2023年1月8日 星期日

Ammonium Bisulfide Corrosion (Alkaline Sour Water)

 Ammonium Bisulfide Corrosion (Alkaline Sour Water)

NH4HS局部性減薄(取自API 571)

NH3H2S會反應成NH4HS,以下稱之為NH4HS腐蝕、鹼性酸水腐蝕,NH4HS水溶液對碳鋼、低合金鋼具有腐蝕性。


影響材料:      

1.          碳鋼、低合金鋼、銅合金,腐蝕速率可達3~4mm/year(註:廠區經驗)

2.          300系列SS,雙相不銹鋼,鎳基合金,鈦及其合金更耐腐蝕,取決於二硫化銨 (NH4HS) 的濃度和速度。

1)     Al在空冷器有被使用抗NH4HS腐蝕,但在高流速或擾流處可能遭受高腐蝕率。

2)     Ti及其合金在空冷器有被使用抗NH4HS腐蝕,但可能遭受hydriding (氫化鈦脆裂)脆裂

3)     雙相不鏽鋼之銲接可能潛在SCC之疑慮(API-582

各種材料對NH4HS水溶液的抗性 (取自 API 932 B)


重點摘要:

在硫化氫和氨水環境會產生硫氫化銨,化學式為NH4HSNH4HS結晶物本身沒有腐蝕性,但容易吸收水氣,當水解時,NH4HS在水相中具有腐蝕性。

NH4HS+H2O+Fe FeS+ NH3·H2O +H2

NH4HS腐蝕速率 = f [NH3濃度、流速、H2S分壓、溫度、紊流程度、材料]

腐蝕隨著 NH4HS 濃度越高和流速越快(即壁面剪應力)而增加。對碳鋼來說,低於 2 wt % NH4HS 的溶液通常沒有腐蝕性。超過 2 wt%,鹼性酸水腐蝕性會越來越強。

當溫度50 ~ 65(120°F ~150 °F)時,從氣相析出銨鹽,確切析出溫度和NH3 H2S 濃度有關。析出溫度對RDS的風扇洗滌水有特別意義,在高溫狀態下,NH3不容易溶於水,在204附近的沉積物很有可能是NH4Cl,在50 ~ 65℃附近,銨鹽可能導致沉積及堵塞,除非用洗滌水沖洗。

洗滌水的含氧量以及水量會影響NH4HS腐蝕速率,洗滌水若是含有氧氣、鐵,會加速腐蝕和結垢。

氰化物會阻饒硫化鐵保護層,增加腐蝕嚴重程度。

NH4HS腐蝕是一個高度局部性的減薄腐蝕,它的減薄範圍就如同一個硬幣大小,很難用UT找出來,加上腐蝕速率和溫度、濃度、流速有關,檢查方法在API 571API 932 B都有介紹,不過,我想多提醒的是管理好NH4HS腐蝕,最好的辦法是留下紀錄,換管紀錄和腐蝕減薄位置,這樣能夠幫助操作單位、規劃單位、設檢單位更快掌握現況以及預防保養。


文獻:

1.     API 571

2.     API 932 B