Какви са последствията от недостатъчното количество разтворен кислород за титаниеви нагревателни тръби?

# Какви са последиците от недостатъчното количество разтворен кислород в титаниеви нагревателни тръби? Титаниеви нагревателни тръби от степен 2 зависят от разтворения кислород в циркулиращата вода, за да завършат само-възстановяването на TiO₂ пасивиращия филм, което е основната гаранция за техните изключителни анти-хлоридни характеристики. Реакцията на регенериране на филма ще бъде напълно спряна поради недостатъчно количество разтворен кислород. Драскотините и следите от микро-ецване по повърхността на тръбата са непоправими, дори при липса на замърсяване с флуорид. Дългосрочната-експлоатация ще доведе до равномерна корозия, изтъняване на стените и инциденти с течове. Таблицата по-долу предоставя списък със степенувани последствия и съответните коригиращи действия за различни нива на разтворен кислород.|Концентрация на разтворен кислород|Състояние на TiO₂ пасивиращ филм|Последици от прогресивна корозия|Степен на риск|План за приспособяване при извънредни ситуации|| ----|----|----|----|----|| По-голямо или равно на 8 mg/L|Непрекъснато, плътно, самовъзстановяващо се фолио|Без риск от корозия; дребните драскотини се възстановяват бързо|Минимален риск|Поддържане на текущи параметри на аерация|| 4–7 mg/L|Бавна, непълна регенерация на филм|Слабо, равномерно обезцветяване на стената на тръбата, лек спад на потенциала|Среден скрит риск|Увеличете времето за аериране с 20 минути на CIP цикъл|| По-малко или равно на 4 mg/L|Почти нулев капацитет за самовъзстановяване|Натрупват се постоянни микровдлъбнатини, в рамките на 2–3 месеца се появява млечна ецваща мъгла|Висок риск от изтичане|Ремонтирайте помпи за аериране, отпушете дюзи и добавете спомагателно оборудване за аериране|| Постоянно под 2 mg/L|Фрагментиран, прекъснат защитен филм|Дори хлорид под 50 ppm причинява бързо изтъняване на стените; цялата тръба бракувана в рамките на половин година|Изключителен производствен риск|Спрете циркулацията на отоплението и извършете офлайн подобрена пасивация|Механизмът за самовъзстановяване на титановия пасивиращ филм е електрохимична окислителна реакция между титанов субстрат, вода и разтворен кислород. Свеж титанов метал се разкрива, когато повърхността на тръбата е износена от твърди частици или леко ерозирана от хлорид. Нов титанов диоксид ще бъде произведен чрез комбинация от водни молекули и достатъчно разтворен кислород, който ще запълни всички повредени зони и ще възстанови непокътната антикорозионна бариера. Тази химическа реакция не може да протече по предназначение, ако разтвореният кислород е недостатъчен. В резултат на това повредените зони се превръщат в постоянни слаби точки на корозия, които се разширяват непрекъснато по време на всеки CIP и цикъл на ферментация. Скоростта на възстановяване е по-бавна от скоростта на повредата, причинена от средно изтъркване и хлоридна ерозия, когато нивата на разтворен кислород варират от 4 до 7 mg/L. По време на ежедневните патрули операторите могат да открият равномерно разпределение на дифузно сребристо-бяло мъгливо обезцветяване по стената на тръбата. Скромната, но непрекъсната низходяща тенденция в данните от тестовете за електрохимичен потенциал е сигнал за ранно предупреждение, който лесно се пренебрегва от персонала на първа линия. В този момент стабилността на филма може да бъде възстановена без необходимост от спиране на производството чрез удължаване на времето за аериране и увеличаване на потока на циркулираща вода. Необратимите щети от корозия започват да се натрупват, когато концентрацията на разтворен кислород падне под 4 mg/L. Металната матрица непрекъснато се нахлува от хлоридни йони, които създават равномерни ецващи слоеве, а микроскопичните драскотини по титановата повърхност не могат да бъдат поправени. В рамките на два до три месеца цялата отоплителна секция е обвита в изпъкнала полупрозрачна бяла мъгла, което предполага, че значителна част от пасивиращия филм се е разпаднал. Рискът от изтичане през стената се увеличава значително, когато ултразвуковото измерване на дебелината на стената открие постоянно намаляване на дебелината във всички точки на измерване. Основната причина за ниско съдържание на разтворен кислород е спирането на аерационните помпи по време на фазите на задържане на ферментацията, което е обичайна практика в много сервизи за намаляване на разходите за електроенергия. Опустошителни последици са резултат от продължителна работа с нива на разтворен кислород под 2 mg/L. Защитният филм от TiO₂ присъства само във фрагментирани области, а голата титаниева матрица е в пряк контакт с проводящата ферментационна среда. Равномерното изтъняване на стените ще напредне бързо, дори ако средната концентрация на хлорид се поддържа под 30 ppm. Дебелината на стената на тръбата пада под сигурния праг в рамките на половин година, което налага пълното изхвърляне на пакета. Целият резервоар за ферментационен бульон ще бъде замърсен от внезапно изтичане, което ще доведе до значителни загуби на суровини и производствени цикли, както и до повреда на GMP партидните производствени записи. В допълнение към корозията на метала, преценката на ежедневния мониторинг на оборудването също е възпрепятствана от недостатъчното количество разтворен кислород. Постоянните данни за нисък потенциал, които са резултат от недостиг на кислород, лесно се тълкуват погрешно като замърсяване с флуорид, което води до ненужно пълно промиване на тръбопровода и спиране на производството. Точността на сигналите за ранно предупреждение за флуорна корозия може да бъде гарантирана чрез стабилни нива на разтворен кислород, надвишаващи 8 mg/L, което може да елиминира такива погрешни преценки. Фиксирано правило за блокиране трябва да бъде установено от предприятията, които използват титанови нагревателни тръби. Това правило изисква устройството за аериране да работи през целия цикъл на CIP почистване и аларма ще се активира автоматично, когато концентрацията на разтворен кислород падне под 7 mg/L. Техниците по поддръжката извършват ежемесечно калибриране на детекторите за разтворен кислород и извършват рутинни проверки на аериращите дюзи за запушвания. Незабавно променете налягането на аериране, за да възстановите стандартните нива на кислород, когато патрулите уловят ниски показания за кислород. Най-рентабилният и най-евтиният метод за предотвратяване на всички серии от корозионни щети, причинени от повреда на пасивиращия филм в титаниеви нагревателни тръби, е да се гарантира, че разтвореният кислород е достатъчен.