综合指南:什么是尿素级不锈钢?

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综合指南:什么是尿素级不锈钢?

2024-06-05 13:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

1. 尿素是如何生产的?

尿素生产由二氧化碳合成2 与氨在高压(14-25MPa)、180-210℃下反应,生成甲基铵和水。 尿素溶液经过纯化、浓缩和造粒形成颗粒尿素。 尿素合成的化学反应: 

第 1 步:二氧化碳2 + 2NH3 → 新罕布什尔州2ON4 (氨基甲酸铵)  步骤 2:NH2ON4 → (氨氮2)2一氧化碳 + 氢气2O 

尿素生产过程中处理的主要物料是CO2,NH3,NH2ON4,(NH2)2这些物质单独存在时,腐蚀性不强,但它们混合产生的反应产物会对设备造成强烈腐蚀。 尿素甲基铵溶液对金属的腐蚀 不锈钢 尿素生产过程中的污染主要是由溶液中的氨基甲酸铵和氰酸铵引起的。 影响耐腐蚀性的主要因素有溶液的成分、硫化物的含量、温度、流体的相对速度以及不锈钢材料的合金元素含量和显微组织。 尿素合成塔、汽提塔、甲醇铵冷凝器等内衬易被甲醇铵腐蚀。 1950世纪18年代,荷兰提出在二氧化碳和氧气保护的条件下使用8-XNUMX奥氏体不锈钢,但效果本来可以更好。 随着炉内精炼技术的发展和应用,实现了不锈钢的超低碳冶炼,提高了钢的纯净度。 最终形成了系列尿素级不锈钢材料,满足尿素生产的要求。 其中,对不锈钢的化学成分、显微组织、耐腐蚀性能等都有明确的规定。 目的是使不锈钢获得完全奥氏体组织,满足尿素高压设备内衬和内件的要求。

1.1 什么是尿素 牌号 不锈钢?

尿素级不锈钢是一种特殊的奥氏体不锈钢。 用于尿素生产的尿素级不锈钢主要有316L UG、310MOLN。 尿素生产由二氧化碳和氨在高压(14-25MPa)和180-210度的温度下合成。 中间产物氨基甲酸铵对不锈钢有较强的腐蚀作用。 一般不锈钢,如316L,不能满足其耐腐蚀性能。 开发的特种钢钟被称为尿素级不锈钢。

2、尿素级不锈钢技术要求 

具体来说,尿素级不锈钢应满足以下要求:

1)尿素级不锈钢的化学成分和力学性能应符合合格尿素设备和材料的国家标准要求。 2)材料金相组织为奥氏体,铁素体含量不大于0.6%。 3)材料必须经检测合格,检测结果应符合尿素设备及材料国家标准要求。 4)试验后应进行选择性腐蚀试验,试验结果应符合尿素设备及材料国家标准要求。 5)材料还应进行金相检验,不得含有Sigma相、金属夹杂物等要求。 3、尿素级不锈钢的特点

尿素级不锈钢用于氯化铵溶液等强腐蚀性介质中高温高压的尿素生产设备,因此要求非常严格。 1)。 良好的焊接性: 一般来说,尿素级不锈钢与其他奥氏体不锈钢一样,具有比较好的焊接性能。 但由于冶金过程复杂且在短时间内完成,焊接接头(包括熔敷金属、熔合线、热影响区)的力学性能、金相组织、耐蚀性能始终难以达到母材的水平等级。 焊缝是薄弱环节,焊缝周围经常发生许多设备的腐蚀和损坏。 因此, 正确选择焊接材料 而制定合理的焊接工艺是尿素设备制造中的重要问题。 尿素级不锈钢是纯奥氏体不锈钢,焊接时容易产生热裂纹。 这类裂纹属于结晶裂纹,在高温下发生,在室温下不再扩展。 产生热裂纹的原因是由于奥氏体不锈钢导热系数低、膨胀系数高,延长了焊缝金属在高温区的停留时间,增大了焊缝在高温下所经受的拉伸应变。 另外,纯奥氏体焊缝晶粒间常存在低熔点夹杂物,这些夹杂物在凝固结晶后期以液膜形式存在于奥氏体晶粒间。 在一定的拉应力作用下,它们开裂并扩展,形成晶间裂纹。 能形成低熔点夹杂物的元素有S、P等。纯奥氏体不锈钢焊接时可采取多种措施来防止热裂纹的发生,如提高焊缝中的Mn含量,ω当Mn= 4%-6%,对防止热裂纹相当有效,严格限制焊缝中S、P等杂质含量。 提高焊接时熔池的冷却速度,在过程中采取相应的措施,如短弧焊、低热输入、窄道技术等,加速熔池的冷却,有效防止焊接热裂纹。 尿素级不锈钢为单相奥氏体结构。 但在该钢种标准成分规定的范围内,由于成分比例和生产工艺控制的差异,可能会存在少量铁素体。 由于铁素体在尿素介质中发生选择性腐蚀,尿素级不锈钢(包括焊接熔敷金属)要求铁素体含量不超过0.6%。 从以上分析可以看出,焊接尿素级不锈钢时有两个关键控制内容:铁素体含量和焊接热裂纹。 2)。 优异的耐晶间腐蚀性能。 3)。 高抗点蚀和缝隙腐蚀能力。

4、尿素级不锈钢的种类

最常见的尿素级不锈钢类型是:

310钼兰

310MoLN 的化学成分已针对尿素装置的具体用途进行了优化。 它是一种添加低碳、硅、高氮以稳定和强化奥氏体相的310L改性奥氏体不锈钢。 该合金专为提高碳酸盐环境(包括汽提塔)的耐腐蚀性而设计。 由于铬、钼和氮含量较高(PREN > 33),该牌号在湿腐蚀条件下也具有良好的耐腐蚀性。 UNS S31050 设计用于制造尿素装置的内衬或配套产品(管道、配件)。 该牌号可用于尿素汽提塔。

钢材等级 化学成分 %  AISI 310MOLN,UNS S31050 C: 锰: 硅: P: S: 铬 莫: 你: N: EN 1.4466 – X1CrNiMoN25-22-2


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