尿素生产中的腐蚀及防护
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。
尿素合成塔的腐蚀及防护
３ 工艺操作中的防护措施
运行操作是否平稳影响到设备的耐蚀性能和 使用寿命。因为工艺操作参数也就是设备所处的 腐蚀环境参数。只有工艺操作参数在设备材料允 许的耐蚀环境以内， 设备才有足够的耐蚀性能 ； 如 果超 出了设 备材 料 的 耐蚀 性 环 境 条件 范 围 ， 蚀 腐
破 坏事故 的发 生也 就 在 所难 免 了。 因此 ， 实 际 在
从尿素合 成 塔 的腐 蚀 情况 看 ， 腐蚀 形 式 可归 纳 为两大类 ， 即均 匀 腐蚀 和 局部 腐蚀 。均 匀腐 蚀 主要 是尿素合 成塔 内部衬 里母材 的均匀腐蚀 和焊 缝 的均匀腐蚀 ， 是 一 种 质量损 失 较大 而 危险 性 这
适当提高氨碳 比、 降低水碳 比可降低不锈钢 的腐蚀速度。这是因为氨碳 比增大 、 水碳 比降低 都可 提高溶 液 中氨的浓度 ，３ 式平 衡左 移 ， 一 （） 在 定程度 上抑 制 了氰 酸和氰 酸铵 的生成 。
２ ３ 原 料气 二氧化碳 中的硫化 物含量 ．
原 料气二 氧化碳 中的硫 化物 以无机 硫 （ ： ） Ｈ Ｓ 和有机 硫 （ 主要 是 Ｃ Ｓ 形态 进 人 尿素 系 统 ，Ｏ Ｏ） ＣＳ
在 尿素 一甲铵 液 中发生水 解反 应 ：
ＣＯＳ＋Ｈ２ ＝ Ｈ２ ０ Ｓ＋ＣＯ２
尿素 一甲铵 液对 不锈 钢 的腐蚀 速度会 随着硫 化氢 含量 的增 加 而增 大 。硫 化氢 在溶液 中 电离 出 硫 离 子 （ ） 硫 离 子 不但 能 破 坏 不 锈 钢 表 面 已 Ｓ一 ， 形 成 的氧化膜 ， 能夺 走溶液 中 的氧 ， 还 减少其 中的 氧含 量 ， 从而 导 致不 锈 钢 的腐蚀 加 剧 。硫 化氢 含
氧对不锈 钢 的耐蚀 性 能 起着 关 键 性 的作 用 。
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。
对于尿素合成塔腐蚀原因及预防的研究
对于尿素合成塔腐蚀原因及预防的研究作者：李艳柔来源：《中国化工贸易·中旬刊》2019年第06期摘要：早在十八世纪七十年代，伊莱尔·罗埃尔首先发现了尿素的存在，1828年的时候，德国化学家弗里德里希·维勒第一次利用无机物合成了尿素，随着化工技术的发展后来出现了更多人工合成尿素的方法。
尿素是一种含氮量非常高的化学氮肥，并且化学性质呈中性，在农林业中的使用量较大。
目前，人工合成尿素的过程主要是在尿素合成塔中完成的，而尿素合成塔由于种种原因容易遭受腐蚀，因此探究尿素合成塔腐蚀的原因集预防措施非常的重要。
关键词：尿素合成塔;腐蚀原因;预防尿素的人工合成方法有多种，通常是将氨气和二氧化碳以一定的比例在高温、高压的条件下进行反应，获取的尿素化学性质呈中性，能够用于多种类型的土地和作物，尿素除了在农林业领域有着重要的应用外，其在医学领域、工业及商业领域同样有重要的应用。
尿素合成塔能否正常的運行关系到尿素的合成效率，本篇文章就尿素合成塔的腐蚀原因进行分析，找出相应的预防措施，保证尿素能够在尿素合成塔中高效的合成。
1 尿素合成塔腐蚀的原因1.1 尿素合成塔的制造存在质量问题1.1.1 衬里材质存在缺陷衬里直接与各种反应物相接触，是尿素合成塔结构中非常重要的一部分，衬里材质的质量与尿素合成塔的使用寿命息息相关。
若是在制造尿素合成塔的过程中使用了存在、杂质、孔洞等严重缺陷的衬里，就可能导致衬里内部发生复杂的电化学腐蚀，加剧尿素合成塔的腐蚀，严重缩短尿素合成塔的使用寿命[1]。
1.1.2 尿素合成塔的制造技术达不到要求尿素合成塔的制造技术影响着尿素合成塔的质量，生产出来的合成塔质量不合格，比如说尿素合成塔的的衬里与塔壁要紧密的连接在一起，而有些合成塔的塔壁与衬里之间存在较大的缝隙。
由于尿素的合成需要在高压的条件下，在高压的情况下容易发生膨胀，尤其是机械强度较低的衬里容易发生形变，此过程中产生的应力在很大程度上影响了尿素合成塔的抗腐蚀能力。
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。
尿素生产中危险因素分析及其防范
尿素生产中危险因素分析及其防范北大荒农业股份有限公司浩良河化肥分公司尿素系统生产过程中极易发生各类生产事故。
生产设备的运行好坏直接影响尿素的安全生产，在实际的生产运行过程中，经常发生倒液、着火、爆炸、结块伤人等，严重威胁人员的生命安全。
本文主要针对尿素系统生产中易出现的问题进行分析及预防。
标签：重点设备；危险分析；防范措施；事故处理1 重点设备1.1 尿素合成塔合成塔是尿素装置中体积、重量最大的设备，也是装置的“心脏”设备。
壳体用普通低合金钢制成，承受塔内的高压；内衬采用316L不锈钢，可耐尿素一甲铵液的腐蚀。
塔内设有多层筛板。
在生产过程中，塔内尿素和甲铵混合溶液，对设备有强腐蚀作用，在高温、高压下腐蚀尤为严重。
如操作不当，发生超温、超压、钝化膜破坏，腐蚀会加剧而造成设备损坏。
严重时，甚至发生设备爆炸事故，造成灾难性的后果。
1.2 高压泵区高压泵区位于框架的一楼，主要由三台高压氨泵和三台高压甲铵泵组成。
生产中，二开一备。
高压氨泵压缩介质为液氨，高压甲铵泵压缩介质为甲铵溶液，一般采用柱塞泵，电动机驱动。
由于压力高，动密封易发生泄漏。
液氨如发生泄漏还可造成着火、爆炸、中毒事故。
甲铵液大量泄漏也可造成人员伤害。
高压氨（甲铵）泵运行中如发生重大设备事故，也可造成全装置停车。
2 危险因素分析及其防范措施2.1 尿素装置投产初期，事故发生频繁。
随着各项管理工作加强，生产逐步稳定，事故大幅减少，并实现了安全、稳定、长周期运行。
2.2 尿素装置投产初期发生的停车事故中，外因事故停车占一半以上。
说明尿素装置稳定运行，应有一个良好的外部条件作保证。
2.3 尿素装置因设备腐蚀造成的停车事故，在设备事故停车中占有不小的比例。
事故原因主要是设备钝化被破坏和采用了不耐腐蚀的材料。
2.4 尿素装置设备事故中，二氧化碳压缩机造成的重大设备事故一直位居首位，产生原因主要是维护不当、违章作业和设计、安装存在缺陷。
3 开工时危险因素分析及其防范措施3.1 设备（管道）吹扫、置换、送气（液）操作设备（管道）吹扫（清扫）、置换、送液、送气等操作是开工中的前期操作。
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。
尿素合成塔的腐蚀与防护
术 管 理工 作 。
（ ） 衬 里 环 焊 缝 、盖 板 焊 缝 局 部 有 针 孔 腐 ２
・
３ ８・
中 氮 肥
第 ６期
蚀 ，上下 封头 焊带交叉 部 位局部 有针孑 腐蚀 ； Ｌ （ ） 焊 缝 的 焊 肉大 部 分 高 于母 材 ，部 分 与 ３
目前 塔 内有 １ ２层塔 盘 。 ２ 腐 蚀情 况
下 封头 由０ ｃ２ ｉ２ ０ ０ ｒ５ ２ Ｍ ２材料 堆 焊而成 ，设计 厚 Ｎ 度 为 ９ ５ｍｍ；塔盘 与塔 内衬里 材料 相 同 ，设计 厚 度 为 ５０ ｍｍ，每 层 塔 盘 开 有 ８ ｍ 的 小 孑 ． ｍ Ｌ
Ｃｏ ｒ ｓｏ ｎ ｅ ｅ ｔｏ ｅ ｓ ｅ ｏ ｅ ａ ｔ ｒ ｒ ｏ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｒ ｖ ｎ ｉ ｎ Ｍ ａ ｕｒ ｓ ｆ ｒ Ｕｒ ａ Ｒｅ ｃ ｏ
ＹＥ Ｄａ ｏ ｇ ｓｎ
（ ｈｎｙａ ａ ｕ ｏ， ｔ，ｔ ａ ｏｌ ｈｍｃｌｎｕｔ ｒｕ Ｐ ｙｎ ５００ ｈｎ ） Ｚ ｏｇｕｎＤ ｈａＣ ． Ｌｄ ｔｎ ｎＣａ ｅ ｉ ｄｓｙＧｏｐ， ｕａｇ４ ７０ ，Ｃ ｉ ｅ Ｃ ａＩ ｒ ａ
设 计 温度 ２ ０ ｏ １ Ｃ，设 计 压 力 １． Ｐ ，操 作 温 ７０ Ｍ ａ 度 １ ８℃ ，操 作 压 力 １． ａ ８ ５ ５ ＭＰ 。尿 素合 成 塔 筒
修 等 。２０ ００年 ５月为 提高 尿 素合 成 塔 的转 化 率 ，
尿素 合成 塔 的下部筒 体部 分增 加 了 ５层塔 盘 ，使 塔盘 数量 由原来 的 １ 增加为 １ 。改后 由于 ０层 ５层
第 ６期
２１ ０ ０年 １ １月
中 氮
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。
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尿素生产中的腐蚀及防护
在尿素生产过程中，原料CO2、NH3、甲铵和尿素的水溶液，原料带入的硫化物、氯化物及生产过程中形成的碳酸铵溶液、稀氨水和少量氰酸等都具有腐蚀性，特别是在温度130℃～200℃、压力150kg/cm2～250kg/cm2下的尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀更为严重，许多生产企业的尿塔等设备均因腐蚀问题进行过停车抢修。
腐蚀问题因其成为尿素稳定生产的严重障碍而日益受到重视。
1腐蚀机理
尿素—甲铵溶液对金属的腐蚀，主要是由于溶液中的氨基甲酸根(COONH-2)为一种还原性酸根，能破坏不锈钢等金属表面的钝化膜，使其产生活化腐蚀。
近年来，通过红外分光光度的测定，证明了原料NH3和CO2在高温下合成尿素过程中因异构化而生成氰酸铵，后者分解成游离氰酸：
CO(NH2)2=NH4CNO=HCNO+NH3
氰酸根(CNO-)也是一种还原性酸根，对金属表面的钝化膜也能产生活化腐蚀。
还有学者认为，腐蚀是由溶液的电化学反应和游离的碳酸根(CO2-3)引起的。
2尿素设备腐蚀的主要形式及原因
2.1均匀腐蚀
均匀腐蚀的特征是金属表面失去光泽，变得非常粗糙。
这种腐蚀通常发生在温度较高、缺氧和甲铵浓度较高的尿素—甲铵溶液中以及
能生成甲铵冷凝液的气相中，如尿塔的中下部和保温不良的气相部分。
2.2晶间腐蚀
表面看不出腐蚀迹象，这种腐蚀能破坏晶粒之间的结合力，造成晶界断裂，使金属机械强度完全丧失，在应力作用下，金属会产生突然的脆性破坏。
不锈钢产生晶间腐蚀的原因通常可用贫铬理论解释。
不锈钢中最主要的耐蚀合金元素是铬，含铬量超过13%才有显著的耐蚀性能。
铬可形成固溶体，也可形成碳化物，碳化铬的含铬量一般超过70%，称为高铬相，高铬相的析出，会导致基体中含铬量的下降。
在高温条件下钢中的碳都能溶解到基体中，当钢材在400℃～850℃敏化温度范围内停留时，由于碳的溶解度下降，碳便会从基体中晶界处析出，附近基体中的铬原子从基体中扩散出来，与晶体中析出的碳原子结合而成碳化铬。
这样，周围形成了一层贫铬区和贫碳区。
由于铬原子比碳原子直径大，故碳的扩散比铬容易进行，所以贫碳区较快地逐渐消除，贫铬区以外的铬却来不及向贫铬区及时补充，造成贫铬区含铬量低于13%，致使耐蚀性下降许多。
在强腐蚀介质中，晶粒与碳化铬成为阴极，贫铬区则成为阳极，由于贫铬区狭窄表面积小，形成大阴极和小阳极作用，贫铬区成为阳极而被腐蚀。
这种晶间腐蚀，属电化学腐蚀，危害性最大。
根据晶间原理，在尿素设备选材时应选择含铬量高、含碳量低的不锈钢。
2.3缝隙腐蚀
由于积存在缝隙中或滞流区中的尿素—甲铵溶液中所含的氧逐渐消耗，而新鲜的氧又不易通过或进行补充，造成缝隙中或滞流区的
溶液严重缺氧，对不锈钢产生活化腐蚀。
缝隙腐蚀一般发生在设备和管件的缝隙处，如设备内由螺栓连接的螺纹啮合部分，法兰的密封面未焊透的焊缝处。
2.4应力腐蚀
由于溶液中含有氯离子和蒸汽或冷却水中所含的氯离子，引起尿素设备产生应力腐蚀破裂。
如某厂尿塔，由于检漏蒸汽中含有氯离子引起不锈钢衬里产生应力腐蚀破裂。
其原因主要是由于氯离子在衬里外壁和外壳间的间隙中污垢下的浓缩以及不锈钢衬里承受由操作压力引起的拉伸应力。
3生产操作及设备选材的防护对策
3.1氨碳比
NH3和CO2合成反应的分子比为2，但尿素生产过程中，要加入过量NH3。
因过量NH3可抑制反应过程中氰酸根的生成，从而减缓对衬里的腐蚀。
反应式如下：
NH3+H2O=NH+4+OH-
NH+4+CNO-=NH4OCN
实际操作中应控制氨碳比为3.5～4.0左右。
3.2水碳比
水促使氰酸铵的离解，提高氰酸根浓度。
NH4OCN= NH+4+CNO-
水碳比高则腐蚀性强，所以在操作中应严格控制合成系统物料中的水碳比，一般控制在0.5以下。
3.3硫化物
硫化物中的HS-以及硫氧化生成的硫酸根(SO2-4)能破坏不锈钢或钛表面的钝化膜，使其活化被腐蚀。
在一定H2S范围内，增加氧含量能补偿硫化物消耗的溶液中的氧，维持上述金属表面钝化膜的完整。
但当H2S含量超过15mg/m3时，无论加多少氧也不能再恢复被H2S破坏的钝化膜，反而使腐蚀加剧。
因此，尿素生产厂在变换后均增设湿法脱硫，CO2压缩工段增设活性炭脱硫，保证原料气CO2进入尿素界区时H2S含量达到工艺指标。
3.4氧
尿素—甲铵溶液是一种还原性介质，对不锈钢表面的氧化膜有腐蚀性。
向介质中补充氧使溶液具有氧化性，使不锈钢表面生成致密的钝化膜，这层膜可以把溶液和金属隔开。
对于不锈钢和钛材，溶液中的氧含量分别为10μg/g和0.4μg/g时就能保持钝化。
生产操作中，一般原料气CO2中氧含量为0.5%。
刚开车时，CO2中氧含量应控制在0.8%，这时液相中约有氧90μg/g～300μg/g，氧已处于过饱和状态。
在停车保压期间，氧被消耗得不到补充，故规定停车保压时间不得超过24h。
3.5氯离子
氯离子是引起尿素设备应力腐蚀破裂和点蚀的主要因素。
一般在高温水中，含有微量的氯离子就可使常用的不锈钢产生应力腐蚀破裂。
当介质中同时含有氧时，则加剧应力腐蚀破裂过程。
所以操作中应严格控制尿素—甲铵溶液、冷却水和蒸汽中的氯离子含量，加强加脱盐
水岗位、锅炉岗位的分析检测工作。
3.6设备选材
制造尿素设备所用的不锈钢的最重要的成分是铬和碳。
铬的含量越高，不锈钢的耐腐蚀性越强，碳的存在对不锈钢耐蚀性是不利的。
此外，加入适量的钼、镍、钛等元素能稳定不锈钢氧化膜，形成均匀的奥氏体组织，并改善其综合机械性能和加工工艺性能。
尿素设备内件设计上应尽量减少螺栓联接，若必须采用螺栓联接，如尿素合成塔塔板采用M12不锈钢螺栓联接，建议应采用聚四氟乙烯密封垫保护隔离，并在联接处用灌呋喃树脂的方法将缝隙填满，减少间隙腐蚀。