Erfolgreiche Anwendung der Titanlegierung GR12 in Ammoniumchloridverdampfern

Industrielles Reintitan weist in Ammoniumchloridlösung bei Raumtemperatur eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit auf. Bei hoher Temperatur und hoher Konzentration einer Ammoniumchloridlösung besteht jedoch die Gefahr der Spaltkorrosion. Eine Chemiefabrik in China nutzte einen Ammoniumchlorid-Verdampfer aus reinem Titan. Nach nur 8 Monaten Betrieb musste es wegen starker Korrosion verschrottet werden. Dies ist ein großer Verdampfer mit einem Durchmesser von 1000 mm und einer Länge von 5000 mm. Die Ammoniumchloridkonzentration beträgt 15 %-20 %, die Betriebstemperatur beträgt 110 Grad -120 Grad, der pH-Wert liegt zwischen 4,0-6,0 und das Endprodukt sind Ammoniumchloridkristalle .

Der Rohrboden, das Rohrbündel und der Mantel des Verdampfers bestehen alle aus industriellem Reintitan GR2, und der Verunreinigungsgehalt wird innerhalb eines bestimmten Bereichs streng kontrolliert. Allerdings waren innerhalb von weniger als 8 Monaten Betrieb die Kante des Rohrbodens am unteren Ende der Zwischenheizkammer und die Schweißnaht an der Verbindung zwischen Rohr und Rohrboden stark korrodiert. Auch die gesamte Innenseite oberhalb des unteren Wirbelkörpers erlitt umfassende Korrosion und es kam zu lokalen Durchbrüchen mit Korrosionsgruben mit einer Tiefe von bis zu 6 mm und einer Breite von 80 mm{4}}mm. Diese Tatsache zeigt, dass industrielles Reintitan nicht für Ammoniumchloridlösungen mit hoher Temperatur und hoher Konzentration geeignet ist und es zu starker Spaltkorrosion kommt.

Um die Ursache der Korrosion weiter zu erforschen, führten Techniker eine metallografische und rasterelektronenmikroskopische Analyse der korrodierten Teile durch. Die Ergebnisse der metallografischen Analyse zeigten, dass sich die Struktur der korrodierten Teile nicht ungewöhnlich veränderte und keine Hydride als Begleiterscheinung der Spaltkorrosion gefunden wurden. Eine rasterelektronenmikroskopische Analyse ergab, dass die korrodierte Oberfläche wabenförmig war, aber keine Risse aufwies. Die Analyse des Elementenergiespektrums zeigte, dass der Korrosionsbereich eine große Menge Chlor enthielt und das Titan im Korrosionsbereich offensichtlich Wasserstoff absorbierte. Diese Ergebnisse zeigen, dass die Korrosionsprodukte eine große Menge an Chloridionen enthalten und typische Spaltkorrosionseigenschaften aufweisen.

Um das Korrosionsproblem zu beheben und die Lebensdauer der Geräte zu erhöhen, ergriffen sie eine Reihe von Maßnahmen. Sie entfernten zunächst die Ablagerungen und installierten ein Titan-Sprührohr unter der unteren Rohrplatte, um Ablagerungen zu reduzieren. Gleichzeitig führten sie auch strukturelle Verbesserungen an der Flanschverbindung des unteren Konus durch, vergrößerten die Länge des Übergangsabschnitts und bildeten einen glatten Übergangswinkel mit großem Radius, um Ablagerungen und Flüssigkeitsansammlungen zu verhindern und tote Ecken und Flüssigkeitsgruben zu vermeiden Stagnation. Durch diese Verbesserungen wurde die Fließfähigkeit der Ammoniumchloridlösung deutlich verbessert, so dass die Ausrüstung erst nach 16 Monaten Betrieb korrodierte und die Lebensdauer im Vergleich zur Originalausrüstung verdoppelt wurde.

Für eine grundlegendere Lösung kamen jedoch Techniker zum EinsatzGR12-Titanlegierungzur Herstellung von Ammoniumchlorid-Verdampfern. Die Titanlegierung GR12 ist eine Ti-0.3Mo-0.8Ni-Legierung, deren Zusammensetzung und Gehalt an Verunreinigungen streng kontrolliert werden. Die Betriebspraxis zeigt, dass Verdampfer aus einer Titanlegierung der Güteklasse 12 in Ammoniumchloridlösungen mit hoher Temperatur und hoher Konzentration absolut sicher und zuverlässig sind und keine Spaltkorrosion beobachtet wird. Obwohl der Preis für das Titanlegierungsmaterial TA10 etwas höher ist als der für industrielles Reintitan, ist seine Lebensdauer mehr als 15-mal länger als die von industriellem Reintitan. Aus wirtschaftlicher Sicht ist es daher sehr kostengünstig, die Titanlegierung TA10 zur Herstellung von Ammoniumchloridverdampfern zu verwenden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Einsatz einer Titanlegierung der Güteklasse 12 in Ammoniumchloridverdampfern bemerkenswerte Erfolge erzielt hat. Es löst nicht nur das Problem der Spaltkorrosion von industriellem Reintitan in Hochtemperatur- und hochkonzentrierter Ammoniumchloridlösung, sondern verbessert auch die Lebensdauer und die wirtschaftlichen Vorteile der Ausrüstung erheblich. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technologie wird erwartet, dass die Titanlegierung TA10 in weiteren Bereichen weit verbreitet und gefördert wird.