2015年第36卷第5期
氨肥技术
氨合成塔高温氢腐蚀分析与测定
何欢欢周翔龚普勤楚存
（河南心连心化肥有限公司河南新乡453731）
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摘要根据河南心连心化肥有限公司四分厂氮合成塔内温度和氢分压较高的现状，为防止高温高压下氢腐蚀影响合成塔正常生产，通过模拟合成塔内环境测得合成塔所用钢材腐蚀率为0.0675mm/a左右，属2级轻度腐蚀，对氨合成塔正常生产影响不大。
关键词氨合成塔高温高压腐蚀率
Analysisanddeterminationofammoniasynthesistowerhightemperature
hydrogencorrosion
HE Huan-huan ZHOU XiangGONG Pu-qinCHU Cun(He'nan Xinlianxin Fertilizer Co., Lid., Xinxiang 453731, He'nan Province)
AbstractAccording to Henan Xinlianxin Fertilizer Co., Lid. the 4th plants ammonia synthesis tower high oven temperature and hydrogen partial pressure of the status quo, in order to prevent hydrogen corrosion at high temperature and pressure affect nomal production of synthetic tower, by means of simulating environment in tower which measures steel in synthesis tower corrosion rate is about 0.0675mm/a, is a two mildly corrosive, which has litle effect on normal production in ammonia synthesis tower.
Keywordsammonia synthesis tower, high temperature and high pressure; corrosion rate
引言
河南心连心化肥有限公司四分公司合成工段所用的氨合成塔由长沙某化工机械有限公司设计制造。该设备自2013年11月开始投用，是公司“45·80"原料结构调整项目的一部分。氨合成塔为一轴三径结构，塔内由上、中、下三层换热器和零米冷激层组成。在实际运行过程中，合成塔内反应实际温度高于塔设计温度，为避免温度较高影响催化剂活性，适当调试了氢氮比例，使得氢分压为10.4MPa左右（合成塔内压力为13.0 MPa左右）,塔内热点温度约为490℃C从而保证合成塔内反应平稳进行。但氢分压和塔内温度较高，有造成合成塔氢腐蚀的可能，故在比较了金相组织检测、硬度检测、无损探伤检查、测定腐蚀率等检测氢腐蚀的检测手段后，采用模拟合成塔内环境来测定合成塔所用钢材腐蚀率的方法评估氨合成塔氢腐蚀的状况。
2氢腐蚀简介万方数据
钢材的氢腐蚀严重影响设备的安全运行。钢材氢腐蚀的机理是在高温、高压下，吸附在钢表面的氢分子部分分解为氢原子或氢离子，并通过金属晶格和晶界向钢中微隙扩散，结合成氢分子，这些氢与微隙壁上的碳化物发生反应生成甲烷。反应式如下：
Fe,C+2H,3Fe+CH
2H,+C→+CH 4H+C→CH4
这些氢和甲烷分子体积较大，难以重新溶人钢中或向外扩散，而聚集在晶界微隙中，产生局部高压，形成应力集中，使晶界变宽，发展为微裂纹。而反应面附近的钢因被脱碳，又促进了碳化物的进一步分解和微裂纹扩展，最终降低了钢的强度、塑性和韧性等力学性能。
氢腐蚀一般发生在工作温度为250~600 ℃、工作压力为1.0~73.5MPa情况下因，分为氢鼓包、氢脆、氢蚀等类别。对材料的氢腐蚀可通过