게시판 > 질답게시판 > 암모니아수와 철의 반응

스테파노 Stefano

07-09-19 12:23

(1)고온의 암모니아 증기는 열분해되어 생성되는 H2에의해 철표면의 산화비막을 환원시켜버리고 Metal Hydride를 형성할 수 있으며 상온에서도 암모니아는 Stress Corrosion Cracking을 일으키는 경향이 있다고 알려져 있습니다.

액상에서는 순수한 암모니아보다 약간의 수분이 섞여있을 때 표면부식을 억제한다고 합니다 그러나 순수암모니아탱크의 기상에서는 수분의 증기압이 암모니아에 비해 증기압이 낮아 부식방지효과가 없어서 아민과 같은 별도의 부식방지제를 투입하는데 관리하기가 까다로운 편입니다.

Ball Tank 등은 주기적으로 용접부위를 검사하고 Thickness를 측정하지만 정밀검사를 한다고 하더라도 국부적으로 취약화된 곳을 찾아내기란 쉬운것은 아닐것입니다. (혹시 용기검사 분야에 경험이 있는 분이 계시면 답글을 남겨주세요.)

(2)암모니아수를 담아두는 용기는 일반적으로 철제탱크면 되는데 암모니아수가 철과 반응되어 표면에 산화피막을 형성하는 것이 아니고 대기중에 노출되어잇을 때 이것이 생성될 것입니다. 이런 경우 "스케일"이라는 표현은 적절하지 않습니다. (Scale이라함은 원하지 않는 경우 표면에 쌓이는 물질들, 예를들어 열교환을 저해하는 무기물질의 결정, 물때, 변질된 유기물 등을 언급할 때 쓰이는 용어입니다.)

(3) 암모니아수는 철과 쉽게 반응되지 않습니다. 청색 물질이 발견되는 곳이 탱크 상하단 액면계 연결부위라고 하면 다른 이물질이 밸브나 노즐을 구하고 있는 재질과 반응되어 액면을 나타내는 호스 내면에 누적되어 있는 것으로 볼 수 있는데 연결부 재질이 무엇인지 확인해 보도록 하세요.

(4)추측키로는..
실온에서 NH3는 철과 잘 반응하지 않는데 청색의 물질이 발견되어 사고 하니까..아마
암모이아수를 제조할 때 사용하는 물 속에 Chloride 성분이 암모니아와 반응하여 NH4Cl을 형성하고 이 물질이 노즐 부위의 철 혹은 구리(Cu)성분을 부식시켜 아래와 같은 성분이 생성된 것으로 추정됩니다.

NH4OH + Cl- --> NH4Cl (Solution, 용해도 좋고 부식성 아주큼)

Cl-(물 속의 불순물) + Fe ---> FeCl2 (수용성이 좋고 부식성 아주 큼) -->건조시 FeCl2*4H2O (Blue-Green Color결정)
**FeCl2*4H2O (Blue-Green Color결정)이 물질도 수용성이 좋음. 파란색은 바로 이 물질이 아닌가 추측됨

Cl-(물 속의 불순물) + Cu --> CuCl2 (수용성이 좋고 부식성 아주 큼)--> NH4Cl용액과 섞여 건조되면
2NH4Cl*CuCl2*2H2O 결정(Blue Color 결정, 수용성이 좋음)이 생성, 물에 닿으면 쉽게 용해됨

(5) 정확한 원인규명을 위해서라면
파란 결정물질의 원소분석을 해보야야 합니다. 먼저 간단한 정성분석 방법으로 확인해 보세요.
염소성분은 결정을 녹인 후 AgNO3 용액을 떨어뜨려봐서 흰 앙금(AgCl)이 생성되는 것으로 쉽게 확인 가능합니다 .

(6)판단으로는
필시,암모니아수에 사용하는 물의 수질이 낮아 염소성분이 남아 있어 부식을 일으키고 있는 것 같습니다 . 암모니아수는 부식성이 거의 없지만 여기에 약간의 염소이온이 포함되어 NH4Cl 성분이 생성되면 물에서 이온상태인 Cl-성분이 철을 심하게 부식시킬 수가 있습니다.

도움이 되었는지..

(1)고온의 암모니아 증기는 열분해되어 생성되는 H2에의해 철표면의 산화비막을 환원시켜버리고 Metal Hydride를 형성할 수 있으며 상온에서도 암모니아는 Stress Corrosion Cracking을 일으키는 경향이 있다고 알려져 있습니다.

액상에서는 순수한 암모니아보다 약간의 수분이 섞여있을 때 표면부식을 억제한다고 합니다 그러나 순수암모니아탱크의 기상에서는 수분의 증기압이 암모니아에 비해 증기압이 낮아 부식방지효과가 없어서 아민과 같은 별도의 부식방지제를 투입하는데 관리하기가 까다로운 편입니다.

Ball Tank 등은 주기적으로 용접부위를 검사하고 Thickness를 측정하지만 정밀검사를 한다고 하더라도 국부적으로 취약화된 곳을 찾아내기란 쉬운것은 아닐것입니다. (혹시 용기검사 분야에 경험이 있는 분이 계시면 답글을 남겨주세요.)

(2)암모니아수를 담아두는 용기는 일반적으로 철제탱크면 되는데 암모니아수가 철과 반응되어 표면에 산화피막을 형성하는 것이 아니고 대기중에 노출되어잇을 때 이것이 생성될 것입니다.  이런 경우 "스케일"이라는 표현은  적절하지 않습니다.  (Scale이라함은 원하지 않는 경우 표면에 쌓이는 물질들, 예를들어 열교환을 저해하는 무기물질의 결정, 물때, 변질된 유기물 등을 언급할 때 쓰이는 용어입니다.)

(3) 암모니아수는 철과 쉽게 반응되지 않습니다.  청색 물질이 발견되는 곳이 탱크 상하단 액면계 연결부위라고 하면 다른 이물질이 밸브나 노즐을 구하고 있는 재질과 반응되어 액면을 나타내는 호스 내면에 누적되어 있는 것으로 볼 수 있는데 연결부 재질이 무엇인지 확인해 보도록 하세요.

(4)추측키로는.. 
실온에서 NH3는 철과 잘 반응하지 않는데  청색의 물질이 발견되어 사고 하니까..아마
암모이아수를 제조할 때 사용하는 물 속에 Chloride 성분이 암모니아와 반응하여 NH4Cl을 형성하고 이 물질이 노즐 부위의 철 혹은 구리(Cu)성분을 부식시켜 아래와 같은 성분이 생성된 것으로 추정됩니다.

NH4OH + Cl- --> NH4Cl (Solution, 용해도 좋고 부식성 아주큼)

Cl-(물 속의 불순물) + Fe  ---> FeCl2 (수용성이 좋고 부식성 아주 큼) -->건조시  FeCl2*4H2O  (Blue-Green Color결정)
**FeCl2*4H2O  (Blue-Green Color결정)이 물질도 수용성이 좋음. 파란색은 바로 이 물질이 아닌가 추측됨

Cl-(물 속의 불순물) + Cu  --> CuCl2 (수용성이 좋고 부식성 아주 큼)--> NH4Cl용액과 섞여 건조되면 
2NH4Cl*CuCl2*2H2O 결정(Blue Color 결정, 수용성이 좋음)이 생성, 물에 닿으면 쉽게 용해됨

(5) 정확한 원인규명을 위해서라면
파란 결정물질의 원소분석을 해보야야 합니다. 먼저 간단한 정성분석 방법으로 확인해 보세요.
염소성분은 결정을 녹인 후  AgNO3 용액을 떨어뜨려봐서 흰 앙금(AgCl)이 생성되는 것으로 쉽게 확인 가능합니다 .

(6)판단으로는 
필시,암모니아수에 사용하는 물의 수질이 낮아 염소성분이 남아 있어 부식을 일으키고 있는 것 같습니다 .   암모니아수는 부식성이 거의 없지만 여기에 약간의 염소이온이 포함되어 NH4Cl 성분이 생성되면 물에서 이온상태인 Cl-성분이 철을 심하게 부식시킬 수가 있습니다.

도움이 되었는지..

xinx xinx

07-09-19 17:09

감사합니다. 지적해주신대로 꼼꼼히 살펴본 결과. 레벨게이지를 연결하기 위해 만든 접합부분이 황동 재질이더군요.

아마 그쪽에서 부식이 진행되는것 같습니다.

다른 정보들도 무척 유익한 부분이군요.. 감사합니다. ^^

종피리 azzie

18-08-17 18:58

t^^