三聚氯氰裝置聚合反應(yīng)器的材料選擇及失效機(jī)理研究.pdf

1、為了適應(yīng)工業(yè)的發(fā)展和改變我國三聚氯氰生產(chǎn)工藝落后的局面,開發(fā)產(chǎn)量高、消耗指標(biāo)低、"三廢"排放達(dá)標(biāo)和產(chǎn)品質(zhì)量高的氣相一步法生產(chǎn)三聚氯氰新技術(shù).開發(fā)工作是依靠自身力量,通過8年的努力打通了工藝流程,并中試裝置建設(shè)和生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品.為了配合工藝的開發(fā),從概念設(shè)計(jì)開始就開展了工藝中的主要設(shè)備的選材工作,在單管試驗(yàn)階段,分別選取了純鎳、Incoloy800H、2RK65、2RE60和1Cr18Ni9Ti等材料在單管試驗(yàn)裝置和類式的裝置中的不同部

2、位作了掛片試驗(yàn).通過掛片試驗(yàn),初步可以認(rèn)為,純鎳是制造一步法三聚氯氰工藝氯化和聚合反應(yīng)器的最佳材料,鑒于氯化和聚合應(yīng)器的工作溫度在340℃~400℃之間,按照ASME標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,純鎳在該溫度下存在石墨花傾向,為避免石墨化傾向的發(fā)生,工業(yè)化生產(chǎn)裝置中的聚合和氯化反應(yīng)器的反應(yīng)管等應(yīng)選用含碳量為0.02％的低碳鎳,即ASME標(biāo)準(zhǔn)中的N201.三聚氯氰中式裝置在間斷地運(yùn)行8000小時(shí)和累計(jì)生產(chǎn)160噸產(chǎn)品以后,例行維修時(shí)發(fā)現(xiàn)聚合反應(yīng)器的上管板與

3、管子的焊縫處發(fā)現(xiàn)熔鹽滲出.經(jīng)對損壞部位的取樣分析認(rèn)為,晶界S富集是聚合反應(yīng)器破壞的主要原因,聚合反應(yīng)器破壞是應(yīng)力腐蝕直接造成的.晶界S來源可能是介質(zhì)、反應(yīng)觸媒或制造過程中雜質(zhì)元素的污染.晶界S富集造成晶界易被腐蝕,降低了Ni的耐蝕性能,晶間腐蝕較為嚴(yán)重.應(yīng)力加速了斷裂的發(fā)生.晶界硫破壞了金屬的連續(xù)性,造成晶界弱化,使材質(zhì)變脆,強(qiáng)度和延伸率減低,在應(yīng)力的作用下,晶界易于斷裂,加速晶間腐蝕裂紋的擴(kuò)展速率.凈化通過反應(yīng)器的介質(zhì),使其不含硫和硫