氨分解气氛在不锈钢管材退火炉上的应用
母,
钢管
氨分解气氛在不锈钢管材退火炉上的应用
樊立奎辽宁省锦州市焊管厂(邮编:121000)弋I
践总结了氛分解气氛在连续式不锈inStainlessSteelTubeAnnealingFurnace
FanLikui
(dinzhouTubeW咄s.121000) AbslractThepaperintroducestheworkingprinciple,|eatureandcharacteristicofammonia dissolvingatmosphere,anddiscussesstheapplication0fammoniadissolvingatmospherein stain—
lesssteeltubeannealingfurnace. Keywordsammoniadissolvingatmosphere,stainlesssteeltube,annealingfurnace
1引言
氨分解气氛是一种成份,性能可适当控制并能
适应热处理工艺要求的气氛,根据工艺要求把适当
的氨分解气氛通入炉内,使产品在该气氛中进行热
处理,对提高产品质量起着关键的作用.
奥氏体不锈钢管材具有耐蚀性和耐热性能,退
火技术的优劣往往决定它的抗腐蚀性能,如果退火
技术不好,在生产时会发生种种质量问题.因此,不
锈钢管材的退火质量随着生产工艺技术的提高,显
得越来越重要了.
我厂用于不锈钢薄壁管材退火的气体保护光亮
退火炉],是理想的不锈钢薄壁管材退火设备,它之
所以能保证不锈钢管材退火后光亮无氧化,主要是
炉内的氨分解气氛起着关键作用.为了更好地了解和使用氨分解气氛.在此对其应用作以简单介绍,同时根据多年的生产实践总结了连续式不锈钢管材退火炉在氨分解气氛上的安全操作与控制及其应用等方面的经验,供参考.
2氨分解气氛原理及性质
目前,热处理应用的可控气氛有放热式气氛,吸
收穑日期:1998—07—09
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热式气氛和氨分解气氛等.吸热式气氛和放热式气氛都含有二氧化碳,水和一氧化碳等气体,对铬镍奥氏体不锈钢管材退火是不理想的,气氛中的水,二氧化碳使钢中的铬氧化,变成氧体铬一氧化碳甲烷
又易与铬形成碳化铬,可导致晶间贫铬.如果应用氨分解气氛就与其不同,氨分解气氛由H和N组
成,在退火时氨分解气氛可对锗镍奥氏体不锈钢管材进行保护,达到良好的光亮,无氧化效果.
液氨分解反应是吸热反应,液氨通过加热的触
媒层经完全分解而得H一75,N一25的分解氨
气氛.分解时不加空气,无水氨原是干燥的,故分解
出的气氛也是干燥的.在20℃,101325Pa条件下,
1kg液态氨可以气化为1.39m的气态氨,分解后
可得2.78m(H2+N:)混合气体.
液氨的分解程度取决于适宜的反应温度和催化剂.如果分解率低,氨分解气氛中往往含有少量的残留氨,当分解氨通入退火炉内又会引起热解而产生微量的原子氮,使金属发生轻微的氮化,这对不锈钢管材是不利的,会固之而发脆,变成废品.所以应尽
量提高氨分解率,并在氨分解后采取精制(净化)措
施,来保证氨分解气氛的纯度.
我厂采用的液氨分解炉其反应温度为900℃,
在最高输出量时也能分解99.98的氨,仅含少量
残留氨,经干燥后露点可达～60℃,此时含HO仅
为55×10一,反应式为2NH一3H:+N.由反应式
经验交流t氨分解气氛在不错钢管材退火炉上的应用可知,氨分解气氛的组成为75%H和25N,其中
N是中性气体.因而氨分解气氛性质与基本相
同,但比使用纯氨经济,方便,所以不锈钢管材退火
时采用氨分解气氛,可完全保证管材内外表面光亮
无氧化.
3氨分解气氛的控制与操作
氨气和分解后的H.+N混合气体都是易燃气
体,在有空气的条件下能燃烧,并放出大量的热,所
以在使用过程中必须严格控制.
(1)为保证退火炉的使用性能,要对购入原料氨
进行严格检验,控制各项技术指标符合炉用液氨标
准(见表1),并严格要求液氨充装压力在土5范围内,保证安全.
表1液氨主要技术参数
纯度水分油分
()()()压力/MPa
>99.9<0.1<0.125
(2)对液氨分解炉及精制(净化)装置严格执行
操作规程,按表2,表3中规定的工艺参数进行调正
和监控,严禁违反规程操作,并随时观察退火后不锈
钢管材质量,发现问题及时处理,防止误撮作造成管
材质量事故.
表2液氨分解炉技术参数
分解量压力/MPa气体组成(体积)平衡分解
反应温度/℃露点,C电压,v
/m3-h一一扶二次HlN()
59002.50.575l2599.98—2O55～70
表3精制装置技术参数
^口条件出口条件流量/m-I1
精制能力加热温度切换时间
/m?h一,C未分解氟未分解氨标准小时电压/v
压力/MPa露点/℃露点/℃炉内管内(×10—6)(×10一) 53000.5—20100—605l20.35～0.700.12～O.20200
(3)分解氨中残留过多产生的原因
a.分解温度太低;
b.超负荷生产;'
c.催化剂活性衰退或失效f
d.反应罐漏气,氨气渗入分解氨中.
(4)安全操作
退火炉升温时,在通入氨分解气氛前,应先通入
氨气(含氧量<l以下)吹除炉心管内空气,防止产
生爆炸,停炉时也应通入氮气.
当没有氮气时,则可采用在炉温低于400~C时
不断通入分解氨的方法,使炉温在达到分解氨着火
温度前炉内没有空气存在,也可有效地避免发生爆炸.停炉时也应在炉温降到400℃以下时中断通入
分解氨.
4结论
通过对不锈钢管材专用退火炉氨分解气氛的分
析和研究以及在生产实践中的控制和操作,产品质
量取得了显着的效果.经退火后的不锈钢管达到了
表面光亮,无氧化,而且管材的韧性,塑性得到了提
高,并具有更高的耐腐蚀性能.
虽然同其它气氛相比,氨分解气氛耗量较大,成
本较高,但随着我国石油化工工业的飞速发展,液氨
产量将大幅度增加,成本也将大大降低,氨分解气氛
是有发展前途的.
参考文献
1樊立奎.新型气体保护光亮退火炉工业炉,1998,20(2)
2《热处理手册;编写组.热处理手册(三分册).北京:机械工业出版牡,1982.12f3-42)
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