液氨储罐的腐蚀与防护

银川能源学院过程设备腐化与防范腐化解析报告院系石油化工学院专业班级过控1301班报告题目液氨储罐的腐化与防范学生姓名尹仁杰学生学号1310140150指导老师王斌上交时间批阅人目录1。液氨储罐的危害...................................................02.液氨的性质........................................................03.液氨储罐的腐化特色................................................04。液氨储罐腐化解析.................................................05。影响腐化的原因...................................................15。1与空气接触..................................................15.2应力腐化....................................................15.3温度因素....................................................26.腐化发生的部位....................................................27。腐化防范方法.....................................................27.1应力腐化防范.................................................27。2大气腐化防范................................................37.3其他方面防范.................................................38。结论.............................................................4液氨储罐的腐化与防范纲要氨是一种重要的化工产品和工业原料,广泛应用于炼油、化工、农业、制药、制冷等工业。为便于储蓄和运输，合成氨厂生产的产品氨平时是将氨气加压或降温办理成液氨,液氨储罐作为一种特其他压力容器,在这些行业也广泛使。重点词液氨储罐腐化防范1.液氨储罐的危害液氨储罐作为一种特其他压力容器在合成氨厂中使用十分广泛。多年来的实践发现,液氨储罐很少发生强度损坏,大多数是由腐化裂纹引起的腐化损坏。液氨储罐简单发生应力腐化，将会以致储罐爆炸.2.液氨的性质氨作为化工产品集工业原料,广泛应用工业之中，氨无色气体，有特异的刺激臭味,易于液化，在20℃下891kPa即可发升液化,并放出大量的热；在温度变化时,液氨体积变化系数很大,液氨相对密度0。771，液氨的熔点为—77。7℃,沸点为—33.35℃,液氨临界温度132.44℃，液氨蒸气相对密度达到0。597。3。液氨储罐的腐化特色经过对各样液氨储罐的开罐检查发现，储罐内表面焊缝区的腐化裂纹比较严重,且多数出现在环焊缝上，裂纹断口没有塑性变形,表现出典型的脆性裂纹特色.裂纹多数为浅而长的表面裂纹，且有明显的分支，骨干裂纹与焊缝方向垂直,特别在手工电弧焊的引弧处和收弧处、T型接头处及封头环缝与筒体纵焊缝交织部位,裂纹更严重。磁粉检测发现,焊缝裂纹呈树枝状,骨干裂纹多呈线性，分支较短,端部较尖锐,根部稍宽.4。液氨储罐腐化解析储罐里面的液氨是经过加压或降温而转变为的液化气，它的操作压力就是大气温度下的饱和蒸气压。操作温度和操作压力随天气变化而颠簸。《压力容器安全技术监察规程》规定,无保温或保冷、盛装低压液化气体的常温储罐，设计温度均取50℃，最高工作压力取所装介质在50℃时的饱和蒸气压力。而广东地区夏天的最高室温一般不会高出40℃,40℃下氨的饱和蒸气压为1.55MPa，平时操作压力为0.8~1.2MPa，故储罐一般不会因超载而发生强度破0坏。由于液化气的膨胀系数特别大，为水的数十倍,若是液体充满储罐，储罐内的压力就不再是蒸气压，而是液体的膨胀压力.储罐的工作压力直接受温度的影响，温度每高升1℃,液氨储罐的压力即可高升1。316～1。875MPa，温度只要高升3～5℃，储罐就会因严重超载而爆炸。因此,《压力容器安全技术监察规程》规定了储罐在不同样充液温度下的装量系数,以保证储罐内有足够的气体空间.若是储罐在投入使用前抽气不完好,就很简单使空气混淆在里面。液氨在充装、排料及检修等过程中,也会碰到空气的污染,储罐焊缝处存在由于操作压力引起的拉应力和焊接节余应力.在拉应力状态下,碳钢在被空气污染的液氨环境中很简单发生应力腐化损坏.5.影响腐化的原因5。1与空气接触设备、管道的焊接质量、连接阀门、法兰、垫片、螺纹连接的安装质量问题，以及设备密封装置的损坏,储罐在投进使用前抽气不完好,使空气混淆在里面;内部介质的热响应,液相温度未达到饱和温度为过冷状态，热量由储罐内壁传入后液领悟沿容器壁面上升,与过冷液体混淆。同时，在液氨充装、排料及检验等过程中,也会碰到空气的污染,储罐焊缝处存在由于控制压力引起的拉应力和焊接节余应力.在拉应力状态下，碳钢在被空气污染的液氨环境中很轻易发生应力腐化损坏。5。2应力腐化空气中的O2、CO2、N2都会促进液氨对罐壁资料的腐化。不论是在气相或液相中，氨、O2和N2与碳钢或低合金钢组成了应力腐化环境，产生应力腐化(SCC).其腐化的机理为:在含O2的液氨中,钢表面吸附O2形成氧膜,这使腐化电位保持在正当,当资料受拉力产生应变后，膜被损坏,裸露出来的新鲜表面（滑移阶)与氧膜的金属表面组成微电池,产生快速溶解.在没有其他杂质存在时,O2能在裸露金属表面上再成膜,控制应力腐化的产生；而当液氨中同时溶有N2时,由于N2与O2在滑移阶上产生“竞争吸附”，阻拦部分裸露滑移阶的再钝化，从而增加钢的应力腐化断裂敏感性。上述有关应力腐化的条件,只要缺任何一种,应力腐化均不能够发生。而空气中的CO2则会以致全面腐化，其腐化机理为：阴极反应公式:O2+2NH4+4e-→OH-+2NH3阳极反应公式：2Fe→2Fe2++4e—整个反应公式：O2+2NH4+2Fe-→2Fe2++2OH-+2NH1在液氨储罐内有CO2气体共存时，则将会生成碳酸铵，2NH3+CO2-→NH4CO2NH242-→NH422-2NHCONH+NHCO在该反应中，碳基甲酸氨对液氨储罐的碳钢会产生强烈腐化作用，加剧腐化损坏.在含O2液氨之中,由于钢表面会吸附O2，从而将会形成氧化膜，为此以致腐化电位为正当,当储罐资料在碰到拉力变形后，膜就会被损坏,以致新鲜裸露的表面与氧产生溶解。5.3温度因素储蓄温度也会对应力腐化产生影响,0℃以上常温控制的储罐，液氨储罐易发生应力腐化，同时，对于液氨储罐的应力腐化，在温度因素影响下，也会形成液氨储罐发生电化学腐化的过程，液氨储罐温度的高升，有助于液氨储罐腐化进行，低温液氨储罐在储蓄中，液氨氧含量会不断蒸发减少，而常温液氨储罐中，其液氨中氧含量也不会降低，故此，也会加剧液氨储罐腐化的发生。6.腐化发生的部位应用液氨储罐储蓄和运输氨，还将会面对液氨储罐腐化风险,并且对液氨储罐检验发现，储罐很少会发生强度损坏，大多是由腐化裂纹引起的腐化损坏。内、外介质腐化，容器壁厚减薄，外壁受大气的腐化作用，内壁为氨腐化。液氨储罐内的表面焊缝区，其腐化裂纹较为严重，表现出脆性裂纹特色；裂纹多数为浅长表面裂纹,在手工电弧焊引弧处裂纹更严重。7.腐化防范方法7。1应力腐化防范由于SCC发生的三个基本条件是敏感资料、特定环境和拉应力，因此影响SCC的因素有冶金、环境和应力三个方面。因此,有效的防范方法就是除掉这三个方面所有有害的因素。（1)资料选择。实践证明，资料强度越高，发生应力腐化的可能性越大。但不发生应力腐化的最低强度限与杂质含量及特色、应力大小、操作速度等因素有关。为了防范应力腐化,在综合考虑操作压力、节余应力以及安全性和经济性的情况下，应尽可能采用强度较低的钢材。（2）采用合理的结构和焊接工艺。结构上应防范焊缝过多、过于集中、焊缝不对称、焊缝交织和焊接序次不合理等造成的应力集中.制造时应防范强力组焊，防范咬边、错边等弊端,并保证与介质接触的表面尽量圆滑。制造完成后,应进行退火热办理以去除焊后节余热应力。正确的焊后热办理能够大大降低制造2过程中的节余应力，并能够降低焊接热影响区的峰值硬度.（3)对投入使用前的新储罐。应完好除掉里面的空气;在充装、排料及检修等过程中，采用必然的措施防范带进任何空气。对大型储罐应连续冷凝氨蒸气,而不凝气体大多数是空气,应将其排出。对较小的设备用抽气或蒸腾除掉储罐里面的空气。总之,除掉储罐里面的空气污染,能够有效地防范应力腐化。（4）新投用的储罐，应按规定进行内外面检验并进行周期性的如期检验.对液、气相界面、引收弧处及T型接优等易腐化部位应重点检验;对液面以下所有焊缝应进行100％磁粉或超声波探伤,若条件赞同，对付所有焊缝进行100％磁粉探伤.对检验出的裂纹应进行评估。因应力腐化界限断裂韧度JISCC大体只有资料老例断裂韧度W0。05的1/5,因此应依照断裂力学判据对裂纹进行安全等级评估,并给出办理建议及下次检验时间。对于不高出1/4壁厚和深度小于4mm的浅裂纹，能够采用打磨的方法进行机械除掉,但要严格控制打磨工艺;对于较深的裂纹,先进行打磨办理后再进行补焊。补焊前应先预热加温以防范焊接硬化，焊接时宜采用低氢焊条，焊后进行探伤复查，并进行去应力办理。（5)如期检测液氨浓度和含水率。发现水分低于临界浓度应及时补充水分,使含水率向来保持在0。2%~1％的范围。其他，还可加入其他控制剂，如加入100μg/g的冷冻机油或5μg/g菜籽油或10～50μg/g的硅油作为应力腐化控制剂,都可有效地控制液氨引起的应力腐化.7.2大气腐化防范大气防范一般从资料,镀层和环境下手,由于前面已经选定了资料，但是环境一般不好改变，因此只能从镀层下手了。做好表面办理工作，应该先去除油污再除锈,将设备附着物以及其他杂质冲洗干净，并且对于油污部位采用丙酮、乙醇等有机溶剂进行擦拭。采用防腐涂料，在配置中，应先预热备到60°到80°左右，在称量中也必然要注意做到认真正确,多次混淆涂料，保证涂料的黏度。高分子复合修复资料，拥有超强的粘着力，能够防范机械加工，也不会碰到无补焊热应力热的影响，在涂料配置中应该保证和料时间在五分钟以上，保证涂料的使用质量。7.3其他方面防范7.3。1保温办理能够液氨储罐如期进行相应的保温办理，使液氨能够在低温下储蓄，这样能够减少氧的含量；并且，还需除掉储罐内的空气，减少氧及其他气体,防范储罐发生空气污染,从而能够有效防范液氨储罐发生应力腐化.7。3。2提升焊接工艺采用合理焊接工艺，防范焊缝过多且过于集