API 571 Damaged Mechanisms - Ammonia Stress Corrosion Cracking

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1-3. Ammonia SCC

손상환경의 형성

Copper Base Alloy가 Ammonia와 Oxygen 또는 Oxidizer를 포함한 수용액 환경에 노출되면 발생함.  Carbon Steel도 용접이나 냉간가공 후 잔류응력 제거 열처리를 하지 않은 상태에서 Anhydrous Ammonia에 노출되면 발생.

 

손상사례1 : Compressor After Cooler Tube의 균열

14년 사용한 Admiralty Brass(71Cu-28Zn-1Sn) Tube 76본 중 34본에서 Shell Side에서 균열이 발생함.  Shell측은 140℃의 Compressed Air이고 Tube측은 Cooling Water임.

 

Ammonia SCC

Ammonia SCC

손상사례2 : 상압증류공정 탈염기 열교환기

Al-Brass재질의 열교환기 Tube에 균열이 발생함.

 

Ammonia SCC

 

손상사례3 : 아로마틱 생산공정 Bottom 열교환기

Admiralty Brass 재질의 열교환기 Tube에서 균열이 발생함.

 

Ammonia SCC

 

손상의 방지

▶ Ammonia 환경에서 Copper Base Alloy 사용 자재, 재질 개선, 가공후 열처리로 잔류응력 제거, Tensile Strength 70,000 psi 미만 재질 사용.

▶  Carbon Steel의 경우 Anhydrous Ammonia에서 사용시 가공부에 후열처리 실시, 50ksi 미만의 Yield Strength를 가지는 Carbon Steel 사용, Air의 유입 방지, Process에 Oxygen 유입이 가능하면 Nitrogen Purging과 같은 대책 수행, 0.2wt% 이상의 Water를 주입.