Titanlegierungen: Kernmaterialien für die extrem korrosive Umgebung der Harnstoffindustrie

Düngemittel tragen zur Ernährungssicherheit bei, wobei Harnstoff als dominierender Stickstoffdünger fungiert. Die Harnstoffproduktion erfolgt unter hohen Temperaturen und hohem Druck, wobei die Ammoniumcarbamatlösung eine extrem starke korrosive Wirkung hat. Herkömmliche Stahlmaterialien erleiden schnell Schäden, die die Produktion unterbrechen und die Betriebskosten in die Höhe treiben. Verschiedene Arten von Materialien, wie Kartonstahl, Edelstahl 316L, Super-Duplex-Edelstahl uswTitanlegierungenkönnen zur Herstellung von Wärmetauscherrohren für die spezifische Umgebung verwendet werden.

 

 

Harnstoff wird aus Kohlendioxid und flüssigem Ammoniak unter hoher Temperatur und hohem Druck synthetisiert: Die beiden reagieren zunächst zu Ammoniumcarbamat, das dann dehydriert wird, um Harnstoff herzustellen. Bei hoher Temperatur und hohem Druck zersetzen dissoziierte Ionen in der Lösung Metallpassivierungsfilme. In Verbindung mit mittlerer Erosion, elektrochemischer Korrosion und durch Chlorid-induzierter Spannungsrissbildung birgt die Betriebsumgebung erhebliche Korrosionsgefahren.

 

• Kohlenstoffstahl und niedrig{0}legierter Stahl weisen keine Passivierungsschichten auf und korrodieren extrem schnell, sodass sie für Kern--Hochdruckgeräte ungeeignet sind.
• Harnstoff-Edelstahl der Güteklasse 316L kann nur bedingt funktionieren, wenn bei niedrigen Temperaturen ausreichend Luft zugeführt wird. Seine Korrosion nimmt mit steigender Temperatur stark zu, es kommt zu Lochfraß und Rissbildung, was zu einer kurzen Lebensdauer der Anlagen und massiven Produktionsausfällen durch häufige Wartung und Stillstände führt.
• Super-Duplex-Edelstahl bietet eine leicht verbesserte Korrosionsbeständigkeit, ist jedoch immer noch auf Sauerstoff zur Passivierung angewiesen. Bei Erosion bei hohen{1}Temperaturen besteht weiterhin ein Korrosionsrisiko, sodass es für den Langzeitbetrieb unter Volllast ungeeignet ist.

 

 

1.Ultra-geringer Sauerstoffbedarf für die Passivierung

Edelstahl benötigt 0,5 bis 0,8 % Sauerstoff, um die Passivierung aufrechtzuerhalten, während Titan nur Spuren von Sauerstoff benötigt. Die Passivierungsleistung bleibt auch bei unterbrochener Sauerstoffzufuhr stabil, wodurch eine massive Passivierungsluftinjektion entfällt, die Harnstoffausbeute erhöht und die Energiekosten gesenkt werden.

 

 

2. Hervorragende Korrosionsbeständigkeit bei hohen Temperaturen

Edelstahl hat eine obere Betriebstemperaturgrenze von 190 Grad, wobei sich die Korrosion jenseits dieser Grenze drastisch verstärkt. Reines Titan und Titan-Palladiumlegierungen können über einen langen Zeitraum stabil bei 250 Grad betrieben werden, wobei die jährliche Korrosionsrate weitaus geringer ist als bei Edelstahl und der Materialverlust vernachlässigbar gering ist.

 

3.Beständigkeit gegen Erosion und lokale Korrosion

Flüssigkeitsströme mit hoher-Geschwindigkeit und Schweißspalten führen leicht zu Brüchen und Undichtigkeiten in Edelstahlkomponenten. Der Passivierungsfilm auf Titan widersteht Erosion und repariert sich schnell selbst-; Titan-Palladiumlegierungen verhindern effektiv Leckagefehler an Schweißnähten und Rohrböden.

 

Um die unzureichende Wärmeleitfähigkeit auszugleichen, können dünnere Wärmetauscherrohre hergestellt werden, während Titanoberflächen der Ablagerung widerstehen und im Vergleich zu Rohrbündeln aus Edelstahl eine überlegene langfristige Wärmeübertragungseffizienz bieten.

 

 

1.Verschiedene Abisoliertürme

Rohrbündel und Rohrböden bestehen aus Verbundplatten aus reinem Titan oder Titan-Stahl. Durch die Umstellung auf Titan-Palladiumlegierungen verlängert sich die Lebensdauer der Geräte von 8 Jahren auf über 20 Jahre.

 

2.Hochdruck-Ammoniumcarbamat-Kondensatoren

Titanrohre widerstehen mittlerer Erosion ohne korrosive Leckagen, wodurch regelmäßige Wartungs- und Leckabdichtungsarbeiten reduziert werden.

 

3. Harnstoffsynthesereaktoren

Die Behälterfässer sind mit Titanstahl-Verbundplatten ausgekleidet und die inneren Strukturteile bestehen aus Titan. Dadurch werden Korrosionsprobleme an Behälterwänden und Schweißnähten gelöst, um den Dauerbetrieb der Produktionseinheiten unter Volllast zu gewährleisten.

 

4.Hochdruckventile, Rohrverbindungsstücke und Pumpenkomponenten

Titanarmaturen zeichnen sich durch eine weitaus längere Lebensdauer als Edelstahlarmaturen aus, wodurch die Häufigkeit des Austauschs, die Materialverschwendung und die Sicherheitsrisiken geringer sind.

 

 

1.Stabile Produktionskapazität und minimierte Stillstandsverluste

Edelstahlgeräte erfordern eine häufige Fehlererkennung und den Austausch von Komponenten, was bei größeren Überholungen zu hohen Verlusten führt. Titanausrüstung erfordert über zwei Jahrzehnte hinweg nahezu keine größere Wartung und ermöglicht so eine nachhaltige Produktion mit voller-Kapazität während der Saison mit dem höchsten Düngemittelbedarf.

 

2. Vereinfachte Prozesse und Energieeinsparung

Eine kontinuierliche Passivierungsluftinjektion ist nicht mehr erforderlich, was die Syntheseeffizienz steigert und den Verbrauch von Wasser, Strom und Dampf senkt. Für die Nachrüstung von Anlagen zur Kapazitätserweiterung ist kein Austausch der Korrosionsschutzausrüstung erforderlich.

 

3. Verbesserte Sicherheit und Umweltschutz

Die extrem niedrige Korrosionsrate verhindert das Austreten von Ammoniak und Ammoniumcarbamatlösung und verringert so den Schadstoffausstoß und die Erzeugung gefährlicher Abfälle, um den Sicherheits- und Umweltvorschriften am Arbeitsplatz gerecht zu werden.

 

4.Recyclebar und wiederverwendbar

End--Titankomponenten können zerlegt und zur Wiederverwendung wieder eingeschmolzen werden, wobei der Recyclingwert höher ist als bei verrostetem Edelstahl, der schwer wiederherzustellen ist.

 

 

Richtlinien zur Ernährungssicherheit, Energieeinsparung, Kohlenstoffreduzierung und Modernisierung von Düngemittelanlagen treiben den Wandel der Harnstoffindustrie voran und befeuern ein jährliches Wachstum der Marktnachfrage nach Titanlegierungen um 6,5 bis 8 %. Es wurde eine komplette inländische Titan-Industriekette aufgebaut, mit Produktionsstandorten wie Baoji, die in der Lage sind, spezielle Titanmaterialien und Titanventile für die Harnstoffproduktion in Massenproduktion herzustellen.

 

 

1.Titanlegierungen mit niedrigem-Palladiumgehalt

Reduzieren Sie die Edelmetalldosierung und sorgen Sie gleichzeitig für ein Gleichgewicht zwischen Korrosionsschutzleistung und Kostenkontrolle.

Ausgereifte inländische Verarbeitungstechnologie für Titan--Stahl-Verbundplatten;

 

2.3D-gedruckte Titankomponenten

Ermöglichen Sie die integrierte Fertigung komplexer, speziell-geformter-Korrosionsschutzteile und erweitern Sie so den Anwendungsbereich von Titanmaterialien in Anlagen zur Harnstoffproduktion.

 

Ruihang liefert als direkter Hersteller von Titanprodukten optimale Qualitäthochwertige Rohstoffe für Ihre Präzisionsbauteilproduktion. Kontaktieren Sie uns gerne per E-Mail:Sam.Rui@bjrh-titanium.com