Защо следите от флуоридни йони са фатални за цялото оборудване с титанови нагревателни тръби?

# Каква е причината за фаталността на цялото оборудване с титаниеви нагревателни тръби поради следи от флуоридни йони? Самовъзстановяващото се TiO₂ пасивиращо фолио е основният механизъм, чрез който нагревателните тръби от чист титан степен 2 издържат на хлоридна и слаба алкална ерозия във ферментационните цехове. Въпреки това, дори следи от флуоридни йони ще заличат напълно този защитен слой, което ще доведе до необратима равномерна корозия. Многобройни фабрики, които съхраняват смесени суровини, пренебрегват малки опасности от кръстосано-замърсяване с флуорид, което води до изхвърляне на цели снопове тръби в рамките на кратък сервизен цикъл. Ефективността на корозия на четири материала за нагревателни тръби е сравнена в таблицата по-долу, когато те са изложени на следи от флуоридни йони.|Тип нагревателна тръба|Реакция със следи от флуорид (По-малко или равно на 1ppb)|Проява на повърхностно увреждане|Загуба на експлоатационен живот|Налични коригиращи решения|| ----|----|----|----|----|| Титан клас 2|Необратимо разтваряне на филм|Млечно бяло матово ецване по цялата стена на тръбата|70%–90% съкратен сервизен цикъл|Само офлайн подобрена пасивация за леко замърсяване|| 316 неръждаема стомана|Бавна локална точкова корозия|Разпръснати малки вдлъбнатини от ръжда по заварките|30% съкратен сервизен цикъл|Допълнителна пасивация на заваръчния шев и контрол на хлорида|| Кварцова тръба|Без химическа реакция|Гладка повърхност без никакви следи|Нулева загуба на експлоатационен живот|Дългосрочна стабилна употреба без допълнителна поддръжка|| Нагревател с PFA покритие|Бавно набъбване на покритието|Незначителна тъпота на повърхността без излагане на субстрат|10%–20% съкратен сервизен цикъл|Увеличете честотата на смяна на филтъра|Пасивиращият филм от титанов диоксид, основната антикорозионна бариера на титаниевите тръби, не може да устои на флуоридната ерозия при всякаква работна температура на ферментация. Плътният защитен филм се разтваря напълно, когато флуоридните йони се комбинират с титанов оксид, за да се получат разтворими съединения на титановия флуорид. Културалната среда влиза в директен контакт с пресен метален титан, след като филмът е повреден, което води до хомогенна електрохимична корозия, която се простира по цялата повърхност на тръбата, вместо да остава на локализирани места. Флуоридната корозия на титана е равномерна, което води до равномерно намаляване на дебелината на стената, за разлика от неръждаемата стомана, която произвежда само локализирани питинги. Този процес не произвежда никакви очевидни сигнали за ранно предупреждение по време на ежедневните визуални патрули. Концентрации на флуорид до 1 ppb в почистваща вода или среда ще се натрупат в резултат на повтарящи се CIP цикли. Малки остатъци от флуорид ще навлязат във ферментационния цикъл чрез изтичане на тръбопровода или грешки при ръчна работа, ако фабричният склад за суровини съдържа реактиви, съдържащи флуорид, без независима изолация. Полупрозрачен бял ецващ слой ще бъде видим върху повърхността на тръбата след един до два месеца непрекъсната циркулация. По време на тази фаза циркулацията на богата на кислород вода може само леко да забави корозията, но не е в състояние да възстанови оригиналния пълен пасивиращ филм. Тръбният сноп е податлив на изтичане през стената във всеки един момент, когато дебелината на стената е по-малка от 0,1 mm. Основната причина за избора на титаниеви нагревателни тръби в GMP стерилни биофармацевтични фабрики е тяхното предимство при нулево утаяване на тежки метали. Въпреки това, основният принцип е да се постигне нулево излагане на флуорид. За да прекратят автоматично системите за отопление и захранване при откриване на флуорид, предприятията, които използват титаново оборудване, трябва да конструират напълно независими тръбопроводи за подаване на суровини без флуор, да инсталират двойни механични блокировки и да внедрят онлайн детектори за флуорид. За да уловят ранни сигнали за ецване с флуорид, техниците по поддръжката трябва да извършват сканиране на целия потенциал на повърхността на всяко тримесечие. Производствената линия трябва да спре да работи, за да промие напълно целия резервоар и тръбопровода, когато се наблюдават непрекъснато ниски потенциални стойности. Титаниевите нагревателни тръби ще загубят своите антикорозионни свойства и ще доведат до значителна подмяна на оборудването и средни загуби при бракуване при липсата на цялостни мерки за изолиране на флуорид.