Kodėl fluoro jonų pėdsakai yra mirtini visai titano šildymo vamzdžių įrangai?

# Kokia yra visos titano šildymo vamzdžių įrangos mirties priežastis dėl fluoro jonų pėdsakų? Savaime-atsitaisanti pasyvavimo TiO₂ plėvelė yra pagrindinis mechanizmas, kuriuo 2 laipsnio gryno titano šildymo vamzdeliai yra atsparūs chlorido ir silpno šarmo erozijai fermentacijos dirbtuvėse. Tačiau net fluoro jonų pėdsakai visiškai sunaikins šį apsauginį sluoksnį, o tai sukels negrįžtamą vienodą koroziją. Daugelis gamyklų, kuriose sandėliuojamos mišrios žaliavos, nepaiso nedidelio kryžminio užteršimo fluoru pavojaus, dėl kurio per trumpą aptarnavimo ciklą išmetami visi vamzdžių ryšuliai. Toliau pateiktoje lentelėje palyginamos keturių šildymo vamzdžių medžiagų korozijos savybės, kai jos yra veikiamos fluoro jonų pėdsakų.|Šildymo vamzdžio tipas|Reakcija su fluoro pėdsakais (Mažiau arba lygi 1ppb)|Paviršiaus pažeidimo pasireiškimas|Tarnavimo trukmės praradimas|Galimi korekciniai sprendimai|| ----|----|----|----|----|| 2 laipsnio titanas|Negrįžtamas plėvelės ištirpimas|Pieno baltumo matinis ofortas visoje vamzdelio sienelėje|70–90 % sutrumpintas aptarnavimo ciklas|Tik neprisijungus sustiprintas pasyvavimas dėl nedidelės taršos|| 316 nerūdijantis plienas|Lėta vietinė taškinė korozija|Išmėtytos nedidelės rūdžių duobės ant suvirinimo siūlių|30 % sutrumpintas aptarnavimo ciklas|Papildomas suvirinimo pasyvavimas ir chlorido kontrolė|| Kvarcinis vamzdis|Nėra cheminės reakcijos|Lygus paviršius be jokių pėdsakų|Nulinis tarnavimo laikas|Ilgalaikis stabilus naudojimas be papildomos priežiūros|| PFA dengtas šildytuvas|Lėtas dangos brinkimas|Nedidelis paviršiaus blyškumas be substrato poveikio|10–20 % sutrumpintas aptarnavimo ciklas|Padidinti filtro keitimo dažnį|Titano dioksido pasyvavimo plėvelė, pagrindinė titano vamzdžių antikorozinė barjera, negali atsispirti fluoro erozijai esant bet kokiai fermentacijos temperatūrai. Tanki apsauginė plėvelė visiškai ištirpsta, kai fluorido jonai susijungia su titano oksidu ir susidaro tirpūs titano fluorido junginiai. Pažeidus plėvelę, auginimo terpė tiesiogiai susiliečia su šviežiu titano metalu, todėl susidaro vienalytė elektrocheminė korozija, kuri tęsiasi per visą vamzdelio paviršių, o ne lieka tam tikrose vietose. Titano fluoro korozija yra vienoda, todėl sienelės storis tolygiai mažėja, priešingai nei nerūdijantis plienas, dėl kurio susidaro tik vietinės duobės. Šis procesas nesukelia jokių akivaizdžių ankstyvo įspėjimo signalų kasdieninio vizualinio patruliavimo metu. Tik 1 ppb fluoro koncentracija valymo vandenyje arba terpėje susikaups dėl kartotinių CIP ciklų. Nedidelės fluoro likučiai pateks į fermentacijos kilpą dėl vamzdyno nuotėkio arba rankinio veikimo klaidų, jei gamyklos žaliavų sandėlyje yra fluoro turinčių reagentų be nepriklausomos izoliacijos. Permatomas baltas ėsdinimo sluoksnis ant vamzdelio paviršiaus bus matomas po vieno ar dviejų mėnesių nepertraukiamos cirkuliacijos. Šios fazės metu deguonies prisotinto vandens cirkuliacija gali tik šiek tiek sulėtinti koroziją, tačiau ji negali atkurti pradinės pilnos pasyvavimo plėvelės. Vamzdžių pluoštas yra jautrus pratekėjimui per sieną bet kuriuo momentu, kai sienelės storis suplonėja daugiau nei 0,1 mm. Pagrindinė titano šildymo vamzdžių parinkimo GMP steriliose biofarmacijos gamyklose priežastis yra nulinis sunkiųjų metalų nusodinimo pranašumas. Tačiau pagrindinis principas yra pasiekti nulinį fluoro poveikį. Kad aptikus fluoridą automatiškai nutrauktų šildymo ir padavimo sistemas, titano įrangą naudojančios įmonės turi nutiesti visiškai nepriklausomus fluoro neturinčius žaliavos tiekimo vamzdynus, įrengti dvigubus mechaninius blokavimus, įdiegti internetinius fluoro detektorius. Norėdami užfiksuoti ankstyvus ėsdinimo fluoru signalus, techninės priežiūros specialistai kas ketvirtį turi atlikti viso paviršiaus potencialo nuskaitymą. Gamybos linija turi nustoti veikti, kad būtų kruopščiai nuplaunamas visas bakas ir vamzdis, kai stebimos nuolatinės mažos potencialo vertės. Titano šildymo vamzdžiai praras savo antikorozines savybes ir turės didelių įrangos pakeitimo bei vidutinių atliekų išmetimo į metalo laužą nuostolių, jei nebus visapusių fluoro izoliavimo priemonių.