论尿素生产中设备腐蚀的原因及防腐措施
尿素合成塔腐蚀及应对措施探究
尿素合成塔腐蚀及应对措施探究尿素合成塔是供二氧化碳、液氨在高温高压下反应生成尿素的关键设备。
但是，尿素生产中却碰到棘手的问题—腐蚀问题。
为此，探究尿素合成塔的腐蚀情况，及腐蚀原因，从而从工艺指标、停车期间的防腐蚀控制和温度等几方面对尿素合成塔的腐蚀提出应对措施。
标签：尿素合成塔；腐蚀情况；腐蚀原因；应对措施1 尿素合成塔的腐蚀情况尿素的腐蚀从大体上可分为两种：均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀表现为尿素合成塔内部衬里的均匀腐蚀，一般是内衬里母材的均匀腐蚀和焊缝的均匀腐蚀，虽有较大面积的质量损失，但相对而言危险性较小。
局部腐蚀表现为尿素合成塔中金属表面某些区域的不均匀腐蚀，如尿素合成塔顶底封头的环焊带部位、合成塔上封头的人孔处等，腐蚀的分布和深度都是不均等的，因此常会在整个设备看似正常的情况下发生局部穿孔或破裂，从而导致严重事故，危险性较大。
因此，在尿素合成塔运行一段时间后，要经常进行检查因腐蚀而逐渐出现的状况，如气孔、针孔、夹渣、裂缝等，并进行及时处理，从而避免造成更严重更致命的局部腐蚀。
2 尿素合成塔的腐蚀原因分析（1）工艺介质对设备腐蚀的影响。
在尿素合成塔内发生的反应，化学反应如下：2NH3+CO2→NH2COONH4→CO（NH2）2+H2O，生成了中间产物——氨基甲铵，而氨基甲铵溶液在高温、高压下有很强的腐蚀性。
同时，合成的尿素又会分解成氰酸和氰酸铵，两者都会在水中发生电离反应，电离出的氰酸根有强还原性。
从而与合成塔内不锈钢表面的氧化膜发生反应，导致合成塔受腐蚀。
（2）温度操作对设备腐蚀的影响。
介质对不锈钢的影响随着温度的变化而变化。
以316L的合成塔为例，当温度较低时，容易使不锈钢发生钝化，介质对不锈钢的腐蚀速度较缓慢；当温度较高，高于190摄氏度时，溶液中溶解的氧含量急速下降，介质对不锈钢的腐蚀速度突飞猛进。
（3）氧含量对设备腐蚀的影响。
氧含量对设备的耐腐蚀性有着举足轻重的地位，主要体现在两方面：①氧含量的浓度若达不到形成钝化膜的最低浓度，这时氧化膜将被破坏，加速对不锈钢的腐蚀；②反应产生的中间产物氨基甲铵溶液是一种具有还原性的酸性溶液，氧的加入，能使溶液的性质发生转变，具有氧化性，大大降低对不锈钢的腐蚀。
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。
尿素合成塔腐蚀分析与防护
尿素合成塔腐蚀分析与防护尿素合成塔是化工装置中的核心设备之一，其主要作用是对氨和二氧化碳进行反应生成尿素。
尿素合成塔工作在高温高压下，同时氨、二氧化碳和尿素等物质分别流经塔内各级反应器，这样的工作环境必然会引起塔体的腐蚀。
本文将从尿素合成塔腐蚀的类型和原因、防护措施等方面进行分析。
一、尿素合成塔腐蚀的类型和原因1. 腐蚀类型尿素合成塔根据不同的催化剂和工艺条件，其塔体材料种类也不同，一般选用碳钢、不锈钢、合金钢等材料。
塔体内部布置的组件如催化器、冷凝器、再生器、氧化器等也是不同材质的。
此外，塔内物料流动的方式也会影响塔体的腐蚀形式。
因此，尿素合成塔的腐蚀类型也是多种多样的。
常见的尿素合成塔腐蚀类型有：均匀腐蚀、点蚀腐蚀、应力腐蚀开裂、干腐蚀等。
均匀腐蚀是指塔体表面在腐蚀介质中均匀失蚀并逐渐变薄。
点蚀腐蚀则是指在局部受到腐蚀的情况下，产生许多细小的孔洞。
应力腐蚀开裂是指材料在受到应力和腐蚀介质的共同作用下出现的裂纹。
干腐蚀是指在不含水或含水量较少的条件下，塔体内受到化学反应所产生的焦化物质等的腐蚀。
2. 腐蚀原因尿素合成塔腐蚀的原因主要有以下几个方面：（1）化学作用：尿素合成塔内物料流动过程中，反应产物之间会发生化学反应，如氨和二氧化碳在塔内进行氧合还原反应生成尿素，这样就会使得塔体产生化学腐蚀。
（2）物理作用：尿素合成塔会经历跨静电场和高温高压等物理环境的作用。
这些作用会导致材料的机械性能下降，从而引起塔体的腐蚀。
（3）流体作用：尿素合成塔内的流体流动条件对材料的腐蚀影响较大。
流体所受的剪切力会长期作用在材料表面，这会增加塔体的腐蚀量。
（4）设计不合理导致材料损耗：如塔内附加的设备和管道连接处不合理，容易导致材料磨损和腐蚀。
1. 材料选择在尿素合成塔的设计中，应根据不同的工况选择合适的材料。
焊接接头处应尽量减少，以降低塔体存在锥角时的应力集中。
在有磨损、腐蚀等风险的设备部位，应选择耐磨板或进行加厚设计。
尿素合成塔腐蚀分析与防护
尿素合成塔腐蚀分析与防护尿素合成塔是尿素生产工艺中的核心设备之一，它是将天然气、空气和蒸汽等原料在一定的温度、压力和催化剂的作用下，经过一系列反应生成尿素的重要设备。
由于腐蚀问题严重影响了尿素合成塔的使用寿命和生产效率，因此进行塔腐蚀分析与防护显得尤为重要。
一、尿素合成塔的腐蚀问题尿素合成塔的腐蚀主要来自于外部环境和内部介质的作用。
在外部环境方面，塔体长期接触空气和水分，受到大气腐蚀的影响，因此需要在设计和制造过程中采取防腐措施。
在内部介质方面，由于尿素生产过程中所使用的尿素溶液中含有氨气、二氧化碳等腐蚀剂，长期作用于塔体内壁和设备管道等，则会引起腐蚀和材料损耗，严重时会导致设备失效。
尿素合成塔的腐蚀可分为化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等几种类型。
1. 化学腐蚀：主要是由尿素生产过程中使用的氨气、二氧化碳等腐蚀剂直接对金属材料产生化学反应而引起的腐蚀。
在塔内喷放的氨气会直接作用于内壁和设备管道等金属表面，形成氮化物、亚硝酸盐等物质，引起腐蚀和材料损耗，产生白垩、黑垩等异常物。
2. 电化学腐蚀：由于在尿素合成过程中所涉及的介质的化学成分和物理条件的变化，导致金属表面出现电位差，形成电化学腐蚀现象。
这种腐蚀方式主要依赖于溶液中金属离子和氧化还原反应产物的生成和扩散，容易在金属表面形成氧化物和氢氧化物等产物。
3. 微生物腐蚀：指在尿素生产过程中，由微生物直接或间接诱发的金属腐蚀现象。
微生物腐蚀是产生在高温高压条件下的海洋、地下水和污水处理场等环境中，由细菌、藻类、真菌等微生物引起的一种特殊腐蚀现象。
在塔内运行一段时间以后，普遍会出现微生物污染，这时候就容易发生微生物腐蚀。
为了解决尿素合成塔的腐蚀问题，需要采取一系列有效的防腐措施，主要包括以下几方面。
1. 材料及涂层的选择：在制造过程中采用高耐腐蚀性材料，如不锈钢、钢材贴陶瓷等，同时在涂层选择时应选用高品质的树脂、聚合物等防腐涂料，以提高其耐腐蚀性。
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。
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。
尿素生产中的腐蚀问题研究
尿素生产中的腐蚀问题研究摘要：尿素生产中最主要的腐蚀介质是压力与温度较高的尿素甲铵溶液,此外还有液氨、氨水、二氧化碳、尿液、碳铵、水、蒸汽的腐蚀。
本文主要探讨尿素生产中的腐蚀问题及原因分析,并提出尿素生产中腐蚀控制途径。
关键词：尿素腐蚀控制尿素是一种高效氮肥,其含氮量达46%,比硝酸铵高30%,比硫酸铵高120%,比碳酸氢铵高170%,是含氮量最高的氮肥品种。
尿素为中性,不像其他氮肥那样会由酸根引起土壤板结。
它既可作基肥,又可用于根外追肥,很易被植物吸收并促进植物生长[1]。
1、尿素生产中的腐蚀现象由于原料价格低廉,大大降低了尿素生产的成本,为工业化生产提供了有利条件。
在高温高压下氨和二氧化碳合成为甲铵的反应可较完全地进行;而甲铵脱水转化成尿素的这一反应并不能完全进行,其转化率一般为60%-70%左右。
未转化的甲铵必须从已转化的尿素中分离出来加以回收利用。
分离、回收方法很多,世界各国都在不断开发新型的尿素生产工艺,主要目标是提高热效率、降低能耗,涌现出不少技术先进、节能效果良好的新工艺,其在装置和用材方面也有新进展。
在我国,目前绝大部分尿素生产厂采用的是水溶液全循环流程和二氧化碳汽提流程。
水溶液全循环流程是将二氧化碳和氨在尿素合成塔内进行高温高压(压力为19．6MPa,温度为185-190℃;改良C法中的压力为24.5MPa,温度为200-205℃)下的反应[2]。
反应后尿液进入分解塔,将其中未脱水转化的甲铵加热分解成气相氨和二氧化碳与尿液分离后经冷凝并用水吸收,再全部返回合成塔被利用。
二氧化碳汽提流程是将合成塔出来的尿素甲铵液,进A-氧化碳汽提塔,用加氧的二氧化碳通人汽提塔,将塔中汽提塔内壁尿素甲铵液液膜中大量未反应的氨和二氧化碳提取带出进入高压甲铵冷凝器返回合成塔再利用。
而分离后的尿液,经蒸发、分离、干燥、造粒后得到成品尿素。
2、尿素生产系统中的腐蚀特点及原因分析2.1 中间产物尿素甲铵溶液的腐蚀生产尿素的原料二氧化碳和氨以及生产成品尿素的腐蚀性都很弱,而在高温高压(中压)的尿素生产中生成的中间产物尿素甲铵溶液,腐蚀性却很强,在加氧的条件下碳钢和低合金钢仍遭活化腐蚀,在不加氧的情况下不锈钢也不耐蚀。
尿素合成塔腐蚀分析与防护
尿素合成塔腐蚀分析与防护尿素合成塔作为化工设备，常常会受到腐蚀的影响。
腐蚀是指金属在特定环境下与介质的相互作用，导致金属表面发生损耗的过程。
尿素合成塔通常由碳钢材料制成，而尿素合成过程中的反应介质主要是氨气、二氧化碳和尿素等。
这些介质在高温、高压和强氧化性条件下，容易对碳钢材料产生腐蚀作用，导致设备的表面腐蚀和金属材料的减薄。
针对尿素合成塔的腐蚀问题，首先需要进行分析，了解腐蚀发生的原因和机理。
一般来说，尿素合成塔的腐蚀主要可以分为三种类型：酸性腐蚀、高温氧化腐蚀和应力腐蚀裂纹。
酸性腐蚀是指在酸性介质中，金属表面发生电化学反应，导致金属离子溶解和金属材料减薄。
在尿素合成过程中，氨气和二氧化碳会生成一定的硫酸、碳酸等酸性物质，容易引起酸性腐蚀。
特别是在塔顶部分，气液流速较大，酸性物质容易积聚和腐蚀。
高温氧化腐蚀是指在高温条件下，金属表面与氧气反应产生氧化物的过程。
由于尿素合成过程中温度较高，加上存在氧气，容易引起金属的高温氧化腐蚀。
应力腐蚀裂纹是指金属在受到应力的还受到介质腐蚀的作用，产生裂纹并逐渐扩展的过程。
尿素合成塔在运行中由于受到压力的影响，金属材料容易发生应力腐蚀裂纹。
为了防止尿素合成塔的腐蚀问题，可以采取以下几种措施:1. 选用合适的防腐材料。
可以选择耐酸、耐高温的材料，如不锈钢、镍基合金等。
2. 进行防腐涂层。
在塔内部和外部施工防腐涂层，可以起到阻隔介质的腐蚀作用，延长设备的使用寿命。
3. 控制反应条件。
通过调整尿素合成过程中的温度、压力和氧气浓度等参数，减少金属与介质的作用，降低腐蚀的程度。
4. 定期进行设备检查和维护。
对尿素合成塔进行定期的检查，发现腐蚀和损坏问题及时修复，防止腐蚀作用加剧。
尿素合成塔的腐蚀问题需要进行全面的分析和防护措施。
选择合适的材料、施工防腐涂层、控制反应条件和定期检查维护等措施可以有效地降低塔的腐蚀程度，保障设备的安全运行。
尿素合成塔腐蚀分析与防护
尿素合成塔腐蚀分析与防护
尿素合成塔是尿素生产过程中的核心设备之一，承受着高温、高压、腐蚀等严酷条件。
对尿素合成塔的腐蚀分析和防护十分重要。
1. 腐蚀介质分析：尿素合成塔中存在多种腐蚀介质，如腐蚀性酸气体、高温高压水
蒸气等。
通过对合成塔内部介质进行分析，确定出主要腐蚀介质的成分和浓度。
2. 腐蚀机理分析：根据腐蚀介质的性质，结合尿素合成塔的工作条件，确定腐蚀机理。
主要的腐蚀机理包括酸性腐蚀、水蒸气腐蚀、化学腐蚀等。
3. 腐蚀状况评估：通过对尿素合成塔内的设备表面进行腐蚀状况评估，确定是否存
在严重腐蚀和腐蚀部位。
1. 材料选择：选择耐腐蚀材料作为合成塔的构筑材料，如碳钢、不锈钢、钛合金等，根据腐蚀介质的性质和温度压力要求选择合适的材料。
2. 表面处理：对尿素合成塔内部设备及构筑物进行表面处理，如喷涂耐腐蚀涂层，
提高设备的耐腐蚀性能。
3. 防腐层应用：在设备表面涂覆防腐层，形成一层保护层，阻隔介质对设备的直接
侵蚀，可选择耐蚀性能好的有机涂层、无机涂层等。
4. 技术改进：改进尿素合成塔的工艺流程，减少腐蚀介质的生成和侵蚀，采取有效
的腐蚀防护措施，如通过增加介质冷却、水洗、添加缓蚀剂等手段。
5. 定期检查和维护：定期对尿素合成塔进行检查，发现腐蚀情况及时修复和更换受
损部件。
尿素合成塔的腐蚀分析和防护是确保生产设备安全、原料合理利用以及产品质量稳定
的重要环节。
只有建立科学的腐蚀分析体系，采取合适的防护措施，才能保证尿素合成塔
的长期稳定运行。
尿素生产物系的腐蚀机理及影响因素
尿素生产物系的腐蚀机理及影响因素现在各种不同型号的铁素体，奥氏体一铁素体和奥氏体不锈钢，钛及其合金，锆及其合金，钽等日益广泛地用于尿素工业，基本上解决了尿素工业生产中的腐蚀问题，大大促进了尿素工业的发展。
但是，由于材料冶炼过程，设备结构设计，制造工艺、生产过程工艺参数的控制、维护及检修等方面偶有不妥之处，在实际生产中设备材料仍时常发生腐蚀，有的还十分严重，危及生产，造成巨大的经济损失。
因此对尿素工业生产用材及防腐研究任务仍然是十分艰巨的。
对各种不同的尿素生产工艺来说，其腐蚀主要集中在高温、高(中)压工艺设备、甲铵泵、管道、阀门及主厂房、造粒塔建构物上。
尿素生产中的介质有液氨、氨水、二氧化碳、尿素溶液、水、蒸汽、碳酸铵溶液、氨基甲酸铵溶液和尿素甲铵褡液。
其中腐蚀性最强的介质是高温高(中)压下的甲铵液和尿素甲铵液。
它们对材料的腐蚀具有如下特征：(一)全面腐蚀尿素甲铵液对金属材料的腐蚀一般表现为均匀腐蚀。
其特点是整个金属表面或大块金属表面失去金属光泽，变得粗糙而均匀减薄。
例如尿素合成塔衬里和高压圈其它高压设备封头衬里均呈现着全面腐蚀，均匀减薄的倾向。
由于这种腐蚀是金属材料均匀减薄，因此设备和管件在设计时需要考虑一定的腐蚀裕度，以避免造成突然破坏的恶性事故发生。
当操作中出现超温、断氧、硫化物含量高等非正常条件时，腐蚀速率会成倍地增加，即使是尿素级不锈钢00CrlTNil4M02和00Cr25Ni22M02的腐蚀速率也曾分别达到100mm／a和30mm／a的惊人数值。
(二)晶间腐蚀尿素甲铵液对不锈钢具有很强的晶间腐蚀能力，对焊接接头的熔合线也具有很强的刀状腐蚀能力。
溶液中硫化物和水含量增加会加剧品同腐蚀的程度。
尿素甲铵液会使不锈钢产生敏化态和非敏化态的晶问腐蚀。
晶间腐蚀特点是腐蚀从表面沿晶间向内部深入发展，外观露不出腐蚀迹象，但在金相显微镜下观察。
可明显地看到晶间呈现网状腐蚀，金属严重降低强度和延性。
产生敏化态品同腐蚀的原因主要是碳化铬相析出所引起的。
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论尿素生产中设备腐蚀的原因及防腐措施
作者：李衔钊
来源：《城市建设理论研究》2012年第33期
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
中图分类号： TQ441.41 文献标识码： A 文章编号：
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。
在尿素的生产过程中，其装置中的高、中、低压系统设备材质的选用等级都是由高到低排序的，这除了受各系统操作温度的影响外，也与各系统甲铵液的浓度变化
有直接关系。
高压系统使用的不锈钢材料主要是316LMOD，高压甲胺冷凝器为GrNiMo25-22-2材料、汽提塔为钛材；低压系统使用的不锈钢材料主要是316L，水解解吸和蒸发系统使用的不锈钢材料则为304L；蒸发系统中所用分离器材质为304不锈钢。
（三）系统氨碳比
系统氨碳比升高，有利于减缓设备的腐蚀。
在氨碳比较高时，系统的pH升高，酸性逐渐降低，从而也抑制了具有强烈腐蚀作用的氰酸和氰酸铵的生成。
关于高氨碳比可以减缓设备腐蚀这一观点，在氨汽提和CO2汽提2种不同的工艺对比中也可以得到证实。
氨汽提工艺设计
氨碳比比较高，为3.56；而CO2汽提工艺设计的氨碳比为2.89，这两种工艺的操作温度相同，塔顶温度都不超过188℃。
正常运行时，CO2汽提工艺设备的腐蚀速率一般比氨汽提工艺的腐蚀速率高。
停车封塔时，CO2汽提工艺封塔时间一般要求不超过24h，而氨汽提工艺一般可封塔48h以上。
（四）氧含量
金属钝化膜形成的关键就是系统的氧含量，系统中氧的浓度低于形成钝化膜所需的最低浓度时，氧化膜将被破坏，设备表面金属就进入活化加速腐蚀阶段。
应用CO2汽提工艺的一些生产厂中，也有一些厂向系统中加入一定量的双氧水(H2O2)，以减少CO2压缩机的生产负荷，提高生产能力。
双氧水中所释放出来的原子氧，可以直接参加电极反应，这样也有利于钝化膜的形成。
由于双氧水稳定性较差，在加入双氧水时应该加钝化空气，否则其进入设备后很快就会分解，使介质中的氧不能均匀地和设备表面接触，就达不到预期的目的。
（五）硫含量
由于硫具有很强的还原性，所以原料CO2气体或空气中的硫，无论以有机硫(主要是COS)还是无机硫(H2S)的形式进入尿素合成系统，在高温、高压下进行水解和一系列氧化还原反应后，最终的结果都是将金属氧化膜破坏，从而使金属表面产生严重的活化腐蚀。
在硫含量超过一定浓度后，因硫具有还原性，所以金属表面的氧化膜就无法形成。
大型的尿素生产装置，设计原料CO2气中的硫质量浓度≤5 mg／m3，若将指标控制在2mg／m3以下，如果使用得当，装置一般可以运行15年左右，尿素合成塔的内衬不会有太大问题。
但是在一些以煤为原料的中、小型合成氨、尿素生产厂中，对CO2气中硫含量的控制有一定难度，其质量浓度指标≤15 mg／m3，实际生产中会经常超标，出现带色尿素。
尿素合成塔一般在10年之内将会出现不同的故障，严重者要3—5年即报废。
二、尿素生产中设备腐蚀的防范措施
（一）严格控制操作温度
超温对设备的加速腐蚀是比较明显的，超温幅度愈大，设备腐蚀速率增加愈快；超温时间愈长，设备腐蚀愈严重。
因此，在正常生产中，必须严格控制设备的运行温度。
一般情况下，尿素合成塔的最高温度不宜超过188t，钛材尿素汽提塔的温度不宜超过207℃。
若发现系统在运行时出现超温，要及时进行调整，将温度控制在正常的指标范围。
（二）选用金属材料
尿素设备用材普遍所采用的是不锈钢，但是钛在尿素甲铵溶液中的耐蚀性很好，尽管钛设备比不锈钢设备一次投资费用高，但是它的使用寿命长。
随着对钛设备设计制造技术和质量的提高，钛制尿素设备会有更广的应用。
总之尿素用材不锈钢的发展趋势为：其中的含碳量趋于下降,含铬量趋于提高,含镍量趋于下降,并发展复相钢提高抗局部腐蚀的能力。
（三）严格控制系统的加氧量
系统加氧量不足时，就会导致钝化膜防腐效果不好，出现缺氧腐蚀；系统加氧量过大时，尾气放空量增多，系统的氨损失增加。
所以，正常生产中以控制正常指标的中等偏上为宜。
在设备的运行初期，系统加氧量以控制指标的上限为宜，待设备运行几个小时以后，再逐渐适当降低系统的加氧量。
在系统在运行过程中如果出现钝化空气中断，而且在短时间内(一般不超过10 min)不能恢复时，应做紧急停车处理。
（四）系统氨碳比、水碳比的控制
系统在高氨碳比、低水碳比的状况下运行，有利于减缓设备的腐蚀，所以，从保护设备的角度而言，在生产控制中，系统的氨碳比应尽可能控制在指标的上限运行，系统的水碳比尽可能控制在指标的下线运行。
三、结束语
尿素生产中设备腐蚀问题需要我们不断探索、不断总结，以便将尿素设备的腐蚀降到最低，延长使用寿命。
四、参考文献
【1】汪冬兵《尿素高压设备腐蚀新问题》，《大氮肥》2009年08期。
【2】李世华、景斌、唐小松《尿素高压设备的防腐蚀特点和防腐蚀措施》，《沪天化科技》2011年03期。