Lựa chọn hợp kim trong dịch vụ amoniac

Ghi chú: Để in bản tin này trên dịch vụ amoniac, xin vui lòng bấm vào đây.

Nuôi dưỡng dân số thế giới

Từ năm 1900 đến năm 2000, dân số thế giới tăng từ 1,6 tỷ lên 6 tỷ. Hôm nay, nó đăng ký ở mức 7,9 tỷ.[1] Một điều gì đó đã xảy ra trong thế kỷ 20 cho phép sự bùng nổ dân số lớn này diễn ra.

Trong khi hỗn hợp các nguyên liệu đầu vào là cần thiết cho sự phát triển của cây trồng, nitơ được coi là quan trọng nhất với mức độ cần thiết. Do đó, năng suất cây trồng bị hạn chế bởi lượng nitơ có sẵn và nông dân trong nhiều thế kỷ trước đây đã dựa vào phân chuồng để tăng cường hoạt động của vi khuẩn cố định nitơ trong đất để cung cấp nguyên tố quan trọng này.

Vào đầu những năm 1900, một cặp nhà hóa học người Đức đã khám phá ra cách tổng hợp amoniac (NH₃) – Một hợp chất nitơ-hydro – và do đó tăng cường lượng nitơ có sẵn cho thực vật. Phân bón nitơ vô cơ, thường được tiêm vào đất dưới dạng amoniac lỏng, cho phép tăng năng suất cây trồng rất nhiều, loại tăng có thể thúc đẩy bùng nổ dân số.

Với vai trò của nó trong việc cung cấp thức ăn cho dân số thế giới, amoniac là một trong những hóa chất được sản xuất rộng rãi nhất. Một trăm tám mươi triệu tấn được sản xuất hàng năm.[2] Với dân số lớn nhất thế giới, không có gì ngạc nhiên khi Trung Quốc là nhà sản xuất hàng đầu. Ấn Độ, Nga và Hoa Kỳ theo sau.[3]

Amoniac cũng được sử dụng trong các hệ thống lạnh thương mại và trong chất tẩy rửa gia dụng, và việc sử dụng nó như một nguồn nhiên liệu hydro tiềm năng cũng là một chủ đề phổ biến của cuộc trò chuyện.

Amoniac là một mối nguy cho sức khỏe

Tiếp xúc trực tiếp với amoniac ở nồng độ cao rất nguy hiểm cho sức khỏe con người và nhiều cơ quan chính phủ và hiệp hội ngành đã phát triển các thông số kỹ thuật, quy trình và các buổi đào tạo khác nhau để hạn chế rò rỉ. Những nỗ lực này, cùng với việc xử lý đúng cách và bảo trì phòng ngừa, đã giữ cho tỷ lệ rò rỉ và thương tích con người ở mức tương đối thấp.

Điều thú vị là, Amoni Nitrat Cấp trong Phân bón được liệt kê là một hóa chất được quan tâm trong Tiêu chuẩn Chống Khủng bố Cơ sở Hóa chất của Bộ An ninh Nội địa Hoa Kỳ.[4] Mặc dù điều này báo hiệu tiềm năng sử dụng nó như một vũ khí hóa học, nhưng với mục đích của bản tin này, nó nhấn mạnh tầm quan trọng của an toàn trong thiết kế và vận hành các hệ thống chuyển và đường ống dẫn amoniac.

Ống kim loại trong dịch vụ Amoniac

Các ứng dụng phổ biến cho ống mềm trong các hệ thống này bao gồm kết nối giữa các hệ thống xếp dỡ cố định và trong xe kéo bồn y tá, vận tải đường sắt và xe tải. Kim loại thường là vật liệu xây dựng ưa thích do tính tương thích hóa học của nó. Ống kim loại cũng có thiết kế chắc chắn hơn nhờ các lớp bện bảo vệ lõi bên trong khỏi mài mòn và hàn là phương pháp gắn kết cuối.

Thép không gỉ 300 Series là lựa chọn phù hợp cho hầu hết các ứng dụng dịch vụ amoniac, bao gồm cả những ứng dụng liên quan đến amoniac khan, một dung dịch lỏng được sử dụng làm phân bón và chất làm lạnh thương mại. Amoniac khan ăn mòn các hợp kim đồng và kẽm và cũng có thể tấn công cao su và một số loại nhựa nhất định.

Một chất khí ở nhiệt độ phòng, amoniac khan được làm lạnh đến trạng thái lỏng của nó trước khi được vận chuyển dưới áp suất đến điểm đến của nó. Khi làm việc với khí amoniac khan ở nhiệt độ cao, thép không gỉ Series 300 không được khuyến nghị. Liên hệ với nhà máy để biết chi tiết về các tùy chọn khác.

Khi làm việc với amoni bromua, amoni sunfat hoặc amoni clorua ở nồng độ trên 10%, khuyên dùng 316L trên 304 và 321 chỉ kháng một phần với các phương tiện này.

Để có danh sách đầy đủ hơn về khả năng tương thích của hợp kim với amoniac, hãy xem biểu đồ chống ăn mòn.

Mối quan tâm về cháy nổ

Trong khi amoniac không dễ cháy, nó có thể bốc cháy khi có mặt một số hợp chất, cụ thể là các halogen, với lực nổ. Clo và các clorua khác nhau là các halogen, vì vậy phải hết sức cẩn thận để loại bỏ các chất gây ô nhiễm trong quá trình sản xuất và tránh sự xâm nhập của chúng vào hệ thống trong quá trình vận chuyển, bảo quản và lắp đặt.

Các biện pháp phòng ngừa chính phải được thực hiện trong quá trình sản xuất, và bao gồm loại bỏ bất kỳ phoi hoặc mảnh vụn nào từ bên trong ống sau khi cắt và tẩy mối hàn bằng khí argon. Mối hàn và thợ hàn phải được chứng nhận theo ASME Phần IX, tiêu chuẩn công nghiệp về chất lượng hàn.

Cân nhắc về vết nứt do ăn mòn do ứng suất

Ngoài việc là một nguồn gây cháy tiềm năng, các chất gây ô nhiễm cũng làm trầm trọng thêm sự ăn mòn trong ống mềm. Với ái lực mạnh của nó với nước, điều quan trọng là phải ngăn chặn hơi ẩm tràn vào hệ thống đường ống amoniac.

Ô nhiễm clorua do nước xâm nhập có thể làm giảm tuổi thọ sử dụng do vật liệu nhạy cảm với các hợp chất này. Thép không gỉ và clorua là một cặp rất dễ bị nứt do ăn mòn do ứng suất (SCC). Dạng ăn mòn này xảy ra ở giao điểm của vật liệu nhạy cảm, ứng suất làm việc hoặc ứng suất dư vượt quá ngưỡng SCC và môi trường ăn mòn. Các vết nứt có thể dẫn đến rò rỉ nếu không được xác định đủ sớm.

Kiểm tra thường xuyên ống trong dịch vụ amoniac là rất quan trọng để xác định các vết nứt, cũng như bện bị hư hỏng, biến dạng của ống, phụ kiện bị nứt, hoặc dấu vết của phương tiện trên hoặc xung quanh các bộ phận đường ống có thể cho thấy sự cố sắp xảy ra.

Đối với các câu hỏi khác, xin vui lòng liên hệ với chúng tôi.

Chú thích

[1] Cục điều tra dân số Hoa Kỳ. Đồng hồ Dân số Hoa Kỳ và Thế giới. Truy cập ngày 11 tháng 8 năm 2022 từ https://www.census.gov/popclock/

[2] Alexander Tullo. 8 tháng 3 năm 2021. Tin tức Hóa chất & Kỹ thuật. Amoniac có phải là nhiên liệu của tương lai?. Truy cập ngày 11 tháng 8 năm 2022 từ https://cen.acs.org/business/petrochemicals/ammonia-fuel-future/99/i8

[3] Johnny Wood. Ngày 29 tháng 10 năm 2021. Forbes. Mở rộng quy mô sản xuất amoniac để cung cấp thực phẩm cho thế giới. Truy cập ngày 11 tháng 8 năm 2022 từ https://www.forbes.com/sites/mitsubishiheavyindustries/2021/10/29/scaling-ammonia-production-for-the-worlds-food-supply/

[4] Cơ quan An ninh mạng & Cơ sở hạ tầng. Tiêu chuẩn Chống Khủng bố Cơ sở Hóa chất (CFATS). Truy cập ngày 11 tháng 8 năm 2022 từ https://www.cisa.gov/chemical-facility-anti-terrorism-standards.