Szkodliwość ściernych nieorganicznych cząstek stałych w pożywce fermentacyjnej dla czterech typów rur grzewczych

# Badanie martwych stref rurociągów Kompletne rozwiązania kontrolne przyspieszające korozję rur grzewczych Obszary-zastoju o niskim przepływie, takie jak dna wiązek rur, ślepe rury, wgłębienia zaworów, szczeliny uszczelek kołnierzy, ostre narożniki wewnętrzne kolanek, szczeliny stykowe wsporników i zaślepki końcowych rur odgałęzionych, nazywane są martwymi strefami rurociągu. Długoterminowe-zatrzymywanie średniego osadu, pozostałości kwasów/zasad, chlorków, fluorków i osadu drobnoustrojów jest wynikiem niemożności dotarcia płynu do tych miejsc podczas CIP i cyrkulacji fermentacyjnej. Głównymi miejscami wczesnych uszkodzeń wszystkich czterech popularnych materiałów na rury grzejne są utrzymujące się, zlokalizowane mikrośrodowiska o wysokiej-korozyjnej formie, tworzące martwe strefy.|Materiał rury grzewczej|Manifestacja korozji w typowej martwej strefie|Cykl progresywnych obrażeń|Podstawowy ukierunkowany środek poprawy|| ----|----|----|----|----|| Stal nierdzewna 316|Stężony chlorek i biofilm powodują wżery spawalnicze i rdzę pierścieniową w szczelinach kołnierzy.|Tytan klasy 2|Lokalne ubytki rozpuszczonego tlenu i wzbogacenie fluorkiem tworzą mleczne pierścieniowe wytrawione pasma na kołnierzach.|Naprawiono strefy o niskim-potencjale korozji w ciągu 1,5 miesiąca.|Pełna transformacja łokcia-o dużym promieniu; unikać wąskich, stojących szczelin uszczelek.|Grzejnik pokryty PFA|Alkalia uwięzione w rysach powłoki w martwych strefach powodują powstawanie ukrytych pęcherzy międzywarstwowych.|Miejscowe wybrzuszanie się i łuszczenie się powłoki w ciągu 3 miesięcy.|Zainstaluj zawory spustowe w najniższych punktach; zwiększyć prędkość przepływu na przyłączach odgałęźnych|| Szkło kwarcowe|Resztkowe zasady zaadsorbowane przez biofilm powodują nierównomierne oszronienie i zmniejszenie przepuszczalności światła|Poważne ryzyko pękania termicznego po 3–4 partiach|Usuń poziome segmenty żaluzji; co tydzień wykonuj{101}}pełne płukanie kwasem o wysokim przepływie|## 1. Dwurdzeniowe mechanizmy korozji w martwych strefach rurociągu ### 1.1 Tworzenie się komórek korozyjnych przy różnicy stężeń tlenu Główne obszary cyrkulacji są stale uzupełniane płynem bogatym w tlen, natomiast strefy nieaktywne pozostają statyczne przez dłuższy czas. Pod osadem tworzy się obszar anody o niskiej zawartości tlenu, gdy mikroorganizmy szybko zużywają tlen rozpuszczony w stojącej cieczy. Długotrwała miejscowa korozja jest inicjowana przez ciągłe rozpuszczanie metalu anodowego w celu zrównoważenia potencjału elektrochemicznego. ### 1.2 Ciągłe wzbogacanie w substancje żrące Kwas, zasady, chlorki i fluorki są równomiernie rozcieńczane w przepływającym medium; jednak te żrące składniki są uwięzione w martwych strefach stojących. 1. Po CIP resztki zasadowego/kwasowego płynu czyszczącego gromadzą się w tempie dziesiątki razy większym niż typowe stężenie, ponieważ nie można go wypłukać. 2. W spoczynkowych warunkach jony chlorkowe, jony fluorkowe i nieorganiczne kryształy soli wytrącają się i osadzają na ściankach rurek. 3. Grzybnia, białka i cząstki mineralne osiadają, tworząc gruby biofilm, który zamyka wszystkie substancje żrące pod warstwą folii. Powoduje to{109}samowzmacniający się cykl korozji, którego nie da się uniknąć w przypadku tradycyjnego,{115}}wsadowego CIP. ## 2. Postępująca degradacja korozyjna w martwej strefie specyficznego dla niej materiału ### Rury grzewcze wykonane ze stali nierdzewnej 316 Stal nierdzewna jest wyjątkowo podatna na wzbogacanie w chlorki w martwych strefach. Typowymi obszarami stagnacji są szczeliny spawalnicze i szczeliny kołnierzowe. Pokrycie biofilmem wyczerpuje tlen, a uwięziony chlorek przenika przez uszkodzoną pasywną warstwę chromu, tworząc głębokie wżery. Lokalne stężenie chlorków w martwej strefie może przekraczać 500 ppm, mimo że ogólna zawartość chlorków w ośrodku spełnia normę 50 ppm. Przecieki przez{119}ściany na kołnierzach i na dnie wiązek rur wystąpią na długo przed przewidywanym okresem użytkowania, jeśli podczas długotrwałej-pracy nie zostaną wyeliminowane martwe strefy. ### Tytanowe rury grzewcze klasy 2 Martwe strefy całkowicie odcinają dopływ tlenu, pomimo faktu, że tytan opiera się na rozpuszczonym tlenie większym lub równym 8 mg/l, aby zakończyć samonaprawę warstwy TiO₂. Biofilm w zastałych szczelinach adsorbuje śladowe ilości fluoru w systemie, powodując powstawanie mlecznobiałych pierścieniowych wytrawianych pasów wokół kołnierzy i ślepych końców rur. Zlokalizowane uszkodzenia związane z rozpuszczaniem błony są ukryte w normalnych, codziennych danych z monitorowania głównego nurtu rozpuszczonego tlenu; jedynie kwartalne skanowanie potencjału elektrochemicznego pełnej rurki pozwala zidentyfikować stałe punkty korozji w martwej strefie o niskim potencjale. ### Grzejniki z powłoką PFA Sediment trudno jest przymocować do nienaruszonych, gładkich powierzchni PFA; jednakże niski przepływ w strefie martwej umożliwia gromadzenie się cząstek nieorganicznych i biofilmu w zadrapaniach powłoki. Każdy cykl ogrzewania powoduje odparowanie uwięzionych zasad, wytwarzając ciśnienie rozprężania, które stopniowo rozszerza ukryte pęcherze. Resztki alkalicznego płynu czyszczącego są zamykane w międzywarstwach zarysowań. Pęcherze w martwych strefach nie są wykrywalne podczas codziennego nadzoru wzrokowego, a po pęknięciu rdza podłoża ze stali węglowej zanieczyszcza brzeczkę fermentacyjną, co powoduje konieczność złomowania partii. ### Rury grzewcze ze szkła kwarcowego Martwe strefy zatrzymują resztki alkalicznej cieczy po niepełnym płukaniu w procesie CIP, pomimo faktu, że kwarc jest odporny na kwasy i fluorki. Statyczny biofilm nieustannie trawi sieci kryształów dwutlenku krzemu, tworząc nierówne, matowe warstwy poprzez blokowanie jonów wodorotlenkowych. Dodatkowe osady i pozostałości alkaliczne są wychwytywane przez oszronione nierówne powierzchnie. Nagłe, kruche pęknięcie rurek kwarcowych podczas uruchamiania ogrzewania jest łatwo wywoływane przez koncentrację naprężeń wewnętrznych w oszronionych pozycjach martwych stref podczas częstych cykli cieplnych zimno-gorąco. ## 3. Typowe wady konstrukcyjne i operacyjne strefy martwej na miejscu ### Wady konstrukcyjne (główna przyczyna trwałej stagnacji) 1. Długie zawory odgałęzione, nieużywane zaślepki odgałęzień bez wylotów spustowych i poziome zaślepki; 2. Dolne poziome odcinki wiązki rur bez pomocniczych rurociągów cyrkulacyjnych, kolanka o ostrym kącie 90 stopni i małym promieniu; 3. Kołnierz jest zbyt wąski, co powoduje powstawanie grubych uszczelek, które tworzą ukryte, stojące szczeliny między uszczelką a ścianą rury.. 4. Nieuzasadnione podniesienie rurociągu, a także brak automatycznych zaworów spustowych i niskich punktów gromadzenia cieczy. ### Zagrożenia w strefie martwej spotęgowane przez nieprawidłowe działanie 1. Prędkość przepływu CIP jest poniżej progu bezpiecznego materiału, a siła szorowania jest niewystarczająca, aby usunąć osad w strefie martwej.. 2. Niecałkowite usunięcie pozostałości kwasu/zasady w obszarach stojących, skrócony czas przetrzymywania płukania; 3. Długotrwałe czuwanie ośrodka statycznego, osady w strefach nieaktywnych o niskim przepływie gromadzą się w sposób ciągły; 4. Całkowity przepływ jest tłumiony w wyniku zablokowania filtra, co dodatkowo zmniejsza siłę szorowania płynu w pozycjach martwych stref.. 4. Pełny proces eliminacji martwej strefy w zamkniętej pętli i schemat kontroli antykorozyjnej ### Krok 1: Wdrożenie transformacji sprzętu rurociągu w celu wyeliminowania nieodłącznych obszarów stagnacji 1. Usuń zbędne rury zaślepiające i nieużywane osłony końcówek odgałęzień; zachować niezbędne krótkie odgałęzienia o długości co najmniej 1,5 średnicy rury i zainstalować dolne zawory spustowe. 2. Aby wyeliminować stojące narożniki ścian wewnętrznych przy niskim przepływie, należy wymienić wszystkie ostre kolanka prostokątne na kolanka zakrzywione o dużym promieniu. 3. Zainstalować niezależne pomocnicze małe przewody cyrkulacyjne na dnie wiązek rurek, wnękach zaworów i sekcjach kołnierzy, aby zapewnić pełny obrót płynu. 4. Ujednolicić dobór uszczelek: cienkie elastyczne uszczelki PTFE aby zmniejszyć przestrzeń do gromadzenia się osadów i zminimalizować szczeliny uszczelniające kołnierze. ### Krok 2: Optymalizacja parametrów procesu CIP w celu usprawnienia oczyszczania martwej strefy 1. Utrzymuj prędkość przepływu w ścianie w bezpiecznym zakresie dla materiału i zastosuj oczyszczanie impulsowe o wysokim przepływie przez 5 minut na zakończenie każdego cyklu CIP, aby wpłynąć na osad w martwej strefie. 2. Zwiększ czas przetrzymywania w przypadku płukania wieloetapowego i określ punkt końcowy płukania na podstawie pH/przewodności ścieków w celu usunięcia pozostałości kwasu i zasad w przerwach stojących. 3. nagromadzenie biofilmu i nieorganicznych osadów soli w strefach nieaktywnych jest usuwane poprzez comiesięczny wzmożony obieg trawienia kwasem. ### Krok 3: Standaryzowane specyfikacje operacji produkcyjnych 1. Zapobiegaj osadzaniu się osadów, włączając ciągłą cyrkulację przy niskiej prędkości dla obwodów rezerwowych i zabraniając długotrwałego zatrzymywania czynnika statycznego. 2. Aby zapobiec ogólnemu tłumieniu przepływu spowodowanemu zablokowaniem filtra, konieczne jest czyszczenie dwustopniowych filtrów przednich podczas każdej zmiany. 3. Po demontażu konserwacyjnym wykonaj dwa pełne cykle CIP, aby wyeliminować osad i zanieczyszczenia, które nagromadziły się w martwych strefach podczas wyłączenie. Krok 4: Regularna kontrola zagrożeń korozyjnych w strefie martwej ze szczególnym uwzględnieniem 1. Sprzęt ze stali nierdzewnej i tytanu: Patrol skupiony na przebarwieniach kołnierzy, kolanek i dna rury; kwartalne badanie potencjału i ultradźwiękowe grubości ścianek dla położeń stagnacyjnych; 2. Grzejniki pokryte PFA: comiesięczne skanowanie termiczne w podczerwieni w celu identyfikacji pęcherzy zimnych obszarów powstałych w wyniku infiltracji alkaliów w martwej strefie.. 3. Rury kwarcowe: przeprowadzaj co dwa tygodnie kontrole przepuszczalności światła, aby określić stopień szronu w martwej strefie i zorganizować oczyszczanie kwasem w przypadku zaobserwowania matowego przebarwienia. ## Streszczenie Nałożone na siebie uszkodzenia spowodowane korozją ogniwa tlenowego i lokalne wzbogacenie w jony korozyjne we wszystkich materiałach rur grzewczych są wywoływane przez martwe strefy rurociągu, które tworzą nieuniknione statyczne mikrośrodowiska. Zasadniczo odcinają źródła korozji w martwej strefie, eliminują ukryte ryzyko wczesnego wycieku wiązek rur grzewczych i znacznie wydłużają ogólną żywotność sprzętu, można osiągnąć poprzez transformację sprzętu w celu wyeliminowania nieodłącznych struktur stojących, zoptymalizowane procesy płukania CIP o wysokim przepływie i znormalizowana antystatyczna praca w trybie gotowości.