Титаниевите нагревателни тръби се използват широко в хранителни и фармацевтични резервоари за ферментация на органични киселини. Дългосрочната-работа в бульон с високо съдържание на захар, редуването на киселинно-основно CIP почистване и честите термични цикли ще доведат до различни необичайни явления на повреда. Тази статия подрежда типични прояви на неизправности, коренна корозия/структурни причини, методи за бърза преценка и целеви решения за -персонала по поддръжката на място.
1. Феномен 1: Равномерно матово сиво обезцветяване по цялата повърхност на тръбата, без ями или изтичане
Първопричина
Дългосрочна -повтаряща се лека киселинна-основно редуваща се ерозия непрекъснато изтънява външния свободен слой на TiO₂ пасивния филм; средно разтворен кислород е малко недостатъчен, така че филмът не може да поддържа ярко равномерно състояние. Не се получава ецване на матрицата, а само пасивно стареене на филма.
Основа на преценката
Измерването на дебелината на стената не показва очевидно изтъняване; тест за електрохимичен потенциал малко по-нисък от стандартния +150mV праг.
Решение
Промиване с пълна циркулация на резервоара с топла аерирана чиста вода в продължение на 24 часа за естествено ре-пасивиране;
Ако обезцветяването е силно, накиснете с разреден разтвор на водороден пероксид за химическо пасивиране;
Увеличете аерацията на резервоара, за да поддържате разтворения кислород над 6 mg/L при ежедневна работа.
2. Феномен 2: Разпръснати малки дълбоки вдлъбнатини, концентрирани върху заваръчните шевове и зоните на покритие на утайки, локална загуба на дебелина на стената
Първопричина
Корозия в пукнатини под-отлагания и анаеробна микросреда под органичен мащаб; заваръчната топлина-засегнатата зона има естествено по-тънък пасивен филм, превръщайки се в приоритетни горещи точки на корозия.
Основа на преценката
Ултразвуковото измерване на дебелината открива локално изтъняване на стените при ями; местата на ямите са в съответствие с-позициите за дългосрочно натрупване на утайки.
Решение
Отстранете компактния органичен въглероден котлен камък с водороден пероксид-съставна почистваща течност с лимонена киселина;
Полирайте позициите на вдлъбнатините с-свободна от флуор ултра{1}}фина полираща паста, след това интегрално ре-пасивиране;
Увеличете скоростта на циркулиращия поток, за да намалите полепването на котлен камък, съкратете месечния онлайн цикъл на промиване.
3. Феномен 3: Локална ускорена корозия на контактната зона на фланеца, назъбени фланци и изтъняване
Първопричина
Галванична корозия, причинена от директен контакт между титаниеви фланци и стоманени/поцинковани скоби без PTFE изолационни уплътнения; аноден метал с малка{0}}площ ускорява плътността на корозионния ток.
Основа на преценката
Корозия се появява само в металните контактни междини между фланеца и опорните фитинги, останалите повърхности на тръбата са непокътнати.
Решение
Разглобете всички връзки, добавете пълни PTFE изолационни уплътнения и изолационни втулки на болтове, за да изрежете проводящи контури;
Полирайте корозиралата повърхност на фланеца и извършете повторно пасивиране-;
Заменете металните опори с опори от чист титан или тефлон-покритие за дългосрочна-използване.
4. Феномен 4: Плътни микро-пукнатини по повърхността на тръбата, отлепване на филма след чести цикли на нагряване-изключване
Първопричина
Крехкият TiO₂ пасивен филм и титановият субстрат имат несъответстващи коефициенти на топлинно разширение; бързото покачване/понижаване на температурата генерира цикличен топлинен стрес, водещ до напукване и разцепване на филма.
Основа на преценката
Пукнатините се разпределят равномерно по тялото на тръбата, най-сериозни в позиции с голяма температурна разлика; в системата не съществува среден флуориден йон.
Решение
Стандартизирайте работата: контролирайте скоростта на нагряване/охлаждане По-малка или равна на 5 градуса/мин, забранете мигновено пълно-стартиране на мощност и горещи тръби за охлаждане със студена вода;
Тримесечна поддръжка за прилагане на интегрална ре-пасивация за поправка на натрупани микро-пукнатини;
Приемете нагревателен дизайн с ниска повърхностна плътност на мощността за новоподменени тръби.
5. Феномен 5: Равномерно цялостно изтъняване на стените на тръбата, матова грапава повърхност с непрекъснато ецване на матрицата
Първопричина
Системната среда съдържа флуоридни йони или дълготрайно кипяща висока-концентрация силно алкално почистване; флуорид/кипяща основа непрекъснато разтваря TiO₂ филма и равномерно ецва титановия субстрат.
Основа на преценката
Откриването на качеството на водата потвърждава наличието на флуориден йон или редовни над-стандартни CIP процедури с гореща основа; равномерна загуба на дебелина на стената по цялата тръба.
Решение
Коригирайте процеса: неутрализирайте средата до pH>11, за да потиснете флуоридната корозия, изоставете силно алкално почистване с кипене;
За системи с неизбежни флуоридни йони, заменете титаниеви нагревателни тръби с напълно покрити с PFA нагреватели;
Съкратете цикъла на проверка на дебелината на стената до месечен, изгответе предварителен план за подмяна.
6. Феномен 6: Внезапно спукване на тръбата без очевидни следи от корозия на повърхността, крехко счупване на заваръчните шевове
Първопричина
Щети от водородна крехкост от дълготрайно-неорганично киселинно ецване; атомарният водород прониква в титановата матрица и се натрупва по границите на зърната, крехко напукване, предизвикано от топлинен стрес.
Основа на преценката
Разрезът на фрактурата показва междузърнеста крехка морфология; записите за поддръжка доказват често отстраняване на котлен камък с разредена солна/сярна киселина без изпичане за отстраняване на водород след ецване.
Решение
Заменете течността за ецване с неорганична киселина с мек органичен препарат за отстраняване на котлен камък с лимонена киселина;
Задължително изпичане за отстраняване на водород (120–150 градуса, 2–3 часа) след всяко почистване с неорганична киселина;
Извършвайте ултразвуково откриване на дефекти на резервни титаниеви тръби, за да проверявате редовно вътрешните водородни дефекти.
7. Феномен 7: Средно изтичане на междините на фланцовите съединения, без повреда на тялото на титаниевата тръба
Първопричина
Стареене, подуване или деформация на уплътнителните уплътнения; Честият термичен цикъл на екструдиране причинява еластична повреда на уплътнението, образувайки канали за изтичане в пукнатините на фланеца.
Основа на преценката
Изтичане възниква само при уплътнителните повърхности на фланеца, тялото на тръбата и непокътнати заварки; силиконовите обикновени гумени уплътнения показват деформация на подуване след дълго-трайно потапяне в-киселинна основа.
Решение
Сменете всички обикновени гумени уплътнения с чисти PTFE плоски уплътнения;
Проверете плоскостта на фланеца, полирайте неравните уплътнителни повърхности, преди да поставите нови уплътнения;
Задайте половин{0}}годишен цикъл за смяна на уплътнението за често срещани CIP производствени линии на киселинна{1}}основа.
表格
| Феномен на повреда | Основна първопричина | Бърза мярка за отстраняване-на място |
|---|---|---|
| Цялата тръба е равномерно оцветена в сиво, без вдлъбнатини | Стареещ тънък пасивен филм, лек недостиг на кислород | Накисване в топла газирана вода за ре-пасивиране, усилване на аерирането на резервоара |
| Локално изтъняване на заваръчните шевове/утайката | Анаеробна корозия под{0}}отлагания | Премахване на въглероден котлен камък + локално полиране + химическо пасивиране |
| Концентрирана корозия в контактната позиция на фланеца | Галванична корозия на различен метал липсва изолация | Добавете PTFE изолационни уплътнения между титанови и стоманени фитинги |
| Микропукнатини и лющене на повърхностния пасивен филм | Бързо термично циклично увреждане от термичен стрес | Работа с бавна промяна на температурата, тримесечно ре{0}}пасивиране |
| Цялостно равномерно гравиране на стени и грапава повърхност | Среден флуорид / кипяща концентрирана силна основа | Регулирайте рН на средата или преминете към нагревателни тръби с покритие от PFA |
| Заварка внезапно крехко разкъсване без повърхностни ями | Водородна крехкост от декапиране с неорганична киселина | Използвайте средство за отстраняване на котлен камък с органична киселина, добавете изпичане за отстраняване на водород след{0}}почистването |
| Среден теч на фланцово съединение, непокътната тръба | Обикновено уплътнително уплътнение подуване стареене | Сменете с химически{0}}устойчиви PTFE уплътнения |
Кратко резюме
Всички често срещани повреди на титаниеви нагревателни тръби във ферментационните резервоари се разделят на повреди от пасивно стареене на филма, локална пукнатина/галванична корозия, напукване от термичен стрес, равномерно ецване с флуорид/алкал, водородна крехкост и повреда на уплътнителния аксесоар. Точната преценка според местоположението на повредата и средните работни условия, съчетана с ремонт на пасивация, регулиране на параметрите на процеса и схеми за подмяна на материали, може да елиминира източниците на повреда и да удължи цялостния експлоатационен живот на титаниеви нагревателни модули.
