Em um aquecedor de feixe de tubos de titânio para uma solução de 30% de uréia a 90 graus, como a impureza de biureto (0,5% vs{3}}%) altera a taxa de absorção de hidrogênio induzida por amônia-e o tempo para rachaduras na curva do tubo?
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A uréia se decompõe termicamente em biureto (C₂H₅N₃O₂) e amônia (NH₃) em 30% de uréia a 90 graus. O biureto é um contaminante frequente na ureia de grau técnico. Com 0,5% de biureto, a taxa de absorção de hidrogênio é de 20 a 40 ppm por 1.000 horas e o tempo para quebrar em uma curva de tubo tensionada é de 5.000 a 10.000 horas. Com 2% de biureto, a taxa de absorção aumenta para 80-150 ppm por 1.000 horas e o tempo para craqueamento é reduzido para 1.000-2.500 horas. O biureto também se decompõe para produzir mais amônia que se dissocia na superfície do titânio para produzir hidrogênio atômico.
Mecanismo da via do biureto-amônia-do hidrogênio
O biureto hidrolisa a 90 graus C 2 H 5 N 3 O 2 + 2H 2 O → 2NH 3 + CO 2 + H 2 O A amônia então reage na superfície do titânio 2NH₃ → N₂ + 3H₂. A rede de titânio leva o hidrogênio atômico em seu estado intermediário. Mais biureto significa mais amônia em estado estacionário, o que significa mais absorção de hidrogênio.
Conteúdo de biureto vs. absorção quantitativa de hidrogênio
Testes controlados estabeleceram o seguinte para titânio de grau 2 em 30% de uréia a 90 graus por 1.000 horas. A absorção de hidrogênio em biureto de 0,1% (ureia de alta pureza) é de 5-15 ppm e a duração até 200 ppm de H (crítico) é de 13.000-40.000 horas. Com 0,5% de biureto a absorção é de 20 a 40 ppm e a duração até 200 ppm é de 5.000 a 10.000 horas. Com 1,0% de biureto, a absorção é de 40-70 ppm, o tempo para 200 ppm é de 2.900-5.000 horas. Com 2,0% de biureto, a absorção é de 80-150 ppm, a duração para 200 ppm é de 1.300-2.500 horas. 5.0% de biureto com 200 ppm ou mais de absorção. Rachadura em 500-1.000 horas.
Guia de controle e gerenciamento de biureto
Conteúdo de biureto (%) Absorção de H (ppm/1.000h)Tempo até 200 ppm H (h)Grau recomendado<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
Especificação Inteligente
Grau 2 ou 1,0% para Grau 7. O biureto deve ser limitado a 0,5% para um aquecedor de titânio em 30% de uréia a 90 graus. Use apenas uréia pura. O engenheiro controla o biureto para evitar a fragilização do hidrogênio pela amônia.
