尿素高压设备管板及列管的腐蚀和修复
大型化肥厂尿素高压设备腐蚀现状及对策解析
140研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2024.05 (上)目前，我国绝大部分大型化肥厂生产尿素采用二氧化碳汽提工艺，或氨汽提工艺。
不管哪种工艺，在高温生产环境下会生成多种化学物质，而这些化学物质会直接对高压设备的钢材造成腐蚀。
尿素高压设备故障中最常见的就是腐蚀问题，因腐蚀问题造成的停产概率非常高，严重影响大型化肥厂生产效益，同时还会影响高压设备运行的安全性，甚至会造成安全隐患。
虽然化肥厂在高压设备养护期间采取了相应的维护方案，但要想让尿素高压设备恢复到最佳生产状态，则要采取有效的防腐手段。
1 尿素高压设备腐蚀相关阐述1.1 腐蚀机理尿素高压设备在运行中产生的腐蚀问题，其中包含多种因素，如高压介质电化学腐蚀、生产过程化学性腐蚀等。
具体表现如下。
（1）化肥生产过程中会生成氨基甲酸根和氰酸根，而该物质具有还原性，组织金属表面氧化膜的生成，氧化膜是重要的防腐层，一旦氧化膜无法生成则会造成金属活化腐蚀。
（2）不锈钢中所含有的元素会与氨发生反应生成络合物，而络合物会破坏金属氧化膜，从而出现腐蚀情况。
（3）尿素生产中需要加入一定比例的甲铵液，而甲铵液会与不锈钢产生羟基反应，生成金属羟基化合物，导致金属溶于溶液中产生腐蚀问题。
甲铵液中含有多种离子化合物，在高温高压条件下形成非常强的电解质，增加溶液的导电性，这样在金属表层就形成了正负极系统，加速了腐蚀速率。
1.2 腐蚀特点尿素高压设备腐蚀可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀，不同的腐蚀面积其腐蚀特点也有所差异。
具体表现如下。
（1）均匀腐蚀往往在压力设备内部产生大面积腐蚀，导致金属表面被破坏，表现为粗糙、无光泽，通常是由于甲铵液高温作用、氧气含量低、甲铵液浓度高、甲铵液凝气等因素造成的结果。
（2）局部腐蚀可以分为点蚀、缝隙腐蚀，其中点蚀出现在金属特定部位产生的腐蚀口，腐蚀面积非常小，大型化肥厂尿素高压设备腐蚀现状及对策解析侯志敏，刘秀廷（海洋石油富岛有限公司化肥一部，海南 东方 572600）摘要：大型化肥厂尿素高压设备多是由不锈钢材料制作而成，但尿素生产过程中设备在高温、高压、高腐蚀环境下运行，在生产过程中还会生成还原性物质，对不锈钢材料表面氧化膜造成损害，从而导致材料逐渐丧失防腐性能，这就需要针对大型化肥厂尿素高压设备腐蚀现状，采取针对性防腐措施，降低钢材腐蚀速率，提高设备运行安全性。
探析尿素装置高压甲胺冷凝器腐蚀和防护技术
探析尿素装置高压甲胺冷凝器腐蚀和防护技术发布时间：2022-02-25T10:23:04.668Z 来源：《中国科技信息》2021年11月中32期作者：付乾坤[导读] 尿素装置在日常运用中很容易被腐蚀，设备材质、介质环境等多种因素都与尿素装置的腐蚀之间有着极为密切的关联，尿素装置若被腐蚀，其运行状态势必会大受影响，如何保护尿素装置免受腐蚀当下急需解决的问题。
本文通过分析高压甲胺冷凝器腐蚀的特点和原因，提出了涂覆耐腐蚀的防护层、修复不锈钢衬里焊缝和带极堆焊层的缺陷、严格控制操作温度等一系列防护措施，以期为相关人员提供参考。
兖矿新疆煤化工有限公司付乾坤新疆乌鲁木齐市 830000摘要：尿素装置在日常运用中很容易被腐蚀，设备材质、介质环境等多种因素都与尿素装置的腐蚀之间有着极为密切的关联，尿素装置若被腐蚀，其运行状态势必会大受影响，如何保护尿素装置免受腐蚀当下急需解决的问题。
本文通过分析高压甲胺冷凝器腐蚀的特点和原因，提出了涂覆耐腐蚀的防护层、修复不锈钢衬里焊缝和带极堆焊层的缺陷、严格控制操作温度等一系列防护措施，以期为相关人员提供参考。
关键词：尿素装置；高压甲胺冷凝器；腐蚀；防护技术高压甲胺冷凝器是生产尿素所必不可少的设备，深度U形的列管换热器包括上下管箱和低压壳。
低压壳中的开水会将U形管中经化学反应后的原料制造出的热量全部吸收，而且，U形管和换热管的材质都是不锈钢，两根管中产生的蒸汽足以维持尿素装置的正常运转[1]。
高压甲胺冷凝器在使用的过程中，Ni的含量很容易会超标，相关人员在按时对设备进行检修时会发现很多地方都会出现腐蚀的迹象。
只有对设备腐蚀的原因进行细致化分析，并提出可行化的防护方案，才能有效解决高压甲胺冷凝器腐蚀问题。
1.高压甲胺冷凝器腐蚀的特点1.1衬里的腐蚀尿素生产设备的材质大都是不锈钢和钛，设备的表面较为粗糙，亮度很低，且衬里易出现划痕，简体承受层的厚度随着使用时间的增加会越来越薄。
尿素生产中高压设备腐蚀原因分析及预防
氰酸铵 ，氰酸铵又分解成游离氰酸引起的 ；高温 高压下 甲铵对设备的腐蚀是由于电化学腐蚀和水 解产生的游离碳酸引起的。电化学腐蚀随温度升 高而加剧 ；化学腐蚀的速度随温度 升高而加快 ；
温 度升 高引 起 氧 在 尿 素 一甲铵 液 中 的溶 解 度 降 低 ，金属 表 面的 的钝 化膜 不易 维持 ，导致 腐蚀 加 剧 。对 Ｃ 汽提 工 艺来 说 ，高 压 系统 的 温度 不 Ｏ 能 高于 １５ｏ ８ Ｃ，否则 腐蚀 速度 将成倍 增加 。设 备
・９・ ５
坏则 很难 修复 。我 公 司通 过 向高压 系统加 双 氧水
修复 钝化 膜 。双 氧水 中释放 出来 的原子 氧 ，可 以 直接 参加 电极 反应 ，有 利 于钝 化膜 的形 成 。但若 连续 ２— ３ｄ出现 尿 素成 品 中 的 Ｎ 含 量 在 ０３Ｘ ｉ ． １ 以上 ，则应 停 车 ，重新进 行 升温钝 化 。 ０
低 ，根据化 学反 应平 衡原理 ，可 以抑 制具有 强 烈
度时，氧化膜将被破坏，设备表面金属进入活化 状态 ，腐蚀 加速 。
Ｃ 汽提工 艺尿 素装置 在原始 开 车 时 的升温 Ｏ 钝 化非 常关 键 ，这 是 因为 虽 然 高压 系 统 的 合 成
［ 收稿 日期 ］２ １ －８１ ０ １０ —２
１ ３ 甲铵 液 浓 度 ．甲铵 液浓 度愈 高 ，对设 备 的腐蚀 性愈 强 。这 是 由于 甲铵液 浓度较 高 时 ，物 料 中具 有强 还原性 的Ｃ Ｏ Ｈ Ｏ Ｎ ２数量 相 对 增 多 ，使 金 属 表 面钝 化 膜
介 质温 度对设 备腐 蚀 的影 响十分显 著 。高温 高 压下 尿素 对设备 的腐 蚀是 由于 尿素异 构化产 生
钢材 料 主要 是 ３ ６ ，水 解 解 吸 和蒸 发 系统 使 用 １Ｌ 的不 锈钢材 料则 为 ３ ４ 。 ０ Ｌ
尿素高压设备腐蚀原因剖析及防腐控制措施 孟烨
尿素高压设备腐蚀原因剖析及防腐控制措施孟烨摘要：尿素合成反应是在高温、高压下进行，整个合成反应过程对设备腐蚀很严重，因此尿素设备选材要耐腐蚀，同时工艺生产中应采取有效的防腐措施及提高设备检修维护技术，才能更好的减缓设备腐蚀，有力的保障设备运行安全及企业的经济效益。
本文主要论述尿素装置高压圈的设备的腐蚀问题，分析腐蚀的原因及预防控制措施。
关键词：尿素生产、高压设备、腐蚀特点、腐蚀原因、措施概述：某公司52万吨尿素装置选用荷兰斯塔米卡邦公司的新型CO2汽提法尿素生产工艺，高压圈设备衬里采用了非常耐腐蚀的SAFUREX双相钢材质，该材质在目前尿素用钢中得到了广泛的应用。
虽然高压圏设备采用了非常好的耐腐蚀材质，但因尿素合成反应过程中，所处的环境中介质本身具有很强的腐蚀特性加之高温高压，设备运行期间依然存在腐蚀泄漏的风险。
因此研究设备腐蚀原因及制定科学合理的防腐蚀控制措施是非常必要的。
1、高压圏主要设备概况高压圏主要设备有池式反应器、汽提塔、高压洗涤器，三台设备衬里都采用了耐腐蚀的SAFUREX双相钢材质，设备于2013年8月投产运行，2014年9月检修期间对池式反应器、高压洗涤器、汽提塔三台设备进行了检查，设备内部衬里及其焊缝、耐蚀堆焊层、内件及其连接焊缝均处于正常状态，内部部件完好。
2017年4月对池式反应器内部情况进行了内部腐蚀检测，主要从宏观、超声、铁素体等方面检查，宏观检查池式反应器内部衬里、管板及过渡区耐蚀堆焊层表面、内件及其连接焊缝均处于正常均匀腐蚀状态。
池式反应器衬里及内件超声测厚数据正常。
对池式反应器管板耐蚀堆焊层表面铁素体、列管连接焊缝表面铁素体、封头衬里（管板侧）表面铁素体、封头衬里（管板侧）焊缝表面铁素体、筒体衬里表面铁素体、筒体衬里焊缝表面铁素体进行了测定分析。
本次检修检查发现池式反应器第一区有1处裂纹，第二区原补焊点腐蚀发黑疏松。
经过处理、打磨抛光，缺陷消失。
2、设备腐蚀机理分析池式反应器内部衬里表现为均匀腐蚀，从整个反应器所涵盖的腐蚀类别看，除了衬里的均匀腐蚀外，还有存在其他的腐蚀形式，如：坑蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、冷凝腐蚀、磨蚀。
尿素装置高压设备腐蚀与防护措施
尿素甲铵液对双相 不锈钢 （ 主要是奥 氏体 、 铁 索体相 ） 具有较强 的选 择性腐蚀能力 ， 由于不锈 钢
的不 同组织 具有 不 同 的化 学 成分 ， 尿素 甲铵 液 中 在
内。反之 如果在 操作 过程 中出现超 温 、 断氧 、 化 物 硫
如果尿素高压系统中水碳 比升高 ， 即加入水量 过多 ， 会使溶液中氨的浓度下降 ， 氰酸或氰酸铵易产
生， 而且 降 低 了 溶 液 的 ｐ 值 ， 高 了溶 液 的腐 蚀 Ｈ 提 性 。水 碳 比升高 ， 会 引起气 提塔 内汽 提效率 降低 ， 还 使 气提 塔 出液温 度上 升 ， 加剧 气提 塔 的腐 蚀 。因此 ， 生产 中应适 当降低 高压 系统 的水碳 比 。 ３ １４ 甲铵 浓度 ．．
阳极 ： 溶液 中的 Ｈ 或 ０ 从 阳极取得 电子而被
还 原
Ｈ ＋ｅ＝Ｈ Ｈ ＋Ｈ ＝Ｈ２ ０２＋２Ｈ２ ＋４ｅ＝４０Ｈ 一 ０
氨基 甲酸根（ Ｏ Ｎ ２） Ｃ Ｏ Ｈ－ 呈还原性 ， 能阻止钝化
型金属表 面氧化膜 的生 成， 使金属 产生活化腐蚀 。
腐蚀强度与介质温度和甲铵浓度成正 比。
含铬量高于 ２ ％的焊接材料 ； ５ 才哦那个氩弧焊技术
进行不锈钢的焊接和补焊。
２５ 选 择性 腐蚀 ．
与 其表 面形 成 氧化膜 的质 量 和溶液 中的溶解 氧含 量 有很 大关 系 。钝 化 后 的 铬镍 不 锈 钢 ， 在加 氧 的尿 素 甲铵 溶液 中 ， 能够 继续 持续 金属 表 面氧化 膜 的完整 ，
因氧气不 易 通 过 ， 成 严 重 缺 氧 而 引起 腐 蚀 加 剧 。 造
论尿素生产中设备腐蚀的原因及防腐措施
论尿素生产中设备腐蚀的原因及防腐措施论尿素生产中设备腐蚀的原因及防腐措施内容摘要尿素是由NH3和CO2在高温、高压条件下反应生成的，在尿素生产的过程中，会产生氨、氨水、CO2、尿素溶液、蒸汽、水、碳铵溶液、氨基甲酸铵溶液(以下简称甲铵液)及其不同浓度的混合液。
导致尿素设备腐蚀的原因有很多，文章重点对各种原因进行分析，并提出相应的防范措施，希望能起到抛砖引玉的作用。
关键词设备腐蚀尿素一、尿素设备腐蚀的原因（一）介质温度介质温度对设备腐蚀的影响是十分显著的。
高温高压下尿素对设备的腐蚀是由于尿素异构化产生氰酸铵，氰酸铵又分解成游离氰酸引起的；高温高压下甲铵对设备的腐蚀是由于电化学腐蚀和水解产生的游离碳酸引起的。
温度的升高可以增加金属在其活化态和钝化态的腐蚀速率，使不锈钢的钝化区范围变窄，加速了材质的活化——即加速了阴极、阳极的氧化、还原过程，从而提高了设备的腐蚀速率。
电化学腐蚀随温度升高而加剧，化学反应速度加快；温度升高引起氧在尿素-甲铵液中的溶解度降低，金属表面的的钝化膜不易维持，导致腐蚀加剧。
尿素工程中对主要材料的使用温度有如下规定：钛的设计温度为210℃，生产中一般控制在207℃以下；00Crl7Nil4Mo2、00Crl7Nil4Mo2N、00Crl7Nil4Mo3等材质使用温度不得超过195℃；银和铅的使用温度一般不超过175～180℃。
另外，对CO2汽提工艺来说，高压系统的温度不能高于185℃，否则腐蚀速度将成倍增加。
操作温度对设备腐蚀的影响很大，当操作温皮超过设计温度时，即使仅超过1—2℃，设备腐蚀速率增加得也非常明显。
对于设备的腐蚀程度，我们可以根据尿素成品中镍含量的高低来判断，指标为0.3×10-6，高于0.3×10-6则说明设备的腐蚀异常，应及时查找原因并处理。
（二）甲铵液浓度甲铵液浓度愈高，对设备的腐蚀性愈强。
这是由于甲铵液浓度较高时，介质中COONH2—数量相对增多，COONH2—具有强还原性，使金属表面钝化膜不断地被破坏，从而增加了设备的腐蚀程度。
浅谈尿素装置高压系统腐蚀原因及应对措施
浅谈尿素装置高压系统腐蚀原因及应对措施摘要：本论文简述了高压系统的流程，阐述了高压系统在尿素生产装置中的重要地位，介绍了尿素生产过程中，高压系统设备的腐蚀机理；分析了各因素对设备腐蚀的影响，探讨了减小腐蚀的应对措施。
关键词：尿素高压设备；腐蚀机理；腐蚀因素；应对措施在尿素生产装置中，高压系统起着至关重要的作用。
高压系统流程可简要概括如下：高压CO2气体经汽提塔（201C）进入高压甲铵泠凝器（202C），高压液氨经高压喷射器（201L）也被送到202C中发生反应生成甲铵，得到的甲铵再经由管道至合成塔（201D）内，反应放出热量设201FA/FB两个汽包回收0.4MPa自产蒸汽。
同时202C中一部分未反应的CO2和液氨经由另外管道被送到201D中继续发生反应，为201D中甲铵脱水合成尿素的反应提供热量。
201D所得合成液自塔底至201C上部，自上而下与自下而上的CO2气体逆流接触，此时，合成液中的甲铵大部分分解成CO2和氨，同CO2气体混合成汽提气从塔顶离开至202C继续反应。
201D出来的合成气，先经过高压洗涤器（203C）上部防爆空间，后经器外管道进入203C下部，被高压氨泵送来的甲铵液吸收后一同从203C中部流出，后经201L抽吸送至202C中继续反应。
203C中热量由高调水转移，剩余气体送至中压系统继续回收。
换言之，高压系统就是尿素合成的主场所。
至此，尿素合成的所有化学反应已经完成。
至于后续的中压、低压等工序，是一个大的回收再利用未生成尿素的原料的循环。
最终也是要回到高压系统继续反应。
大家都知道，在尿素生产过程中，原料CO2，NH3、甲胺和尿素水溶液，原料带入的硫化物、氯化物等都具有腐蚀性，均会对高压设备产生腐蚀。
纵观尿素工业生产发展的历程，很多企业都曾因为设备腐蚀的问题被迫停工检修，因此腐蚀问题已成为影响稳定生产的严重障碍。
研究尿素腐蚀及抗腐蚀也就显得尤为重要。
以下是几张检修前拍得的设备腐蚀照片：图（1）图（2）图（3）图（4）图（1）和图（2）是检修之前的照片，图（3）和图（4）为各自检修后的照片，可以看出，设备打开检修之前，腐蚀情况相当严重。
尿素高压设备的腐蚀及防腐措施魏刚
尿素高压设备的腐蚀及防腐措施魏刚发布时间：2021-09-16T09:14:12.764Z 来源：《中国科技人才》2021年第18期作者：魏刚[导读] 近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。
随着我国加工技术的发展和进步，在尿素生产和加工的过程中，逐渐引入了高压设置，来提高加工的产量，同时在设备使用的过程中，技术人员也要根据设备的性质，对设备进行保护。
尿素高压设备具有较高的腐蚀性，在接触到了雨水的情况下，会出现大面积的腐蚀，严重影响了人们的使用。
本文就尿素高压设备的腐蚀及防腐措施展开探讨。
新特能源股份有限公司新疆乌鲁木齐市 830000摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。
随着我国加工技术的发展和进步，在尿素生产和加工的过程中，逐渐引入了高压设置，来提高加工的产量，同时在设备使用的过程中，技术人员也要根据设备的性质，对设备进行保护。
尿素高压设备具有较高的腐蚀性，在接触到了雨水的情况下，会出现大面积的腐蚀，严重影响了人们的使用。
本文就尿素高压设备的腐蚀及防腐措施展开探讨。
关键词：尿素生产；高压设备；腐蚀问题；预防措施引言当前，尿素生产多采用二氧化碳汽提法工艺，在高温高压条件下，多种化学物质共同作用导致装置腐蚀问题非常严重。
通过调查发现，高压设备腐蚀引起的装置停车出现的几率相当高，这不仅影响了企业的经济效益，同时还对生产装置运行的持续性和稳定性产成了极大的影响。
尽管各企业在养护维修期间加大了对设备的维护力度，但若要使设备的效能发挥到最佳状态，仍需要进一步采取有效的防腐蚀措施。
1影响设备腐蚀的因素1.1介质温度介质温度对设备腐蚀的影响十分显著。
这是由于温度的升高可以增加金属在其活化态和钝化态的腐蚀速率?使不锈钢的钝化区范围变窄?加速了材质的活化－－－即加速了阴极、阳极的氧化、还原过程?从而提高了设备的腐蚀速率。
介质温度升高?化学反应速度加快?温度低于165℃时?温度的变化对不锈钢腐蚀的影响较小；但温度在165～200℃时?腐蚀速率将增加3～4倍。
尿素高压设备的腐蚀及防腐措施
Ｆｅｂ．２０２０化肥设计ＣｈｅｍｉｃａｌＦｅｒｔｉｌｉｚｅｒＤｅｓｉｇｎ第５８卷 第１期２０２０年２月作者简介：宦月庆（１９８４年—），男，江苏兴化人，２０１０年毕业于南京工业大学化工过程机械专业，硕士，现主要从事化工设备设计工作。
尿素高压设备的腐蚀及防腐措施宦月庆（中国五环工程有限公司，湖北武汉 ４３０２２３）摘 要：介绍了尿素高压设备腐蚀机理，并结合某项目４台高压设备的腐蚀情况，提出了防范高压设备腐蚀的措施。
关键词：尿素高压设备；腐蚀；防腐措施ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－８９０１．２０２０．０１．００９中图分类号：ＴＱ４４１．４１ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００４－８９０１（２０２０）０１－００３０－０３犆狅狉狉狅狊犻狅狀犪狀犱犃狀狋犻 犮狅狉狉狅狊犻狅狀犕犲犪狊狌狉犲狊狅犳犎犻犵犺 犘狉犲狊狊狌狉犲犝狉犲犪犈狇狌犻狆犿犲狀狋ＨＵＡＮＹｕｅ ｑｉｎｇ（犠狌犺狌犪狀犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵犆狅．，犔狋犱．，犠狌犺犪狀犎狌犫犲犻 ４３０２２３，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｕｒｅａｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｐｒｅｖｅｎｔｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃｏｒｒｏｓｉｏｎｏｆｆｏｕｒｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎａｃｅｒｔａｉｎｐｒｏｊｅｃｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｕｒｅａｈｉｇｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅｅｑｕｉｐｍｅｎｔ；ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ；ａｎｔｉ ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｓｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００４－８９０１．２０２０．０１．００９ 尿素设备腐蚀问题一直影响尿素工业的发展，尤其是尿素高压圈设备在高温高压条件下，当多种化学物质共同作用时，设备腐蚀问题会更严重。
尿素高压设备的腐蚀特点及防腐蚀措施
1概述当前，尿素生产多采用二氧化碳汽提法工艺，在高温高压条件下，多种化学物质共同作用导致装置腐蚀问题非常严重。
通过调查发现，高压设备腐蚀引起的装置停车出现的几率相当高，这不仅影响了企业的经济效益，同时还对生产装置运行的持续性和稳定性产成了极大的影响。
尽管各企业在养护维修期间加大了对设备的维护力度，但若要使设备的效能发挥到最佳状态，仍需要进一步采取有效的防腐蚀措施。
2尿素生产设备腐蚀分析2.1尿素生产设备腐蚀特点尿素生产过程具有很强的腐蚀性特点，因此尿素工业的发展离不开防腐材料和防腐设备的支持，不同型号的铁素体、奥氏体不锈钢、钛合金等材料已经广泛应用于尿素生产领域，很大程度上降低了设备腐蚀程度。
然而，设备材料长期处于恶劣环境下运行会逐渐老化，若设备维护或检修不及时，工艺参数设置异常等问题还会加重设备的腐蚀，进而导致泄漏造成停机。
就尿素生产工艺而言，对高压设备材料腐蚀性最强的是尿素甲铵液，该物质与设备材料发生反应时会表现出全面腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀、选择性腐蚀、缝隙腐蚀、孔腐蚀以及腐蚀疲劳等多种特征。
2.2尿素生产设备腐蚀机理分析很多专家对尿素高压设备的腐蚀机理进行了研究，根据研究成果对其进行如下汇总：2.2.1中间产物的化学腐蚀第一，氨基甲酸根（COONH2-）导致的化学腐蚀。
COONH2-在高温高压下的还原性较强，这就对不锈钢表面的氧化物保护膜起到了破坏作用，使不锈钢金属材料表面产生活化腐蚀。
根据化学反应原理，温度越高，腐蚀速度越快；并且甲胺含量越高，介质的腐蚀速度越快。
氨基甲酸根的生成机理为氨气（NH3）、二氧化碳（CO2）在水中共同作用生产氨基甲酸铵（NH4COONH2，反应①），然后NH4COONH2电离生成COONH2-（反应②）。
化学表达式如下：①2NH3+CO2+H2O→NH4COONH2+H2O②NH4COONH2+H2O→NH4++COONH2-+H2O第二，氰酸根的化学腐蚀。
大型化肥厂尿素高压设备腐蚀现状及对策
图3 婴儿培养箱供氧系统浓度上偏差”则表明培训箱内氧浓度过高，检查氧流量是否过高，如果过高则应调低氧流量，如果氧流量正常则需要校准氧浓度传感器。
如信息显示窗显示“氧浓度下偏差”则表明氧浓度过低，需要检查恒温罩门、操作窗等是否密封，或者检查氧流量是否过低，或者检查氧浓度传感器输出电压是否正常（正常情况下输出电压>9mV），如果上述问题均未出现，则需校准氧浓度传感器。
（2）输氧噪音过大。
常见原因是输氧系统各管接头可能出现漏氧，或者控制空氧分离装置内的弹簧可能应力腐蚀，应力腐蚀主要是由于腐蚀本身对高压设备产生的影响，在外部应力的作用下，设备本身会出现较大196研究与探索Research and Exploration ·智能检测与诊断中国设备工程 2023.09 （上）2.2 汽提塔汽提塔上部气相位置上冷凝腐蚀的问题相对较为严重，由于人孔大盖的衬里在反应的过程中往往会表现出棕褐色的变化，在人孔大盖的影响下，耐腐蚀堆焊层也会出现局部腐蚀的问题，表面整体呈现出棕褐色的状态，此时，腐蚀情况也为均匀腐蚀，管筒体衬里的厚度在最厚的位置上为8.7mm，最薄的位置上洪都为8.2mm，此时属于正常标准。
气相区衬里表面会存在致密度不高的气相垢层，管箱筒体衬里、堆焊层都会出现这一情况，此时，腐蚀状态为均匀腐蚀，衬里焊缝表面的颜色为银白色，在这种情况下的焊道相对清晰，且保持正常的状态，管板的耐腐蚀效果良好，腐蚀整体的覆盖面较为均匀，但是从整体上来看，分布器的管头位置上存在较大的相对腐蚀，局部腐蚀情况的出现也会导致设备出现棕褐色的变化。
2.3 尿素合成塔一般情况下，尿素合成塔中选择的材料规格相对固定，且考虑到设备材料规格表面的平滑度不足，导致材料本身会出现棕褐色的变化，在生产过程中的气相区域内表现出分布均匀的腐蚀状态，并且在表面出现了气相垢层的不均匀覆盖问题，液相区表面的光泽度较高，出现了银白色的表现，并且腐蚀的分布情况较为均匀，腐蚀的表面具有较高的光泽度，呈现出银白色的状态，腐蚀状态表面均匀且正常。
尿素高压设备检修规程
尿素高压设备检修规程编写:校核:审核:审批:批准:实施日期:2011.7.27目录1总则……………………………………………………………………………….......2检修周期和内容………………………………………………………………….......第一篇尿素合成塔维护检修规程3检修质量与标准……………………………………………………………………... 4试验与验收…………………………………………………………………………... 5维护与故障处理……………………………………………………………………...第二篇二氧化碳汽提塔维护检修规程3检修质量与标准……………………………………………………………………... 4试验与验收…………………………………………………………………………... 5维护与故障处理……………………………………………………………………...第三篇高压甲铵冷凝器维护检修规程3检修质量与标准…………………………………………………………………….. 4试验与验收…………………………………………………………………………...5维护与故障处理……………………………………………………………………...第四篇高压洗涤器维护检修规程3检修质量与标准……………………………………………………………………... 4试验与验收…………………………………………………………………………... 5维护与故障处理……………………………………………………………………... 附录尿素高压设备氨渗漏试验方法…………………………………………………1 总则1.1 主题内容与适用范围1.1.1 主题内容2本规程规定了二氧化碳汽提发尿毒合成塔、二氧化碳气提塔、高压甲铵冷凝器、高压洗涤器是检修周期及内容、检修方法与质量标准、实验与验收、维护与故障处理。
安全、环境和健康(HSE)一体化管理系统，为本规程编制指南。
1.1.2 使用范围本规程适用于美荷型二氧化碳汽提发48万吨/年尿素、法型52万吨/年尿素引进装置和中荷联合设计52万吨/年尿素装置尿素合成塔、二氧化碳汽提塔、高压甲铵冷凝器、高压洗涤器四台高压设备的维护和检修，不包括附属仪表。
尿素高压设备的腐蚀特点和防腐蚀措施
我公司新系统尿素装置采用的是 CO2 气提 法生产工艺， 整个装置于 1976 年底建成投产， 在 以后 35 年的运行中， 我车间 4 大尿素高压设备 （ 合成塔 201 － D、 气提塔 201 － C 、 高压甲铵冷凝 高压洗涤器 203 － C ） 因其腐蚀泄漏曾 器 202 － C 、 多次造成了装置停车。 我们将 1990 年以来装置 停车的次数和原因进行了统计（ 表 1 ） 。
· 188·
泸
天
化
科
技
2011 年第 3 期
尿素高压设备的腐蚀特点和防腐蚀措施
泸天化股份公司尿素二车间 摘 要
李世华
景
斌
唐小松
就泸天化股份公司尿素高压设备的腐蚀现状和尿素高压设备的腐蚀特性 、 机理及影响因素， 尿素 高压设备 腐蚀特点 防腐蚀措施
同时还对生产中所应采取的防腐蚀措施进行了简要的论述 COONH2 ） 呈还 原性， 能够阻止不锈钢表面氧化膜的生成 ， 使金属
表面产生活化腐蚀， 介质的腐蚀性随甲铵含量的 提高而增大， 随温度的增高而增大。 具体生成氨 基甲酸根的步骤如下： 2NH3 + CO2 + H2 O →NH4 COONH2 + H2 O NH4 COONH2 + H2 O → NH4 + H2 O
泸
天
化
科
技
2011 年第 3 期
3. 1. 4
甲铵浓度
操作温度（ ℃ ） 175 ～ 180 175 ～ 180 190 180 ～ 185
尿 素 约 占 33% ～ 在尿 素 合 成 塔 的 出 液 中， 35% ， 其余以甲铵液形式存在， 尿素自身的腐蚀性 较弱， 而甲铵的腐蚀性却很强， 这是由于甲铵液浓 － 度 较 高 时， 介 质 中 COONH2 数 量 相 对 增 多， COONH2 － 具有强还原性， 使金属表面钝化膜不断 地被破坏， 从而增加了设备的腐蚀程度。因此， 溶 液中甲铵浓度越高， 其腐蚀性越强。 我们从气提 塔列管的腐蚀情况可以直观的了解到甲铵浓度对 设备腐蚀的影响。 通过每次装置大修对 201 － C 201 － C 列管上部的腐蚀情 列管的检测结果发现， 况要比下部腐蚀严重得多， 这除了冲刷以及温度 的原因外， 尿素甲铵液在下降过程中甲铵不断被 分解， 浓度逐步降低的结果。 因此严格控制 201 － C 壳侧蒸汽压力， 同时 提高合成塔的转化率和气提效率 ， 以降低 201 － C 出液中的甲铵浓度， 这既是工艺方面的要求， 也是 设备防腐的要求。 3. 1. 5 硫化物 原料 CO2 中硫化物以有机硫（ H2 S） 和无机硫 （ COS） 形态进入尿素合成系统， 在高温高压下发 生以下水解反应： COS + H2 O →H2 S + CO2 H2 S 为强还原性物质， 能够消耗游离氧并生 成 H2 SOx， 使不锈钢表面的氧化膜遭到破坏 。 因此， 要严格控制进入系统的硫含量， 特别是
尿素高压圈设备常见腐蚀类型及原因分析
尿素高压圈设备常见腐蚀类型及原因分析天脊中化高平化工有限公司李振辉摘要：本文就尿素高压圈设备常见的腐蚀类型结合天脊中化高平化工有限公司尿素车间2010年大修期间高压设备的检测结果进行的总结并对常见的腐蚀原因进行简要分析，以防止或减缓腐蚀现象的发生。
关键词：高压圈设备腐蚀分析控制0 引言天脊中化高平化工有限公司尿素车间自2006年开车生产以来已经运行3年多时间，2010年3月对系统高压圈设备进行了较系统的检测、维修，期间发现多处、多种腐蚀性问题。
具体运行状况如下：0.1 N1系统尿素装置 2006年7月投用，运行至本次大修停车（2010年3月10日）大修，尿素装置累计运行了26303.23小时。
在此期间共停车91次，累计停车时间为6072小时，其中封塔57次，累计封塔时间为805.22小时，最长一次封塔时间为28小时，在此期间无因尿素高压设备泄漏原因而引起的停车。
运行中尿素装置最大负荷为100%，最小负荷为70%；CO2工艺气中O2含量平均为0.65%（V/V），有断氧运行记录，时间很短；汽提塔出液温度为172℃，有超温运行记录，超温温度为180℃，超温运行时间累计为20小时；运行期间甲铵冷凝器壳侧冷凝液中的CI–含量最高为8.8PPm，平均为5.5 PPm，冷凝液排放为设备侧导淋长排；尿素成品中的Ni含量平均为0.2 PPm，最高达0.7 PPm；工艺介质中H2S的最高含量为0.16mg/Nm3;停车前甲铵冷凝器壳程冷凝液电导为6.79us/cm2。
0.2 N2系统尿素装置 2006年7月投用，运行至本次大修停车（2010年3月11日）大修，尿素装置累计运行了29022.25小时。
在此期间共停车88次，累计停车时间为3377.75小时，其中封塔59次，累计封塔时间为698.47小时，最长一次封塔时间为28.3小时，在此期间因尿素高压设备泄漏原因而引起1次的停车。
运行中尿素装置平均负荷为100%，最小负荷为70%；CO2工艺气中O2含量平均为0.65%（V/V），有断氧运行记录，时间很短；汽提塔出液温度为173℃，有超温运行记录，超温温度为182℃，超温运行时间累计为36小时；运行期间高压甲铵冷凝器壳侧冷凝液中的CI–含量最高为8.2PPm，平均为5.3PPm，冷凝液排放为设备侧导淋长排；尿素成品中的Ni含量平均为0.19 PPm，最高达0.45 PPm；工艺介质中H2S的最高含量为0.10mg/Nm3;停车前甲铵冷凝器壳程冷凝液电导为5.8us/cm2。
氨汽提尿素高压设备的腐蚀和防护
氨 一尿 素生 产厂 ，更 应注 意监 视这一 指标 。硫 和
从 尿素 高压 甲铵冷 凝器 封头 及管 箱 的整体腐
蚀 情况来 看 ，介质 进 口侧 的腐蚀 程度 要大 于 出 口 侧 ，即设 备 的上部 腐蚀 相对 较重 ，下 部腐蚀 相 对 较 轻 ，这 主 要 与 介 质 进 、 出 口侧 的 温 度 不 同 有 关 ；从 上 、下管板 及管 口的腐蚀 情况 来看 ，隔 板 的上部腐 蚀 较下部 重 ，这也 与介 质 的进 、出 口温
显 的针 孔腐 蚀 。
１ ２ 钛 材 汽提 塔 ．
置是 国 内第 １ 套从 意 大利 引进 的氨汽 提尿素 生产 工艺装 置 ，其关 键设 备用材 ：合 成塔 衬里及 塔 盘
采用 ３ ６ Ｄ材 料 ，汽提塔 衬里 及换热 器 列管 １ Ｌ ＭＯ
尿 素 汽提塔 内腐蚀 的主要表 现形式 为上 部汽
分 析认 为 ，合成塔 顶 、底封 头 的环焊带 上 出
设 备表 面 的垢 层较 厚 ，一般 有 ０５～１５ｍｍ，由 ． ．
于垢层 相对 比较疏 松 ，且在 介质 温度 比较高 的环 境 中 ，所 以下部 管箱 衬里 的垢下腐 蚀情 况要 比上
部重些 ，年腐蚀 率在 ０ １ ０ １ ｍ。 ． ～ ． ５ｍ
［ 中图分 类号］Ｔ ４ ． １ ［ Ｑ４ １４ 文献标识码 ］Ｂ ［ 文章编号 ］１０ ９ ３ （０ １ ０ ０４ ０ ０４— ９ ２ ２ １ ） ２— ０ ６— ２
河南煤 业化 工集 团 中原 大 化公 司尿素 生产 装
时 ，均发 现在此 ２环焊 带 的交界处 凹 陷部位 有 明
［ 收稿 日期］２ １ －８２ ０ ００ －３
［ 者 简 介 ］ 王 斌 （ ９ ２ ） 男 ， 南 辉 县 人 ， 理 工 作 １８ 一 ， 河 助
尿素高压设备的防腐
尿素高压设备的防腐摘要尿素生产中的物料有甲铵、尿素等溶液，这些物料对尿素设备有很强的腐蚀性。
论述了尿素设备的腐蚀原理，影响尿素用材料腐蚀的因素，尿素设备腐蚀的类型，提出工艺操作的氧气、温度、低负荷运行，会对尿素高压系统设备的防腐产生影响，要加强检测分析镍含量，落实各项防腐措施，降低尿素设备的防腐速率，延长尿素设备使用周期。
关键词尿素设备；腐蚀原理；腐蚀类型；腐蚀速率；氧气温度；镍含量；防腐措施尿素生产中的物料有甲铵、尿素等溶液，这些物料对设备的腐蚀很强。
从某种意义上说，尿素工业的发展过程也就是研究尿素腐蚀与耐腐蚀材料的发展过程，上世纪50年代以后，由于开发了许多耐腐蚀材料，使尿素工业生产得到了迅速的发展。
1 腐蚀原理高温高压下尿素的腐蚀一般认为是由于尿素异构产生的氰酸铵，其又分离生成游离的氰酸引起的。
高温状态下的甲铵对设备的腐蚀是由于电化学腐蚀以及水解而产生的游离碳酸引起的，高压设备在高温高压下的尿素和甲铵溶液中，所受的腐蚀最严重。
分析腐蚀产生的原因，采取可行的防腐措施是一项极其重要的工作。
2 影响尿素用材料腐蚀的因素一般认为，影响腐蚀的主要因素为介质组分，温度，设备结构设计及制造质量，金属质量，金属材料的性能等。
2.1介质的组分高压系统中的物料有尿素，甲铵，氨，二氧化碳及硫，氯等少量杂质。
2.1.1尿素纯尿素在常温下对碳钢无腐蚀性，但尿素吸湿后产生水解，所产生的甲铵对碳钢产生腐蚀。
温度越高腐蚀越剧烈。
2.1.2 甲铵甲铵水溶液对大多数金属有强烈的腐蚀作用，且甲铵浓度越大，温度越高，腐蚀越剧烈。
金属表层的氧化膜破坏后，金属的钝化状态变为活化状态，其腐蚀会显著增加。
2.1.3氨纯氨对碳钢的腐蚀不大，因此在尿素生产中接触液氨的设备与管件可以采用碳钢材料。
在尿素—甲铵溶液中还有一定的液氨对降低设备的腐蚀是有利的。
由于氨的存在，即可以中和溶液的酸性，提高溶液的PH值，也可以抑制对大多数金属具有强烈腐蚀作用的氰酸的生成，因此在合成反应中提高氨碳比可以减轻腐蚀速度。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
云 天化 甲铵 冷凝 器在 一次停 车后 检查 发现 下
管板 靠外 圆处有 ５根 列 管 在 管 口附 近 穿 孔 ， 孔 穿 部位 相互对 应 ， 钢 管 板 形 成 深 度 ５ ｍｍ 左 右 贯 碳 ０ 穿 的孔 洞 。 肉眼 观察其 中的 ３ ３号列管 在堆 焊层 ９
高 温高 压 甲铵 ． 素介 质有 强烈 的腐 蚀性 ， 尿 如
１所示 。这 种腐 蚀 比均 匀 腐 蚀 的损 坏 严 重 得 多 。 故在 此类设 备 的堆焊 时必 须严格 遵守焊 接工 艺条 件， 以杜绝 焊接 不 良造 成 的损害 。
果 尿素设 备制 造 时存 在 质 量 隐患 ， 者设 备 运 行 或 和维修过 程 中出现 腐 蚀 问题 ， 都有 可 能 造成 尿 素
６８ ３
化
工
机
械
２１ ０ ０拒
尿 素 高压 设 备 管板 及 列管 的腐 蚀 和修 复
李光植
（ 天华 化 工 机 械 及 自动 化研 究 设 计 院 ）
摘
要
通 过 对 高压 甲铵 冷 凝 器 管 板 及 管 口腐蚀 进 行 失 效 分 析 ， 对 甲 铵 冷 凝 器 的 腐 蚀 与护 防 问题 提 针
ห้องสมุดไป่ตู้ 第３ ７卷
第 ５期
化
工
机
械
６９ ３
在 扫描 电镜下 可观察 到 在堆焊 层 与管 口的热
的腐蚀 也很 严重 （ ３ ） 气孔 及气孔 内壁 的腐蚀 图 ｂ；
情 况如 图 ３ 所示 ； 离穿孔 处 稍远一 些 的堆 焊层 ｃ 距
影 响 区穿 孔 的 周 围 发 生 了 严 重 的 沿 晶腐 蚀 （ 图 ３ ） 在堆 焊 层 与 气 孔 连 通 的 焊 肉部 位 沿 枝 晶 间 ａ；
２ 赤 天 化 厂 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
３ ６ 。在腐 蚀穿 孑 处取 样 如图 ２所 示 。 １Ｌ Ｌ
赤 天化 厂 甲铵 冷凝器 在检 修时 发现下 管板堆 焊层表 面有 一块直 径约 ２ ０ ０ ｍｍ 的深色 区域 ， 肉眼 观察表 面密 布细 小 的针 状 物 ， 高约 １ ｍｍ。对 针状
凝 器和 高压洗 涤器 等高 压换 热 设 备 中， 管板 和列 管腐蚀 而影 响生产 最 严 重 、 普遍 的是 高 压 甲铵 最
冷凝器 ， 主要 损 坏 原 因是 管 板 表 面耐 蚀 层在 堆 其 焊过程 中 由于热输 入过大 使列管 管 口和表面 堆焊
层 都 出现较 为严 重 的敏 化 现象 ； 管板 耐 蚀 层 与列
物取样 进行 电子 显 微镜 观 察 ， 定 其腐 蚀 主 要是 确
沿 晶间进行 ， 并在 介质 冲刷作 用下 引起脱落 ， 图 如
图 ２ 上管板 部位 泄漏 的管子 管 头样 品
｝ 李 光 植 ， ，９ ２年 １ 生 ， 级 工程 师 。甘 肃 省 兰 州 市 ，３ ０ ０ 男 １７ 月 高 ７ ０６ 。
管管 口角焊缝 有皮 下 气 孔 ； 焊缝 起 弧 收 弧处 的 角 焊接质量 不 好 。 由于制 造 质 量 的 问题 ， 起管 板 引
图 １ 下管板堆焊层收孤 处细小针状物的腐蚀形态 ３ 广 州氮 肥厂 甲铵冷 凝器 的失效 分析 广 州氮肥 厂高 压 甲铵 冷凝 器 运 行 ２ ０ ｈ后 ５０ ０
高 压设备 产生 泄漏 损 坏 ， 而 导致 整 个 尿 素 系统 从
或 者整套 装置停 产 ， 给企业 带来 巨大 的经济损 失 。 笔 者针对 尿素设 备腐 蚀情 况进行 探讨并 提 出了修 复方案 。
１ 高压 甲铵冷凝 器管板 及 管 口的腐 蚀情 况 在化 肥装 置尿 素 系 统 的汽 提 塔 、 高压 甲铵 冷
孑 由于腐蚀 而快 速扩 展与 管头堆 焊层 问 的缝 隙连 Ｌ
蚀 。与 此 同时 ， 口内壁 在 其位 置 附近 恰有 堆焊 管 时飞溅 的焊珠 ， 介 质 作 用下 沿 焊 珠 与 管壁 结 合 在 面快速 向外壁 腐 蚀 ， 由于 内外 壁 加 攻 直 至蚀 穿 管 壁 。 因此 ， 接不 良是造 成腐 蚀损 坏 的主要原 因 ， 焊
整个 腐蚀 穿孔 的过 程如 图 ４所示 。
通， 渗入 的介质在 缺 氧条件 下 ， 管外 壁 向内壁腐 从
僭 一 一 一一
图 ４ 列 管 口腐蚀 穿孔过 程 示意 图
４ 云 天 化 甲 铵 冷 凝 器 的 失 效 分 析
流 出 ， 管 口外壁 上形 成 明显 水 迹 。穿孑 处 的堆 在 Ｌ
与管 口角焊缝 常 常腐 蚀 穿 孔 泄漏 ， 碳 钢 管板 被 使
发 现上 管板 的管 口部 位泄 漏 。 管材 为 ３ ６ １ Ｌ不 锈
钢 ， 蚀 发 生 在 管 口 的 堆 焊 层 上 ， 材 料 也 是 腐 其
腐蚀成孔 洞 ， 列管腐 蚀破 裂等 。笔者对 赤天 化 、 广
州氮肥 厂及 云天化 等厂 的高压 甲铵 冷凝器管 板及 管 口腐蚀 进行 失效 分析 。
表 面腐蚀 情 况如 图 ３ ｄ所示 。
ａ 沿 晶 的 腐蚀 形 貌 ．
ｂ 沿 枝 晶 间 腐蚀 形 貌 ．
ｃ 气 孔 形 态和 气孔 内壁 腐蚀 形 貌 ．
ｄ 堆 焊 层 表 面 的 腐蚀 形 貌 ．
图 ３ 焊 肉 气孔 附近 腐 蚀 形 貌
经综 合 分析 认 为 ， 次腐 蚀 破 坏 是 由 于焊 接 这 制 造时 留下 的皮 下气 孔 经 长 期 使用 后 ， 以选 择 性 腐 蚀为 主 的焊 缝腐 蚀 使 皮 下 气 孔暴 露 ， 甲铵 介 质 渗 人到气 孔 内， 造成 孑 内缺 氧状 态下 的腐蚀 。气 Ｌ
出 了几 点建 议 。
关 键 词 尿 素 高压 设 备 甲胺 冷 凝 器 管板 管 口 腐 蚀 堆 焊 泄 漏 穿孔 中 图分 类 号 Ｔ ０３６ Ｑ ５ ． 文献 标 识 码 Ｂ 文章编号 ０ ５ —０ ４ ２ １ ）５０ ３ － ２４６９ （ ００ ０ －６ ８ ４ ０