Файл: Миниович, М. А. Производство аммиачной селитры.pdf

КОНСТРУКЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

В производстве аммиачной селитры металлы или сплавы, из которых выполнены аппаратура и коммуникация, под воздействи­ ем агрессивных сред подвергаются коррозии* или эрозии**.

Растворы азотной кислоты и аммиачной селитры, аммиак и другие вещества, применяемые или образующиеся в процессе получения NH4NO3, постепенно разрушают места развальцовок д-руб и другие наиболее уязвимые участки аппаратов. Особенно сильной коррозии подвержены аппаратура и коммуникации, рабо­ тающие при высоких температурах и повышенных давлениях.

Эрозии подвергаются главным образом аппараты и коммуни­ кации, в которых циркулируют растворы аммиачной селитры и азотной кислоты, содержащие взвешенные примеси и частицы до­ бавок, используемых для улучшения качества готового продукта.

Высоколегированные стали по своим свойствам делятся на три группы.

Коррозионностойкие (нержавеющие), обладающие стойкостью против электрохимической коррозии (атмосферной, почвенной, ще­ лочной, кислотной, солевой, морской и др.).

*Коррозия — разрушение металлов вследствие их химического или элек­ трохимического взаимодействия с окружающей средой.

**Эрозия — местное разрушение металлов под механическим воздействием, например, твердых частиц, содержащихся в растворах или газах. -

46

Жаростойкие (окалиностойкие) стали и сплавы, обладающие стойкостью против химического разрушения поверхности в газо­ вых средах при температурах выше 550 °С.

Жаропрочные стали и сплавы, работающие в нагруженном со­ стоянии при высоких температурах в течение определенного вре­ мени.

Наиболее широко применяемая в производстве аммиачной се­ литры сталь марки Х18Н9Т (1Х18Н9Т, ЭЯ1Т) относится к пер­ вым двум группам. Обычно ее рекомендуют для работы в средах с предельной рабочей температурой 600°С, но нередко ее приме­ няют и при более высоких температурах.

Принято считать, что интенсивное окисление на воздухе стали Х18Н9Т начинается при 800-^850 °С. Она закаливается при 1050— 1100°С, имеет относительное удлинение 40% и относительное су­ жение 55%.

Для изготовления большинства аппаратов и коммуникаций про­ изводства аммиачной селитры применяются металлы и сплавы, имеющие по шкале оценку 1 и 2 балла. К таким сплавам отно­ сятся специальные нержавеющие и кислотоупорные стали, в со­ став которых входят присадки (добавки) хрома, никеля, титана и других легирующих элементов, улучшающих механические, фи­ зические и химические свойства стали. Например, присадка нике­

в конце марки стали. Цифры перед буквой в марке стали пока­

ной селитры и азотной кислоты изготовляются из хромоникельтитановой стали марки Х18Н9Т. Кроме того, аппаратуру для рас­ творов аммиачной селитры изготовляют из стали марки 0Х18Н10Т.

В качестве заменителей этой стали применяют сталь марки 0Х17Т (ЭИ 645), которая поставляется в виде тонкого (МПТУ 3210—52) и толстого (ГОСТ 7350—55) листов.

Свариваемость стали 0Х17Т удовлетворительная; швы облада­ ют стойкостью к межкристаллитной и общей коррозии в разных

47

из стали Х18Н9 или хромистого чугуна, содержащего 25—35% Сг, или из чугуна, в состав которого входит 1 —1,5% никеля.

До настоящего времени грануляционные башни у нас выполня­ ют из железобетона или футерованного кирпича (см. стр. 99). За рубежом грануляционные башни для аммиачной селитры, как правило, изготовляют из металлов. Наиболее часто башни выпол­

конденсировались бы водяные пары, намерзала ледяная корка

Д ля некоторой аппаратуры и коммуникаций производства ам­ миачной селитры применяются черные металлы, к которым отно­ сится, как известно, углеродистая сталь. Из нее изготовляют подо­ греватель аммиака, часто — барометрические конденсаторы, кожу­ ха выпарных аппаратов, сборники конденсатов и др.

Углеродистая сталь отличается от чугуна (из которого изготов­ ляются, например, вакуум-насосы) содержанием углерода: в ста­ л и — до 2,3%, а в чугуне — до 5% С. Углеродистая сталь и чугун нестойки в растворах аммиачной селитры, особенно в горячих рас­ творах (оценка по шкале 9 и 10 баллов). Газообразный и жид­ кий аммиак почти не действует на углеродистую сталь и чугун.

48

В реконструируемых и вновь строящихся производствах амми­ ачной селитры в последние годы для изготовления основной аппа­ ратуры начали широко применять сталь марки 0Х22Н5Т.

Из этой стали изготовляют: поверхностные конденсаторы, промыватели сокового пара, теплообменники, холодильники, сборники и другое оборудование.

Сталь 0Х22Н5Т вполне удовлетворительно работает при тем­ пературе растворов аммиачной селитры до 300°С, а также устойчи­ ва в кислотных средах. Поставляется она в виде листов разной толщины.

Вагрегатах большой мощности (стр. 129) сталь 0Х22Н5Т при­ меняется для изготовления: скруббера очистки отработанного воз­ духа, отводимого из грануляционной башни, многих участков ком­ муникаций и др. Часть аппаратов агрегатов большой мощности выполняется из стали Х18Н10Т и Х18Н11Т.

Впоследние годы в производствах аммиачной селитры получи­ ла распространение и двухслойная сталь, более дешевая и доступ­ ная, чем указанные выше стали.

Из двухслойной стали выполняют: катионитовые и анионитовые фильтры для очистки от примесей конденсатов соковых паров, баки, сборники и другая вспомогательная аппаратура.

По ГОСТ 10885—64 двухслойная сталь выпускается различной толщины. При общей толщине листов стали от 4 до 7 мм толщина коррозионностойкого слоя составляет от 1 до 2 мм.

Химический состав коррозионностойкого слоя такой стали со­ ответствует требованиям ГОСТ 5632—61.

Титан. В агрегатах большой мощности для изготовления ней­ трализаторов ИТН-68 и подогревателя азотной кислоты приме­

центраций). При комнатной температуре «а титан не действуют разбавленные растворы щелочей, хлор и хлористые соли всех кон­

и циркуляции ее растворов в нейтрализаторах скрубберного типа применяются центробежные насосы, корпуса которых часто вы­ полняются из хромистого чугуна, а валы — из нержавеющей стали. Из стали, содержащей 16—18% хрома, изготовляют болты, шпиль­ ки и другие крепежные детали.