導(dǎo)航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

氨合成塔高溫氫腐蝕分析與測定

文檔作者：何歡歡等文檔來源：河南心連心化肥有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年04月23日
下載地址：點(diǎn)擊這里	文件大小： 180.54 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點(diǎn)數(shù)： 1 點(diǎn)（VIP免費(fèi)）

全屏查看

內(nèi)容預(yù)覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預(yù)覽效果可能會(huì)出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：180.54 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點(diǎn)數(shù)：1 點(diǎn)（VIP會(huì)員免費(fèi)）

下一篇：氨合成催化劑回收技術(shù)總結(jié)

上一篇：氨貯罐區(qū)雷電事故預(yù)防初探

文本預(yù)覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

2015年第36卷第5期 氮肥技術(shù) 47摘要根據(jù)河南心連心化肥有限公司四分廠氨合成塔內(nèi)溫度和氫分壓較高的現(xiàn)狀，為防止高溫高壓下氫腐蝕影響合成塔正常生產(chǎn)，通過模擬合成塔內(nèi)環(huán)境測得合成塔所用鋼材腐蝕率為0．0675 mm]a左右，屬2級(jí)輕度腐蝕，對氨合成塔正常生產(chǎn)影響不大。關(guān)鍵詞氨合成塔高溫高壓腐蝕率Analysis and determination of ammonia synthesis tower high temperaturehydrogen corrosionHE Huan——huan ZHOU Xiang GONG Pu-qin CHU Cun(He’nan Xinlianxin Fertilizer Co．，Ltd．，Xinxiang 453731，He’nan Province)Abstract According to Henan Xinlianxin Fertihzer Co．，Ltd．the 4th plants ammonia synthesis tower high oven temperatureand hydrogen partial pressure of the status quo，in order to prevent hydrogen corrosion at hJigh temperature and pressure affect normalproduction of synthetic tower,by means of simulating environment in tower which measures steel in synthesis tower corrosion rate isabout 0．0675mm／a,is a two mildly corrosive，which has little effect on normal production in ammonia synthesis tower．Keywords ammonia synthesis tower；,hi【gh temperature and high pressure；corrosion rate1 引言河南心連心化肥有限公司四分公司合成工段所用的氨合成塔由長沙某化工機(jī)械有限公司設(shè)計(jì)制造。該設(shè)備自2013年11月開始投用，是公司“45·80”原料結(jié)構(gòu)調(diào)整項(xiàng)目的一部分。氨合成塔為一軸三徑結(jié)構(gòu)，塔內(nèi)由上、中、下三層換熱器和零米冷激層組成。在實(shí)際運(yùn)行過程中，合成塔內(nèi)反應(yīng)實(shí)際溫度高于塔設(shè)計(jì)溫度，為避免溫度較高影響催化劑活性，適當(dāng)調(diào)試了氫氮比例，使得氫分壓為10．4 MPa左右(合成塔內(nèi)壓力為13．0MPa左右)，塔內(nèi)熱點(diǎn)溫度約為490 oE，從而保證合成塔內(nèi)反應(yīng)平穩(wěn)進(jìn)行。但氫分壓和塔內(nèi)溫度較高，有造成合成塔氫腐蝕的可能，故在比較了金相組織檢測、硬度檢測、無損探傷檢查、測定腐蝕率等檢測氫腐蝕的檢測手段后，采用模擬合成塔內(nèi)環(huán)境來測定合成塔所用鋼材腐蝕率的方法評(píng)估氨合成塔氫腐蝕的狀況。2氫腐蝕簡介鋼材的氫腐蝕嚴(yán)重影響設(shè)備的安全運(yùn)行。鋼材氫腐蝕的機(jī)理是在高溫、高壓下，吸附在鋼表面的氫分子部分分解為氫原子或氫離子，并通過金屬晶格和晶界向鋼中微隙擴(kuò)散，結(jié)合成氫分子，這些氫與微隙壁上的碳化物發(fā)生反應(yīng)生成甲燃-1。反應(yīng)式如下：Fe3C+2H2__與3Fe+cIL2H2+C—}CH44H+C—}CH。這些氫和甲烷分子體積較大，難以重新溶人鋼中或向外擴(kuò)散，而聚集在晶界微隙中，產(chǎn)生局部高壓，形成應(yīng)力集中，使晶界變寬，發(fā)展為微裂紋。而反應(yīng)面附近的鋼因被脫碳，又促進(jìn)了碳化物的進(jìn)一步分解和微裂紋擴(kuò)展，最終降低了鋼的強(qiáng)度、塑性和韌性等力學(xué)性能[21。氫腐蝕一般發(fā)生在工作溫度為250。600℃、工作壓力為1．0～73．5 MPa情況下圈，分為氫鼓包、氫脆、氫蝕等類別。對材料的氫腐蝕可通過萬方數(shù)據(jù)48 氮肥技術(shù) 2015年第36卷宏觀檢查、無損探傷檢查、硬度測試、化學(xué)成分分析、金相檢驗(yàn)等方法進(jìn)行氫腐蝕檢測分析。3氫腐蝕檢測手段比較14,5]3．1金相組織檢測金相組織檢測就是用金相方法觀察設(shè)備的內(nèi)部組織變化。當(dāng)設(shè)備發(fā)生高溫氫腐蝕時(shí)，在微觀上其材質(zhì)就表現(xiàn)為金屬組織的晶間裂紋和脫碳造成的珠光體組織的破壞。3．2硬度檢測通過對設(shè)備的硬度檢測數(shù)據(jù)可直觀發(fā)現(xiàn)其材質(zhì)的硬度變化，還可通過將測量的硬度換算為強(qiáng)度值進(jìn)行腐蝕狀況評(píng)估。需要注意的是此種作法只針對鋼材珠光體球化和脫碳引起的強(qiáng)度下降。3’3無損探傷檢查無損探傷檢查是在不損傷設(shè)備的使用性能情況下，檢查設(shè)備的內(nèi)在或表面缺陷，從而方便快速的觀察被測對象的腐蝕狀況和缺陷的檢測方法。3．4腐蝕率測定腐蝕率測定就是通過實(shí)驗(yàn)方法模擬設(shè)備所處環(huán)境對設(shè)備所用鋼材進(jìn)行腐蝕速率的測定，從而預(yù)估設(shè)備的使用年限。雖然金相組織檢測、硬度檢測、無損探傷檢查可以較直觀方便的檢測出設(shè)備的腐蝕狀況，但這些方法需要截取設(shè)備的一部分作為樣品或進(jìn)入設(shè)備內(nèi)進(jìn)行檢測，而且也無法預(yù)估氫腐蝕對設(shè)備的腐蝕過程。因此這些方法并不適用于檢測本公司只投用一年的氨合成塔的腐蝕狀況。所以最終選擇失重法來測定氨合成塔的腐蝕率，對合成塔的使用年限及腐蝕狀況進(jìn)行評(píng)估。4實(shí)驗(yàn)4．1材料及主要儀器材料和主要儀器有砂紙、濾紙、丙酮(分析純)、清洗液(是由10 g檸檬酸三銨加入90 mL蒸餾水制得)、游標(biāo)卡尺(精度0．02 mm)、天平(精度0．1 mg)、干燥器、1 L高溫高壓反應(yīng)釜。4．2試片加工選擇與合成塔內(nèi)件材質(zhì)相同的鋼材加工成3塊試片(分別記為1號(hào)、2號(hào)、3號(hào))，用砂紙對三塊試片分別進(jìn)行打磨使其表面粗糙度為0．65～1．35斗m。游標(biāo)卡尺測量三塊試片的外形尺寸并計(jì)算試片的表面積。用丙酮除去試片上油污后再用蒸餾水沖洗干凈，最后用濾紙擦干，將試片放于設(shè)定溫度為45℃的干燥器中干燥4 h后稱重。4．3實(shí)驗(yàn)過程將處理好的1號(hào)試片放入高溫高壓釜中，通人本公司四分廠氨合成塔反應(yīng)氣，設(shè)定釜內(nèi)溫度為490℃，壓力為13．0 MPa，實(shí)驗(yàn)5d后將試片取出，用濾紙輕輕擦去試片表面油污，后用丙酮清洗試片表面，再將其放于60℃清洗液中2 min，試片用蒸餾水沖洗，濾紙擦干放于設(shè)定溫度為45℃的干燥器中4 h后稱重。2號(hào)、3號(hào)試片采用相同的實(shí)驗(yàn)方法，在高溫高壓釜中分別放置7d、8d。經(jīng)清洗后放于設(shè)定溫度為45℃的干燥器中4 h后稱重。5結(jié)果與討論三塊試片實(shí)驗(yàn)前后的表征見表1。表1 試片實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量對比試片號(hào)長(mm)寬(mm)高(m)實(shí)驗(yàn)前質(zhì)量(g)實(shí)驗(yàn)后質(zhì)量(g)1 63 26 11 34 1 32 7433 4 7421 62 67．54 12．34 1．36 8．897 8 8．878 63 71．36 12．56 1．68 11．820 2 11．796 l根據(jù)腐蝕率計(jì)算公式：竹：!堡煎二塑后2蘭三箜Q 。S×T×P式中：田表示腐蝕率，單位為mm／a；m前、m后表示實(shí)驗(yàn)前后試片質(zhì)量，單位為g；|s表示試片表面積，單位為em2；丁表示試片在釜中放置時(shí)間，單位為天：P表示Q345R鋼材密度，單位出m3。計(jì)算得1號(hào)、2號(hào)、3號(hào)試片腐蝕率叼。、鉿叼，分別為0．067 3 mnda、0．067 7 mm／a、0．067 5 mm／a，則平均腐蝕率平’7平=丑與譬絲=o．067 5 mm／a。j根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算的腐蝕率結(jié)果可看出，放置不同天數(shù)的三塊試片腐蝕率基本相同，且由平均腐蝕率可知此種鋼材在溫度為490℃，氫分壓為10．4 MPa下有輕微腐蝕，對氨合成塔正常生產(chǎn)不會(huì)造成大的影響。萬方數(shù)據(jù)第5期 何歡歡，等：氨合成塔高溫氫腐蝕分析與測定6結(jié)論通過比較金相組織檢測、硬度檢測、腐蝕率測定等檢測設(shè)備腐蝕狀況的方法后，針對公司四分廠氨合成塔投用只有一年的狀況，采用模擬塔內(nèi)環(huán)境測定氨合成塔所用鋼材腐蝕率的方法，測定出此鋼材的腐蝕率為0．067 5 mm／a左右。根據(jù)腐蝕率國家標(biāo)準(zhǔn)此鋼材在溫度為490 oC，氫分壓為10．4 MPa下屬2級(jí)輕度腐蝕，故對氨合成塔正常生產(chǎn)影響不大。但是也應(yīng)該保持高度警惕，密切注意設(shè)備的變化，定時(shí)通過宏觀觀察，探傷等措施進(jìn)行判斷，并及早做好防護(hù)。參考文獻(xiàn)【l】沈浚，朱世勇，馮孝庭，等．化肥工學(xué)叢書一合成氨[M】．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001．[2】江鎮(zhèn)海．大型合成氨裝置中的高溫氫腐蝕及防護(hù)【J】．腐蝕與防護(hù)，2008，29(3)：170．【3】周達(dá)理，陳飛鵬．高溫變換爐氫腐蝕原因分析及處理【J】．大氮肥，2003，26(4)：228—230．【4】左景伊，左禹．腐蝕數(shù)據(jù)與選材手冊【M】．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1995．【5】毛濟(jì)偉，楊嘩暉．合成變換爐氫鼓包檢測與安全運(yùn)行分析【J】．化工進(jìn)展，2003，22(11)：1239—1241．(收稿日期：2015--08—24)《氮肥技術(shù)》期刊2016年征稿啟事《小氮肥設(shè)計(jì)技術(shù)》期刊自2006年第四期開始更名為《氮肥技術(shù)》。國內(nèi)統(tǒng)一連續(xù)出版物號(hào)：CN37—1448／TQ，國際標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)出版物號(hào)：ISSN 2095-4522。2016年《氮肥技術(shù)》期刊的稿件征集事宜說明如下：1《氮肥技術(shù)》期刊，為廣大氮肥工作者提供一個(gè)學(xué)習(xí)交流、互通信息、相互促進(jìn)、共同提高的園地，熱誠歡迎大家踴躍參與，積極投稿，為氮肥行業(yè)的發(fā)展再做貢獻(xiàn)。 ’2投稿主要內(nèi)容：行業(yè)綜述、設(shè)計(jì)技術(shù)、科研成果、技術(shù)探討、技術(shù)進(jìn)展、技術(shù)開發(fā)、技術(shù)總結(jié)、技術(shù)綜述、技術(shù)措施、技術(shù)改造、技術(shù)簡訊、技術(shù)信息、設(shè)計(jì)管理、技術(shù)管理、企業(yè)管理、生產(chǎn)總結(jié)、革新成果、節(jié)能減排、安全生產(chǎn)、多種經(jīng)營、自動(dòng)控制、三廢治理、綜合利用、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境保護(hù)、新產(chǎn)品、新工藝、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)、新設(shè)備、新材料、新催化劑等。3所來稿件須經(jīng)單位批準(zhǔn)，并請注明與單位／撰稿人的聯(lián)系辦法，來稿須附有作者職稱(務(wù))介紹。根據(jù)國家稅務(wù)總局國稅發(fā)[20051205號(hào)文件規(guī)定，為發(fā)給被錄用文章的作者稿酬，須注明或電話通知編輯部作者的身份證號(hào)碼。須注明是否允許編審人員進(jìn)行刪改。4作者來稿須書寫工整或打印清楚，使用正式公布的簡化漢字，使用符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的有關(guān)量、單位和符號(hào)。5請勿一稿兩投或多投；3c章一經(jīng)發(fā)表，文責(zé)自負(fù)(編審人員刪改者除外)；不刊登的稿件，不予退回。歡迎踴躍訂閱。歡迎積極投稿。歡迎刊登廣告!聯(lián)系地址：濟(jì)南市歷山路八十號(hào)(山東省化工規(guī)劃設(shè)計(jì)院院內(nèi))全國化工合成氨設(shè)計(jì)技術(shù)中心站 郵 編：250013電 話：0531—86557964(中心站) 傳 真：0531—864615440531—86408824(編輯部) E—mail：heazxz@126．tom聯(lián)系人：徐繼春王國祥楊源田宋冬寶全國化工合成氨設(shè)計(jì)技術(shù)中心站《氮肥技術(shù)》編輯部2015年10

網(wǎng)友評(píng)論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

05-01