Estudio del efecto de una atmósfera gaseosa de amoniaco en un componente de un reactor catalítico fabricado en acero inoxidable AISI-SAE 304

Abstract

Algunos procesos industriales se realizan bajo exigentes condiciones para los equipos debido a que en distintas ocasiones involucran estados estresantes y agresivos para los materiales como son algunas variables de operación referidas a altas temperaturas y presiones de operación y contacto con sustancias corrosivas, por lo cual se pueden generar importantes daños o fallas catastróficas en los mismos, con las consiguientes pérdidas económicas debido a su prematuro reemplazo, a costosas reparaciones y el lucro cesante por las paradas obligatorias. Se presenta el estudio de un acero inoxidable AISI tipo 304 con el cual fue construida una cápsula interna de dos intercambiadores en serie por donde circulan los gases de proceso y que alberga un catalizador para la reacción de producción de NH3 (Amoniaco) en un reactor catalítico empleado en una planta de producción de fertilizantes. Este equipo opera a condiciones bastante exigentes como son temperaturas en el rango de los 427o C y 566o C, una presión de 4200 Psi. y se encuentra en contacto con gases de síntesis como H2, el N2, el CH4 y el NH3, entre otros. Este equipo ha estado en servicio por cerca de 30 años, del cual se tomó una muestra para evaluar su condición actual por medio de diferentes ensayos mecánicos y metalúrgicos como composición química, metalografía, microscopía óptica de barrido (SEM) y estereoscopía. El resultado del análisis concluyó que el material sufrió el fenómeno de nitruración en un determinado espesor; se encontró además la presencia de numerosas grietas y precipitación de carburos. Se hace como parte de la evaluación, una serie de recomendaciones para el empleo de un determinado tipo de material para la construcción de un nuevo equipo de producción.