Kaip pašalinti oro burbuliukų stagnacijos koroziją ant titano šildymo vamzdžių sandariuose fermentacijos rezervuaruose

# Dokumentas: Techninis straipsnis Nr.. 68 ## Pavadinimas: Metodai, kaip užkirsti kelią oro burbuliukų stagnacijai ir korozijai ant titano šildymo vamzdelių sandariuose fermentacijos induose. Dujinė -skysta dviejų fazių- sustingusi zona susidaro, kai šie lašeliai ilgą laiką prilimpa prie išorinės titano šildymo vamzdžių sienelės. Ištisinė skystoji plėvelė, reikalinga savaiminiam-titano dioksido pasyviosios plėvelės remontui, sunaikinama šios unikalios mikroaplinkos, kuri sukelia vietinę koncentruotą taškinę koroziją. Ši korozija dažnai pasireiškia viršutinėje vamzdžio korpuso pusėje ir flanšinių šildymo mazgų viršuje. Šiame straipsnyje pateikiama išsami burbulų stagnacijos korozijos mechanizmo analizė ir pateikiamas išsamus konstrukcijų projektavimo ir eksploatavimo reguliavimo sprendimų rinkinys, siekiant iš esmės pašalinti burbulų sulaikymo pavojų. ## 1. Sustingusių oro burbuliukų ant titano paviršių korozijos mechanizmas 1. Nebaigtas pasyvios plėvelės remontas yra pertraukiamo deguonies tiekimo pasekmė. Skystos fazės ištirpęs deguonis yra išskiriamas iš burbulu{12}}uždengtos srities. Aptariama pasyvioji TiO₂ plėvelė negali būti papildyta deguonimi, kad išgydytų įbrėžimus ir suplonėjusias vietas. Skysčiu{15}}dengta vamzdžio sienelė yra nepažeistas katodas, kuriame gausu deguonies, o burbuliu{17}}dengta sritis tampa aktyviuoju anodu, kuriame trūksta deguonies, todėl tame pačiame titano vamzdyje susidaro sava{19}}galvaninė korozija. Ciklas po ciklo korozijos įtrūkimai ir toliau plečiasi žemyn. 2. Tirpalų koncentracijos sodrinimas burbuliukų pakraščiuose Dujų{22}}skysčio burbuliukų riba yra nuolatinio skysčio garavimo vieta. Dėl to organinės rūgšties, chlorido ir cukraus medžiagos nusėda ir kaupiasi išilgai burbulo žiedo, todėl susidaro labai koncentruota mikrozona, kuri yra labai ėsdinanti. Ši mikrozona pagreitina lokalizuotą matricos ėsdinimą. 3. Pasyvioji plėvelė patiria terminio įtempio lūžį, kuris keičiasi sausomis ir drėgnomis sąlygomis. Periodišką sausų dujų kontakto ir drėgno skysčio panardinimo kaitą vamzdžio paviršiuje sukelia burbuliukų išsiplėtimas ir susitraukimas, reaguojant į temperatūros svyravimus. Tankūs mikroįtrūkimai susidaro pakartotinai veikiant tempimo ir gniuždymo įtempius trapiai pasyviajai plėvelei, kuri savo ruožtu sukuria kanalus koroziniams jonams prasiskverbti. ## 2. Pirminiai veiksniai, lemiantys burbulo stagnaciją 1. Šildymo vamzdžio įrengimo išdėstymas yra nepagrįstas. Sunkiausias burbulų kaupimosi scenarijus apima horizontalų ilgų titano šildymo vamzdžių montavimą. Burbulai kyla ir kaupiasi viršutiniame vamzdžio lanke, todėl jie negali ištrūkti. Virš mazgo kylančius burbuliukus taip pat sulaiko vamzdeliai, sumontuoti per arti bako viršaus. 2. Nepakankamas terpės cirkuliacijos greitis Kaitinant susidarančių mikroburbulų negalima pašalinti statiniu ar mažu{35}}greičiu skysčio srautu. Vamzdžio paviršiaus šveitimo efektas prarandamas, kai srauto greitis yra mažesnis nei 0,6 m/s. 3. Per didelis paviršiaus galios tankis Dėl didelės šilumos apkrovos skysčio srauto gebėjimas pernešti burbuliukus gerokai viršija, dėl to akimirksniu susidaro daug mažų garų burbuliukų, todėl kaupiamasis burbuliukų dangtis yra žemas slėgio indo veikimas. 4. nėra nuolatinės aeracijos cirkuliacijos, ištirpusių dujų negalima išleisti iš sistemos, o kaitinant nuolat išsiskiria nauji burbuliukai. 5. Burbuliukų gaudymo aklinos zonos susidaro dėl įgilintos suvirinimo armatūros ir tarpų tarp PTFE atramų ir vamzdžio sienelių, kurios yra vietinės negyvosios zonos. Šiose vietose kaupiasi maži burbuliukai ir susilieja į dideles patvarias oro kišenes. ## 3. Konstrukcijos optimizavimas siekiant išvengti burbuliukų susilaikymo 1. Padidinkite šildymo vamzdžio įrengimo pasvirimą. Titaniniai šildymo vamzdžiai turi būti montuojami 10–15 laipsnių į viršų nuo flanšo galo iki laisvojo galo; horizontalus išdėstymas draudžiamas. Burbuliukai pakyla į rezervuaro skysčio paviršių, kad išsiskirtų, slysdami palei pasvirusį vamzdžio paviršių iki laisvo galo. Vertikalus vamzdžio išdėstymas yra optimalus pasirinkimas mažiems -tūrio indams, nes praktiškai nesikaupia burbuliukai. 2. Padidinkite atstumą tarp bako viršaus ir vamzdžių ryšulių. Vertikalus atstumas tarp šildymo vamzdžių grupės viršaus ir mažiausio darbinio skysčio lygio turi būti ne mažesnis kaip 300 mm, užtikrinant, kad būtų pakankamai vietos burbulams pakilti į viršų. 3. Suvirinimo ir atramos kontaktiniai paviršiai nupoliruoti iki lygaus paviršiaus. Šlifuokite visas suvirinimo siūles iki sklandaus lanko perėjimo be išsikišusios armatūros; pasirinkite PTFE atramas su plačia -paviršiaus lanko forma, kad išvengtumėte įgaubtų tarpų, kurie sulaiko burbuliukus. 4. Aplink šildymo vamzdelį sumontuokite srauto nukreipimo pertvaras. Norėdami sukurti spiralinį šveitimo skysčio srautą aplink vamzdžio sienelę, prieš srovę vamzdžio pluošto pusėje įstatykite nukreipimo plokštes. Tai nuolat pašalins prilipusius mikroburbulus. ## 4. Standartizuotas veikimo valdymas, siekiant sumažinti burbuliukų susidarymą ir sulaikymą 1. Reguliuoti pagrįstą paviršiaus galios tankį Siekiant sumažinti kaitinamų-mikroburbulų kiekį, sandarių fermentacijos rezervuarų galios tankis sumažinamas 20 %, palyginti su atviromis talpyklomis, atsižvelgiant į aukštą{66}{101}{101} 1,0 m/s. Prieš šildydami įjunkite cirkuliacinį siurblį, kad susidarytų stabilus skysčio plovimas; svarbu vengti vienkartinio statinio kaitinimo be cirkuliacijos. 3. Nenutrūkstamas nedidelis aeravimas auginant pastovioje temperatūroje Viso skysčių maišymosi skatinimas, persotintų ištirpusių dujų išleidimas iš rezervuaro ir naujų burbuliukų nusodinimo ant vamzdžio sienelės mažinimas yra palengvinamas suspausto oro aeracijos pėdsakų kilimas{71}} Temperatūros stabdymas. dėl staigaus temperatūros padidėjimo, paleidimo fazėje rekomenduojama kaitinti ne mažesne kaip 3 laipsniais per minutę greičiu. 5. Nuolatinis bako išleidimas techninės priežiūros metu Siekiant sumažinti ištirpusių dujų prisotinimą terpėje ir išleisti susikaupusias dujas viršutinėje bako dalyje, bako išmetimo vožtuvą reikia atidaryti 10.}15 minučių kas tris dienas. ## 5. Burbulo stagnacijos korozijos tikrinimas ir vertinimo metodika Baigę bako ištuštinimo techninę priežiūrą, naudokite ryškią šviesą, kad ištirtumėte vamzdžio paviršių: - Tipinė ypatybė: tamsiai pilka taškinės korozijos zona žiedo pavidalu, paskirstyta viršutiniame horizontalių vamzdelių puslankiu, atsižvelgiant į ilgą{89}}galios elektrinės aprėpties laikotarpį} {{bbrochemical coverage}} burbulo aprėpties plotas yra 80–120 mV mažesnis nei apatinis to paties vamzdžio panardinimo į skystį plotas, o tai rodo didelį pasyvios plėvelės pažeidimą. - Ultragarso storio matavimas: viršutinio lanko sienelės storio nuostoliai yra daug didesni nei vamzdžio dugno.|Burbulo sąstingio pavojaus šaltinis|Tikslinė panaikinimo priemonė|Pagrindinis efektas|| ----|----|----|| Horizontalus vamzdžio išdėstymas gaudančių burbulus|Sumontuokite vamzdžius 10–15 laipsnių į viršų arba vertikaliu išdėstymu|Burbulai slysta ir išeina be ilgalaikio paviršiaus pritvirtinimo|Mažas skysčio srautas negali pašalinti mikroburbuliukų|Palaikykite 1,0 m/s arba didesnį cirkuliacijos srautą ir sumontuokite srauto nukreipimo pertvaras.|Nuolatinis skysčių šveitimas pašalina naujai susidariusius mažyčius burbuliukus.|Didelio galingumo tankio masės burbulų krituliai.|Sumažinkite paviršiaus galios tankį 20 % sandarioms talpykloms.|Slopinkite momentinį didelio masto burbulų atsiskyrimą.|Statiškai sandarus bakas persotintų ištirpusių dujų.|Nuolatinis mikro aeravimas + įprastas bako išmetimas.|Sumažinkite ištirpusių dujų kiekį, kad sumažintumėte burbuliukų susidarymą.|Suvirinimo / atramos tarpo burbulas Dujų ir skysčių dvifazės deguonies trūkumo mikrozonos susidaro dėl užsistovėjusių oro kišenių ant titano šildymo vamzdžių, dėl kurių susidaro savaiminė galvaninė vietinė taškinė korozija. Siekiant išvengti ilgalaikio burbuliukų prisitvirtinimo prie vamzdžio sienelės, pagrindinis sprendimas yra nuožulnus vamzdžio konstrukcijos išdėstymas, didelio greičio cirkuliacinis šveitimas, mažos šilumos apkrovos konstrukcija ir nuolatinis aeravimas. Laiku nustatyti ankstyvus burbulinės korozijos defektus ir užkirsti kelią titano šildymo vamzdžių pratekėjimui per sieną, reguliariai apžiūrint ir atliekant galimus bandymus priežiūros metu.