尿素高压圈设备常见腐蚀类型及原因分析

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。

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。

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。

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。

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。

技术论文尿素设备的腐蚀及防护尿素设备的腐蚀及防护尿素设备在使用过程中，每时每刻都在发生着腐蚀，尿素设备的腐蚀除与设备的材质有关外，还与介质环境因素有关。

因此，设备的腐蚀与防腐是尿素装置安全、稳定、长周期运行的一个主要问题。

以下是我对尿素设备在生产中腐蚀与防护的一些了解和见解：一、尿素设备的腐蚀在尿素生产过程中，尿素合成液对设备的腐蚀性很强，侵蚀的组分为甲胺溶液，特别是在高温高压下这种腐蚀更为严重。

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。

二、尿素设备的腐蚀类型大量的事实表明，不锈钢在尿素合成液中产生的腐蚀有均匀腐蚀，晶间腐蚀选择性腐蚀及应力腐蚀等，其中危害较大的为晶间腐蚀和选择性腐蚀。

下面就这几种腐蚀的特点加以分析。

（1）均匀腐蚀甲胺液对不锈钢的腐蚀一般表现为均匀腐蚀。

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）晶间腐蚀晶间腐蚀是最危险的腐蚀。

腐蚀沿着晶粒的边界发展而使晶粒连续性破坏，因而使材料的机械强度和可塑性能力大为降低。

晶间腐蚀在和介质接触的金属表面上是不易发现的，故往往造成设备的突发性的破坏。

尿素设备中用的钢材大都是奥氏体不锈钢，这种材料在出厂前均经过高温淬火处理，故在供货条件下能抗晶间腐蚀。

（3）选择性腐蚀奥氏体不锈钢在焊接过程中从高温缓慢冷却时在焊缝中生成铁素体并发生一部分r相转为a相，在晶界上出现不同成分的相而成为复相钢，熔融尿素介质对复相钢存在较强的选择性腐蚀。

尿素装置的腐蚀类型及影响因素刍议尿素生产中的工艺介质，如氨基甲酸铵以及含有甲铵的尿素水溶液均为强腐蚀介质，且尿素生产具有的高温、高压特点，更加加剧了尿素设备材料的腐蚀。

共腐蚀类型主要有均匀腐蚀、点蚀和缝隙腐蚀、晶间腐蚀、选择性腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀等6种。

影响腐蚀的因素主要有氨碳比、水碳比、惰气影响、氧含量影响、硫含量影响等5种，笔者分别论述如下。

1 腐蚀特点和类型1.1 均匀腐蚀均匀腐蚀使设备与介质接触的金属表面失去光泽而变得粗糙，特别是焊缝、焊缝熔合线和焊接热影响区表现得较为严重。

影响材料均匀腐蚀的主要因素是不锈钢表面的钝化膜状态，在活化状态下不锈钢腐蚀速度和钝化状态下腐蚀速度要相差几个数量级。

氧对金属活化、钝化的关系见图1。

在良好的钝化膜状态下，尿素生产中所用不锈钢材料的腐蚀速率为0.01～0.1 mm／a。

均匀腐蚀大都因为设计上能够正确选取腐蚀速度而不易造成破坏性恶性事故。

对于尿素生产中不锈钢材料的选择应按不同部位的腐蚀状况分别计算腐蚀速率。

尿素装置常用不锈钢材料腐蚀速率见表1。

1.2 点蚀和缝隙腐蚀点蚀又叫坑蚀，是不锈钢常见的一种局部腐蚀。

点蚀有大有小，一般情况下，点蚀仅仅集中在某些特定点并在这些点形成腐蚀孔，其深度要比其直径大得多，而其他大部分表面仍保持钝态。

在金属表面附着物下面或在金属与另一物体的缝隙中，腐蚀选择性地进行的腐蚀形式称为缝隙腐蚀。

这2种腐蚀都是由所谓活态—钝态电池引起，在同一金属表面发生腐蚀。

由于同一金属表面上活态和钝态共同存在，表明活态区和钝态区的介质流动情况是不同的，也就是物质的不同形式的移动，从而助长了该种腐蚀的形成过程和成长过程，这就是缝隙腐蚀常发生在设备死角和介质流动的滞留区的原因。

在这些具有特殊几何形状的部位，介质的流动或扩散受到限制，使得被阻塞的死角缝隙的空腔内具有腐蚀性较强的溶液的化学成分与整体溶液的成分产生很大的差别，从而造成空腔内电极电位下降，缝隙孔腔的金属表面呈阳极，整个外表面呈阴极，形成了金属表面的局部腐蚀。

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。

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。