Abrazyvinių neorganinių kietųjų dalelių žala fermentacijos terpėje keturių tipų šildymo vamzdeliams

# Vamzdyno negyvų zonų tyrimas Visiškai kontroliuojami sprendimai, skirti pagreitinti šildymo vamzdžių koroziją Mažo{0}} srauto sustingusios sritys, pvz., vamzdžių pluoštų dugnai, akli vamzdžiai, vožtuvų ertmės, flanšų tarpiklių tarpai, aštrūs alkūnės vidiniai kampai, kronšteino kontaktiniai įtrūkimai ir atšakų vamzdžių galų dangteliai, vadinami negyva zona. Ilgalaikis vidutinių nuosėdų, rūgščių ir (arba) šarmų likučių, chlorido, fluoro ir mikrobinio dumblo išlaikymas yra dėl to, kad skysčių šveitimas negali pasiekti šių vietų CIP ir fermentacijos cirkuliacijos metu. Pirminės visų keturių pagrindinių šildymo vamzdžių medžiagų ankstyvos gedimo vietos yra nuolatinė lokalizuota didelės -korozijos mikroaplinka, kurią sudaro negyvos zonos.|Šildymo vamzdžio medžiaga|Korozijos pasireiškimas tipinėje negyvoje zonoje|Progresyvus žalos ciklas|Pagrindinė tikslinė tobulinimo priemonė|| ----|----|----|----|----|| 316 nerūdijantis plienas|Koncentruotas chloridas ir bioplėvelė sukelia suvirinimo įdubimus ir žiedines rūdis ties flanšo tarpais.|2 laipsnio titanas|Vietinis ištirpusio deguonies išeikvojimas ir fluoro sodrinimas formuoja pieniškas žiedines ėsdinimo juostas prie flanšų.|Per 1,5 mėnesio ištaisytos mažos{92}}potencialios korozijos zonos.|Visiškas didelio{98}}spindulio alkūnės transformavimas; venkite siaurų užsistovėjusių tarpiklių tarpų.|PFA dengtas šildytuvas|Negyvų zonų dangos įbrėžimų įstrigę šarmai sukuria paslėptas tarpsluoksnių pūsles.|Vietos dangos išsipūtimas ir lupimasis per 3 mėnesius.|Sumontuokite išleidimo vožtuvus žemoms vietoms; padidinti srauto greitį šakų gnybtuose|| Kvarcinis stiklas|Likęs šarmas, adsorbuotas bioplėvelės, sukelia netolygų apšerkšnijimą ir sumažina šviesos pralaidumą|Didelis terminio įtrūkimo pavojus po 3–4 partijų|Pašalinti horizontalius žaliuzių segmentus; kas savaitę atlikti pilną didelio srauto{101}}praplovimą rūgštimi|## 1. Dviejų branduolių dujotiekio negyvųjų zonų korozijos mechanizmai ### 1.1 Deguonies koncentracijos skirtumo korozijos ląstelių susidarymas Pagrindinės cirkuliacijos sritys nuolat papildomos deguonies{106}}prisotintu skysčiu, o neaktyvios zonos išlieka statinės ilgą laiką. Mažai{107}}deguonies anodo sritis susidaro po nuosėdomis, nes mikroorganizmai greitai sunaudoja sustingusiame skystyje ištirpusį deguonį. Nuolatinė lokalizuota korozija sukelia nuolatinį anodo metalo tirpimą, kad būtų subalansuotas elektrocheminis potencialas. ### 1.2 Nuolatinis ėsdinančių medžiagų sodrinimas Rūgštis, šarmai, chloridas ir fluoras yra tolygiai skiedžiami tekančia terpe; tačiau šie koroziniai komponentai yra įstrigę sustingusiose negyvosiose zonose. 1. Po CIP likutinis šarminis/rūgštinis valymo skystis kaupiasi dešimtis kartų didesniu už tipinę koncentraciją, nes jo negalima nuplauti. 2. Ramiomis sąlygomis chloridas, fluoro jonai ir neorganinės druskos nusėda ant vamzdelio sienelių, mineralinių druskų, kristalų}, nuosėdų{{3 nusėda, kad susidarytų stora bioplėvelė, kuri po plėvelės sluoksniu apgaubia visas ėsdinančias medžiagas. Dėl to atsiranda savaime{109}}stiprinantis korozijos ciklas, kurio neišvengiama naudojant tradicinį{115}}paketinį CIP. ## 2. Progresuojantis korozijos degradacija jai būdingos medžiagos negyvojoje zonoje ### Šildymo vamzdžiai, pagaminti iš 316 nerūdijančio plieno Nerūdijantis plienas yra labai jautrus chlorido sodrėjimui negyvosiose zonose. Suvirinimo plyšiai ir flanšų tarpai yra tipiškos sustingusios vietos. Bioplėvelės danga išeikvoja deguonį, o įstrigęs chloridas prasiskverbia į pažeistą pasyviąją chromo plėvelę, sudarydamas gilias duobes. Vietinė negyvosios zonos chlorido koncentracija gali viršyti 500 ppm, nepaisant to, kad bendras terpės chloridas atitinka 50 ppm standartą. Per{119}}sienos nuotėkis iš flanšų ir vamzdžių ryšulių dugnų įvyks gerokai anksčiau nei bus numatytas eksploatavimo laikas, jei negyvos zonos nebus pašalintos ilgalaikio naudojimo metu. ### 2 laipsnio titano šildymo vamzdžiai Negyvos zonos visiškai nutraukia deguonies tiekimą, nepaisant to, kad titanas priklauso nuo ištirpusio deguonies, daugiau nei 8 mg/L, kad būtų užbaigtas TiO₂ plėvelės savaiminis remontas. Bioplėvelė sustingusiuose tarpeliuose adsorbuoja fluoro pėdsakus sistemoje, todėl aplink flanšus ir aklinus vamzdžių galus susidaro žiedinės pieno baltumo ėsdinimo juostos. Lokalūs plėvelės tirpimo pažeidimai slepiami įprastais kasdieniais pagrindiniais ištirpusio deguonies stebėjimo duomenimis; tik kas ketvirtį viso vamzdžio elektrocheminio potencialo skenavimas gali nustatyti fiksuotus mažo potencialo negyvosios zonos korozijos taškus. ### Šildytuvai su PFA danga Nuosėdas sunku pritvirtinti prie nepažeistų, lygių PFA paviršių; tačiau negyvos zonos mažas srautas leidžia neorganinėms dalelėms ir bioplėvelėms kauptis dangos įbrėžimuose. Kiekvienas šildymo ciklas išgarina įstrigusią šarmą ir sukuria plėtimosi slėgį, kuris palaipsniui plečia paslėptas pūsleles. Šarminio valymo skysčio likučiai užsandarinami įbrėžimų tarpsluoksniuose. Negyvų zonų pūslelės neaptinkamos kasdienės vizualinio stebėjimo metu, o plyšus anglinio plieno substrato rūdys užteršia fermentacijos sultinį, todėl partiją reikia atiduoti į metalo laužą. ### Kvarcinio stiklo šildymo vamzdeliai Negyvos zonos sulaiko šarminio skysčio likučius po nepilno CIP skalavimo, nepaisant to, kad kvarcas yra atsparus rūgštims ir fluoridui. Statinė bioplėvelė nuolat ėsdina silicio dioksido kristalų tinklus, kad sudarytų nelygius matinius sluoksnius, blokuodama hidroksido jonus. Papildomus nuosėdų ir šarmų likučius fiksuoja apšalę nelygūs paviršiai. Staigų kvarcinių vamzdžių plyšimą paleidžiant šildymą lengvai sukelia vidinio įtempio koncentracija apšalusiose negyvosios zonos vietose dažno šalto ir karšto terminio ciklo metu. ## 3. Dažni negyvosios zonos projektavimo ir eksploatavimo defektai vietoje ### Projektavimo defektai (pagrindinė nuolatinio stagnacijos priežastis) 1. Ilgi negyvos kojos vožtuvai, nenaudojami šakų galiniai dangteliai be išleidimo angų ir horizontalūs akli vamzdžiai; 2. Vamzdžių pluošto dugno horizontalūs segmentai be pagalbinių cirkuliacinių vamzdynų, staigios 90 laipsnių alkūnės mažu spinduliu; 3. Flanšas yra per siauras, todėl susidaro storos tarpinės, kurios sukuria paslėptus sustingusius plyšius tarp tarpiklio ir vamzdžio sienelės. 4. Nepagrįstas vamzdyno pakėlimas, taip pat nėra automatinių išleidimo vožtuvų ir mažai skysčio kaupimosi taškų. ### Negyvos zonos pavojai, kuriuos padidina netinkamai veikiant eksploatacijai 1. CIP srauto greitis yra mažesnis už saugią medžiagos slenkstį, o šveitimo jėgos nepakanka negyvosios zonos nuosėdoms pašalinti. 2. Nepilnas rūgščių / šarmų likučių evakavimas stovinčiose vietose, sutrumpintas skalavimo laikas. 3. Ilgalaikis statinis terpės budėjimas, nuosėdos mažo srauto neaktyviose zonose kaupiasi nuolat; 4. Bendras srautas susilpnėja dėl filtro užsikimšimo, o tai dar labiau sumažina skysčio šveitimo stiprumą negyvosios zonos padėtyse. 4. Viso proceso uždaro ciklo negyvos zonos pašalinimo ir antikorozinės kontrolės schema ### 1 veiksmas. išlaikyti reikiamas trumpas negyvas kojeles, kurių ilgis bent 1,5 karto viršija vamzdžio skersmenį, ir sumontuoti apatinius išleidimo vožtuvus. 2. Norėdami pašalinti vidinės sienos sustingusius kampus su mažu srautu, visas aštrias stačiakampes alkūnes pakeiskite didelio spindulio išlenktomis alkūnėmis. 3. Vamzdžių ryšulių ir vožtuvų skysčių dalių apačioje sumontuokite nepriklausomus pagalbinius mažos cirkuliacijos kanalus apyvarta. 4. Standartizuoti tarpiklių pasirinkimą: ploni elastingi PTFE tarpikliai, kad sumažėtų erdvės nuosėdoms susikaupti ir flanšų sandarinimo tarpai. ### 2 veiksmas: CIP proceso parametrų optimizavimas, siekiant pagerinti negyvosios zonos valymą 1. Palaikykite sienelės srauto greitį saugiame medžiagos diapazone ir 5 minutes kiekvieno CIP ciklo pabaigoje naudokite didelio srauto impulsų valymą, kad paveiktumėte negyvosios zonos nuosėdas{100}} Padidinkite kelių etapų skalavimo laikymo laiką ir nustatykite pH pakartotinį aušinimo tašką. rūgštis ir šarmai stovinčiose erdvėse{102}} Neaktyviose zonose susikaupusios bioplėvelės ir neorganinių druskų nuosėdos pašalinamos kas mėnesį gerinant rūgštinio marinavimo cirkuliaciją. ### 3 veiksmas: standartizuotos gamybos operacijos specifikacijos 1. Užkirskite kelią nuosėdų nusėdimui įgalindami mažo greičio nenutrūkstamą cirkuliaciją budėjimo režimo grandinėse ir uždrausdami ilgalaikį statinės terpės sulaikymą{108}} Kad išvengtumėte bendro srauto susilpnėjimo dėl filtro užsikimšimo, būtina valyti dviejų pakopų priekinius filtrus kas pamainą{110}. ciklai, skirti pašalinti nuosėdas ir šiukšles, susikaupusias negyvose zonose išjungimo metu. 4 veiksmas: Reguliarus negyvos zonos korozijos pavojų tikrinimas, ypatingą dėmesį skiriant 1. Nerūdijančio plieno ir titano įranga: sutelkite dėmesį į flanšo, alkūnės ir vamzdžio dugno spalvos pakitimus; kas ketvirtį potencialo ir ultragarso sienelės storio bandymas, siekiant nustatyti sustingusias padėtis; 2. PFA dengti šildytuvai: kas mėnesį atliekamas infraraudonųjų spindulių terminis nuskaitymas, siekiant nustatyti pūslelines šaltas vietas, atsiradusias dėl negyvos zonos šarminės infiltracijos. 3. Kvarciniai vamzdeliai: kas dvi savaites atlikite šviesos pralaidumo patikras, kad nustatytumėte negyvos zonos apšalimo laipsnį ir pasirūpinkite rūgštiniu valymu, kai pastebima matinė spalva. ## Santrauka Deguonies koncentracijos ląstelių korozijos žalą ir vietinį korozinių jonų sodrinimą visoms šildymo vamzdžių medžiagoms sukelia dujotiekio negyvosios zonos, kurios sukuria neišvengiamą statinę sustingusią mikroaplinką. Iš esmės panaikinti negyvosios zonos korozijos šaltiniai, pašalinti paslėptą ankstyvo šildymo vamzdžių ryšulių nuotėkio riziką ir žymiai pailginti bendrą įrangos eksploatavimo laiką, galima pasiekti transformuojant aparatinę įrangą, kad būtų pašalintos būdingos sustingusios struktūros, optimizuoti didelio srauto CIP praplovimo procesai ir standartizuotas antistatinis budėjimo režimas.