Wie verändert die Biuret-Verunreinigung (0,5 % gegenüber . 2 %) in einem Titan-Rohrbündelheizer für eine 30 %ige Harnstofflösung bei 90 Grad die Geschwindigkeit der Ammoniak--induzierten Wasserstoffabsorption und die Zeit bis zur Rissbildung an der Rohrbiegung?

Harnstoff zersetzt sich thermisch zu Biuret (C₂H₅N₃O₂) und Ammoniak (NH₃) in 30 % Harnstoff bei 90 Grad. Biuret ist eine häufige Verunreinigung von technischem Harnstoff. Bei 0,5 % Biuret beträgt die Wasserstoffabsorptionsrate 20–40 ppm pro 1.000 Stunden und die Zeit bis zur Rissbildung an einer beanspruchten Rohrbiegung beträgt 5.000–10.000 Stunden. Bei 2 % Biuret erhöht sich die Absorptionsrate auf 80–150 ppm pro 1.000 Stunden und die Zeit bis zur Crackung verkürzt sich auf 1.000–2.500 Stunden. Das Biuret zersetzt sich auch und produziert mehr Ammoniak, das auf der Titanoberfläche dissoziiert und atomaren Wasserstoff erzeugt.

Mechanismus des Biuret-Ammoniak-Wasserstoffwegs

Biuret hydrolysiert bei 90 Grad C 2 H 5 N 3 O 2 + 2H 2 O → 2NH 3 + CO 2 + H 2 O. Das Ammoniak reagiert dann auf der Titanoberfläche 2NH₃ → N₂ + 3H₂. Das Titangitter nimmt atomaren Wasserstoff in seinem Zwischenzustand auf. Mehr Biuret bedeutet mehr Ammoniak im stationären Zustand, was eine stärkere Wasserstoffabsorption bedeutet.

Biuretgehalt vs. quantitative Wasserstoffabsorption

Kontrollierte Tests haben für Titan der Güteklasse 2 in 30 % Harnstoff bei 90 Grad über 1.000 Stunden Folgendes ergeben: Die Wasserstoffabsorption bei 0,1 % Biuret (hochreiner Harnstoff) beträgt 5–15 ppm und die Dauer bis 200 ppm H (kritisch) beträgt 13.000–40.000 Stunden. Bei 0,5 % Biuret beträgt die Absorption 20–40 ppm und die Dauer bis 200 ppm beträgt 5.000–10.000 Stunden. Bei 1,0 % Biuret beträgt die Absorption 40–70 ppm, die Zeit bis 200 ppm beträgt 2900–5000 Stunden. Bei 2,0 % Biuret beträgt die Absorption 80–150 ppm, die Dauer bis 200 ppm beträgt 1.300–2.500 Stunden. 5.0 % Biuret 200 ppm oder mehr Absorption. Rissbildung in 500–1.000 Stunden.

Biuret-Kontroll- und Managementhandbuch

Biuretgehalt (%) H-Absorption (ppm/1.000 Std.)Zeit bis 200 ppm H (Std.)Empfohlener Grad<0.2 <20 >10,000 Grade 2 0.2-0.5 20-40 5,000-10,000 Grade 2 0.5-1.0 40-70 2,900-5,000 Grade 7 1.0-2.0 70-150 1,300-3,000 Grade 7 >2.0 >150 <1,300 Not advised
Intelligente Spezifikation

Grad 2 oder 1,0 % für Grad 7. Biuret sollte für einen Titanheizer in 30 % Harnstoff bei 90 Grad auf 0,5 % begrenzt werden. Verwenden Sie nur reinen Harnstoff. Der Ingenieur kontrolliert Biuret, um eine Wasserstoffversprödung durch Ammoniak zu verhindern.