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Sep 21, 2023

심각도 지정

2021년 5월 1일 | 작성자: Don Bowers, Conval 및 Jennifer Jones, Armor

2021년 5월 1일 | 작성자: Don Bowers, Conval 및 Jennifer Jones, Armor Valve Ltd.

요소 농업 응용 분야 및 기타 가혹한 서비스 공정에서 직면하는 가혹한 조건과 잠재적인 안전 위험을 견디려면 밸브 구성, 성능 및 설치에 특별한 고려가 필요합니다.

SSV(Severe Service Valve)는 밸브 고장으로 인해 생명, 공장 운영 및 재산에 대한 심각하고 비용이 많이 드는 위험이 발생할 수 있는 중요한 응용 분야를 위해 특별히 설계 및 제조되었습니다. SSV는 일반적으로 상대적으로 높은 압력과 온도는 물론 부식성 또는 치명적인 매체에 노출됩니다.

그림 1. 요소를 제조하려면 밸브를 포함한 모든 장비가 가혹한 환경과 가혹한 매체에 대한 노출을 처리할 수 있어야 합니다.

SSV의 중요한 화학 산업 응용 분야는 요소 생산입니다(그림 1). 전 세계적으로 생산된 요소의 90% 이상이 농업용 질소 비료의 경제적인 형태로 사용됩니다(그림 2). 세계 인구가 80억으로 추정되고 계속 증가함에 따라 식량 및 비료에 대한 전 세계 수요가 강력하고 경기 순환에 강합니다. Expert Market Research(EMR)에 따르면 2020년 세계 요소수 시장은 1억 8,780만 톤에 달했습니다. 2026년까지 이 수치는 12.61% 증가하여 2억 1,150만 미터톤에 달할 것으로 예상됩니다.

그림 2. 입상 요소 비료는 전 세계적으로 널리 사용되고 있으며 향후 5년 동안 수요가 상당히 증가할 것으로 예상됩니다.

요소의 또 다른 용도는 고온에서 작동하고 고농도의 산화질소를 생성하는 디젤 엔진의 대기 오염을 줄이는 것입니다. 요소 탱크는 이제 많은 신형 디젤 트럭, 버스 및 자동차의 표준 장비입니다.

요소는 일반적으로 고압(140bar, 2,031psi) 및 온도(183°C, 362°F)에서 암모니아와 이산화탄소의 반응에 의해 생성됩니다. 요소를 합성하기 위해 개발된 다양한 공정이 있습니다. 그 중 하나에는 요소 반응기, 스트리퍼, 고압 카바메이트 응축기 및 고압 배출가스 세정기가 포함됩니다(그림 3). 반응기에서 CO2와 NH3는 부분적으로 요소와 물로 변환됩니다. 스트리퍼는 고압 카바메이트 응축기를 통해 추가 처리되는 NH3에서 잔류 CO2를 분리합니다. 스크러버는 산소, 질소 등 잔류 불활성 가스를 분리합니다. 중간생성물인 암모늄카바메이트는 부식성이 매우 강하다는 점에 유의하십시오.

그림 3. 일반적인 요소 합성 공정에는 암모니아와 이산화탄소의 반응, 이어서 스트리핑 단계, 카바메이트 응축기 및 스크러빙이 포함됩니다.

요소 서비스용 가혹 서비스 밸브를 지정할 때 이해해야 할 가장 중요한 측면은 필요한 야금의 고유성입니다. 이러한 공정은 일반적으로 산소 함량이 최소로 유지될 때 가장 잘 작동하지만, 많은 합금에서는 내식성 표면을 형성하고 유지하기 위해 산소가 필요합니다. 수년에 걸쳐 점점 더 낮은 수준의 산소에서도 이러한 공정에서 기능할 수 있는 능력 때문에 요소 산업에서 선택된 합금이 발전해 왔습니다. 초기에는 316L-Urea Grade(316L-UG 또는 UNS S31603), 316L LN(UNS S31653 또는 EN 1.4429) 및 25-22-2(UNS S31050)와 같은 오스테나이트계 스테인리스강 합금이 다양한 수준으로 사용되었습니다. 성공. 그러나 훨씬 더 낮은 수준의 공정 산소가 더욱 중요해짐에 따라 듀플렉스(DSS) 및 슈퍼 듀플렉스(SDSS) 스테인리스강이 도입되었습니다. 이는 더 높은 강도를 제공하면서도 거의 0에 가까운 산소를 허용합니다. 시설의 수명, 공정 조건 및 특정 공정의 허가자에 따라 합금 선택이 달라질 수 있습니다. 요소 서비스 밸브를 제공하는 밸브 제조업체가 요구되는 엄격한 합금 표준을 엄격하게 준수하는 것은 매우 중요합니다. 문제를 방지하려면 최종 사용자가 자재, 조달 및 검사에 대한 요구 사항을 명확하게 식별하고 문서화하는 것이 가장 좋습니다.