Основные показатели аммиака по гост 6221-90е

Особая опасность сосудов для хранения, транспортировки и применения аммиака - сосудов МАК (машин аммиачного комплекса) - обусловливается свойствами рабочей среды. Аммиак при нормальных условиях (атмосферном давлении и температуре 20 °С) - бесцветный газ с резким характерным запахом.

По опасности воздействия на человека аммиак относится к 4-му классу опасности по #M12291 1200003666ГОСТ 12.1.007-76#S[32], предельно допустимая концентрация аммиака в воздухе производственного помещения 0,2 мг/л (20 мг/м). При более высоких концентрациях вдыхание аммиака вызывает раздражение верхних дыхательных путей, вплоть до рефлекторной задержки дыхания (удушающее воздействие). Длительное вдыхание повышенных концентраций может привести к отеку легких, отрицательному воздействию на центральную нервную систему, приводящему к необратимым изменениям. Концентрация аммиака 0,35-0,7 мг/л (350-700 мг/м) опасна для жизни.

Температура кипения жидкого аммиака при атмосферном давлении - минус 33,4 °С, теплоемкость при температуре кипения 0,42 ккал/кг, удельная теплота испарения 326 ккал/кг. При хранении под давлением представляет собой перегретую жидкость, при испарении которой за счет энергии перегрева может выделяться 0,0013 кг паров аммиака с каждого килограмма жидкости на один градус перегрева 0,0013 кг/(кг·°С). Пары аммиака растворимы в воде - до 34,2%.

Аммиак с воздухом образует взрывоопасные смеси с пределами воспламенения 15-28% (объемн.) в воздухе, 13,5-79% (объемн.) - в кислороде. Минимальная энергия зажигания взрывоопасной смеси 680 МДж. Взрыв аммиачно-воздушной смеси может произойти от искры, возникшей при ударе металла о металл или при электрических разрядах (в том числе от статического и атмосферного электричества).

Безводный аммиак в качестве удобрения в сельском хозяйстве начал использоваться в начале 50-х годов; с этого периода стали сооружать различные емкости для его хранения и транспортировки под давлением. По данным зарубежной печати, после трехгодичного и более срока эксплуатации таких сосудов больше трети из них вышли из строя. В этот же период было установлено растрескивание металла сферических резервуаров для хранения безводного аммиака. Возникновение коррозионных трещин под напряжением в сварных соединениях сосудов, работающих под давлением жидкого безводного аммиака, впервые установлено и описано в литературе в 1956 г.

В нашей стране массовое коррозионное растрескивание металла в зоне сварных соединений сферического резервуара было обнаружено в 1985 г. на Дорогобужском заводе азотных удобрений. Как было установлено, причиной возникновения коррозионных трещин явилось совместное действие жидкого аммиака, содержащего 0,02% воды, и остаточных сварочных напряжений.

Коррозионное растрескивание металла установлено также на цистерне МЖА-6, разрушившейся в 1987 г. Комиссия, расследовавшая аварию, пришла к выводу, что разрушение цистерны произошло вследствие нарушения норм ее наполнения (6,9 т аммиака вместо допустимых 6,0 т) и превышения допустимого давления в результате подъема температуры жидкого аммиака до температуры окружающего воздуха. Исследование металла было произведено после окончания работы комиссии, и его результаты не были учтены в ее выводах. С учетом результатов исследования причинами разрушения цистерны следует считать коррозионное растрескивание металла и нарушение нормы наполнения. Необходимо отметить, что эффективное выявление трещин коррозионного растрескивания возможно при применении цветной или магнитопорошковой дефектоскопии.

За рубежом вопросам коррозионного растрескивания сталей в среде безводного жидкого аммиака посвящено большое количество публикаций. Считается установленным, что сварные сосуды диаметром более 900 мм для транспортировки и хранения безводного аммиака в процессе эксплуатации под давлением подвержены коррозионному растрескиванию. Для повышения надежности таких сосудов рекомендуется учитывать, что под влиянием жидкого аммиака снижаются механические свойства металла при растяжении. Предупреждению хрупких разрушений служат: выбор материалов, обладающих невысокими прочностными свойствами, но высокой пластичностью и способностью гасить хрупкую трещину; отказ от применения сталей, прошедших закалку с отпуском, а также от применения холодной штамповки или вальцовки при изготовлении сосудов и их элементов; выбор технологии сварки и сварочных материалов исходя из обеспечения прочностных свойств наплавленного металла возможно ближе к свойствам основного металла; термическая обработка сосудов с целью снятия остаточных сварочных напряжений.

Эксплуатационные меры по предупреждению коррозионного растрескивания - исключение попадания воздуха в сосуды и устранение всяких следов атмосферных загрязнений, применение аммиака с содержанием воды не менее 0,2% - марки Б по ГОСТ 6221-90Е [22] либо других марок с добавлением дистиллированной воды в указанном количестве. Исходя из возможного коррозионного растрескивания заводом-изготовителем установлен срок службы сосудов МАК: для агрегатов 7 лет, для заправщиков 8 лет.