Ammonia has been manufactured on an industrial scale for almost 100 years. Nevertheless, this process still presents a challenge to the materials involved and to the material engineers who are responsible for the selection of materials. This is due to the temperatures and the media handled. Failure mechanisms that have been known in ammonia plants since the industrial production of ammonia started are hydrogen attack, creep and embrittlement. Since the new generation of plants characterised by optimised heat recovery have been in service, metal dusting has emerged as a relatively common problem in ammonia plants following the secondary reformer. In the present study, the wide range of failure mechanisms and material degradation processes observed in ammonia plants is illustrated by a number of examples, some of which relate to the historical development of the process.
Die Legierung NiMo 28, Werks1.-Nr. 2.4617 (Hastelloy alloy B-2) bcsitzt in wciten Konzentrations-und Xemperaturbereichen eiue hohc Korrosionsbcstandigkeit in Salz-und Schwefelsiiuren. Bei Grenzbeanspruchung sind jecloch ernste Korrosionserscheinungen an SchweiBverbindungen (SchweiMgut, WBrmeeinfluBzoncn) zu beobachten; diese selektive Korrosion ist molybdiinverarmten Gefugcbcrcichcn zuzuschrcibcn. Untersucht wurden die Eigenschaften eines an MolybdZin uberlegiertcn Schweiflzusatzwerkstoffes: Hastelloy alloy B-42, einei-Nickel-Legierung mit rd. 42% Molybdan. Das wenig duktile B-42-SchweiBgut ist in Salz-und Schwefelsaure korrosionsbestandiger als der Knetwerkstoff Hastelloy alloy B-2 und dessen artgleiches SchweiRgut; B-42 bietet sich zur Abdeckung korrosionsgefahrdeter SchweiBnahte in Hastelloy alloy B-2 an. Betriebliche Erprobungen verliefen erfolgversprechend. Derzeit steht nur ein schweiBtechnisch schwierig zu handhabender gegossener WIG-Stab mit 4,76 mm 0 zur Verfugung; in Entwicklung befindet sich eine Fulldrahtelektrode rnit 2,5 mm 0, die in Kiirze erhaltlich ist. Alloy NiMo 28. Mat. No. 2.4617 ( HASTELLOY alloy B-2). is known for its excellent corrosion resistance in hydrochloric and sulfuric acids over a wide range of conccntrations and tcmpcratures. Under critical conditions, howcvcr. scvcrc corrosion can occur in wclds (weld deposit and HAZ). This is attributed to molybdenum depletion of the microstructure.The properties of a filler material were investigated which contained an excessive amount of molybdenum over the parent alloy. This filler is called HASTELLOY alloy B-42, a nickel alloy having about 42% molybdenum. The much less ductile HASTEL-LOY alloy B-42 weld deposit is more corrosion resistant in hydrochloric and sulfuric acids than wrought HASTELLOY alloy B-2 and Hastelloy alloy B-2 filler. It can therefore be applied as weld overlay of HASTELLOY alloy B-2 welds subject to critical corrosion conditions. In field testing promising results were obtained. Currently only TIG rod having a diameter of not less than 4.76 mm (0.187") are available which are causing handling problems. Tube wire with a diameter of 2.5 mm (0.098") is under development and will be available shortly.
Werkstoffe uiid Korrosion 45,[87][88][89][90][91][92][93][94][95] 1 mhfral3 an FluB\~asser-Rohrlcitungen 87 Mikrobielle Werkstoffzerstorung -Simulation, Schadensfalle und GegenmaBnahmen fur metallische Werkstoffe: LochfraB an FluBwasser-Rohrleitungen aus hochlegierten austenitischen Stahlen durch mi krobielle Aktivitat Microbial deterioration of materialssimulation, case histories and countermeasures for metallic materials: Pitting corrosion caused by microbiological activity at austenitic stainless steel pipes used for river water J. Korkhaus, J.T.Titz, G. H. Wagner') Mit FluBwasser BUS dem Rhein fur Kiihlzwecke beaufschlagtc Rohrlcitungcn aus hochlcgierten austenitischen Stahlen (Werkstoff Nr. 1.4541, aber auch 1.4571) werdcn ncucrdings im Bereich dcr RundschweiRnBhte verstarkt durch LochfraB geschadigt. Diese Korrosion tritt schon bei Umgebungstemperattir. bzw. in einern Bereich von 35-5s "C auf.Temperaturen. bei dene ti die Werkstoffc bislang als bcstiindig galtcn. Die Schadensuntersuchungen und insbesondere die daran anschlieReiidcn Laborund Tcchnikumsversuche in einem FluRwasserkreislaul ergaben, dal3 die Werkstoffe infolge einer mikrobiologisch induzicrtcn Potcn tialveriinderung in einen Bereich ,.labiler LochfraRbestandigkeit" polarisiert werden. Sclbst an anlauffarbenfrei geschweil3ten Rundnahten konncn daher Keimstellen der Lokalkorrosion weiterwachsen. Das bislang fur die Kiihlwasserleitungen giiltige Werkstoffkonzcpt muR deshalb ncu iibcrdacht werden.Rhinc Rivcr water used for cooling purposes increasingly causex pitting at circumferential welds in type 321 and 316Ti stainless steel piping. Type 321 is attacked even at ambient temperature, type 316Ti at 35 to 55 "C. At these temperatures both materials did not show pitting i n the past. Failure analysis and corrosion tests, both in the laboratory and in a pilot pl;int (river water circuit), showed that the open circuit potential ol stainless steels is shilted into a region of instahle pitting resistance by a microbiological effect. Thus, pi1 nuclei arc ablc t o grow even a1 circumferential joints welded without any visible annealing colours. The actual concept 10 select cooling water pipe materials, therefore, has to be reconsidered. EinleitungFluBwasser aus dcm Khein dieiit den anliegenden chemischcn Produktionsbetriebei als Kuhlmedium. Voraussetzung fur diese Verwendung ist, da13 die Zusammensetzung des Wassers bei der Nutzung nicht verandert wird, d. h. das FluBwasser mu13 bzgl. seiner Iiihaltsstoffe so dem Rhein zuruckgegcben werden, wie es entnommen wurde. Die maximale Kuckfuhrungstemperatur darf 30 "C nicht iiberschreiten. Nach der Entnahme aus dem Rhein wird das Wasser in einer Kiesschuttung (Kiesbettfilter) inechanisch gereinigt. Das fiir die Kuhlprozesse verwendete Wasser wird direkt wieder in den Rhein zuruckgeleitet, ohne dal3 eine vorgeschaltete Bchandlung in Klaranlagen erfolgt. Um die Entnahmemenge aus dem Rhein zu begrenzen, wird ein Teil des erwarmten Wassers in offenen Ruckkuhl-Dr. J. Korkhuus, Dr. J.
Dedicated to Prof. Dr. D. Werner on the occasion of his 60th birthdayThe 22% Cr, 5% Ni and 3% Mo grade of duplex stainless steel is by far the most used duplex grade in the chemical process industry. Duplex steels have conquered a portion of about 6% of all highly alloyed materials used to combat corrosion in chemical industry. The main areas being chloride containing aqueous media with pH values not to low-duplex steels are used there for their high stress corrosion resistance. Other fields of application are hot caustic soda at relatively low temperatures where nickel or nickel base alloys can be replaced, and media where high nickel contents are unfavourable to the corrosion resistance. Some literature findings showing other possible fields of special application of "standard" 221513 and a150 of so called superduplex grades are critically evaluated. Betriebserfahrungen mit Duplexstahlen in der chemischen lndustrieDie mit 22% Cr, 5% Ni und 3% Mo legierten Duplexstahle stellen die am haufigsten in der Chemietechnik eingesetzten Duplexguten dar. Sie haben dort cinen Anteil von 6% aller hochlegierten und korrosionsbestandigen Werkstoffe erreicht.Das Haupteinsatzgebiet stellen chloridhaltige, waBrige Medien mit nicht zu geringem pH-Wert dar, in denen Duplex-Stahle eine hohe Bestandigkeit gegenuber Spannungsriljkorrosion besitzen.Andere Einsatzgebiete sind heiRe Natronlauge bei relativ niedrigen Temperaturen, wo Duplex-Stahle Nickel-und Nickelbasislegierungen ersetzen konnen, sowie Medien, in denen hohe Nickelgehalte mit ungunstigen Bestandigkeitseigenschaften verbunden sind .Literaturangaben, aus dcnen mogliche weitere und spezielle Anwendungsgebiete fur die 221513-GCte sowie die sogenannten Superduplex-Guten hervorgehen, werden kritisch beleuchtet .
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