Dany de partícules sòlides inorgàniques abrasives en el medi de fermentació a quatre tipus de tubs de calefacció

# Examen de les zones mortes de canonades Solucions completes de control per accelerar la corrosió dels tubs d'escalfament Les zones estancades de baix-caudal, com ara fons de tubs, canonades cegues, cavitats de vàlvules, espais de juntes de brida, cantonades interiors afilades, escletxes de contacte de suports i tapes de tubs de derivació, s'anomenen zones de canonades. La retenció a llarg termini-de sediments mitjans, residus àcids/àlcalis, clorur, fluorur i fangs microbians és el resultat de la incapacitat del fregat de fluids per arribar a aquestes posicions durant la CIP i la circulació de fermentació. Els principals llocs de fallada primerenca dels quatre materials de tubs de calefacció principals són els microambients d'alta corrosió localitzats persistents que es formen les zones mortes.|Material del tub de calefacció|Manifestació de corrosió a la zona morta típica|Cicle de dany progressiu|Mesura bàsica de millora dirigida|| ----|----|----|----|----|| Acer inoxidable 316|El clorur concentrat i el biofilm indueixen picadura de soldadura i òxid anular als espais de les brides.|Titani grau 2|L'esgotament local d'oxigen dissolt i l'enriquiment de fluor formen bandes de gravat anulars lletosos a les brides.|S'han corregit les zones de baix-potencial de corrosió en 1,5 mesos.|Transformació completa-de colze de radi gran; evitar els buits estancats de les juntes estretes.|Escalfador recobert de PFA|L'àlcali atrapat a les rascades del recobriment a les zones mortes generen butllofes entre capes amagades.|Revestiment local abombat i pelat en 3 mesos.|Instal·leu vàlvules de drenatge per als punts baixos; augmentar la velocitat del flux als terminals de la branca|| Vidre de quars|L'àlcali residual adsorbit pel biofilm dóna com a resultat una gelada desigual i una disminució de la transmitància de la llum|Risc greu d'esquerdes tèrmiques després de 3-4 lots|Traieu els segments cecs horitzontals; realitzeu un rentat d'àcid{101}}alt flux setmanal|## 1. Mecanismes de corrosió de doble nucli de les zones mortes de canonades ### 1.1 Diferència de concentració d'oxigen Formació de cèl·lules de corrosió Les zones de circulació principals es complementen constantment amb fluid-ric en oxigen, mentre que les zones inactives romanen estàtiques durant un període prolongat. Sota els sediments es forma una regió-ànode d'oxigen baix, ja que els microorganismes consumeixen ràpidament oxigen dissolt en un líquid estancat. La corrosió localitzada sostinguda s'inicia per la dissolució contínua del metall de l'ànode per equilibrar el potencial electroquímic. ### 1.2 Enriquiment continu de substàncies corrosives L'àcid, l'àlcali, el clorur i el fluor es dilueixen uniformement pel medi que flueix; tanmateix, aquests components corrosius queden atrapats a les zones mortes estancades. 1. Després de la CIP, el líquid de neteja alcalí/àcid residual s'acumula a una velocitat que és desenes de vegades la concentració típica, ja que no es pot eliminar. 2. En condicions de repos, clorur, ions fluor i cristalls de sal inorgànica s'acumulen a la paret del tub i{36} dipòsits de proteïnes i minerals; les partícules s'instal·len per formar un biofilm gruixut, que engloba totes les substàncies corrosives sota la capa de pel·lícula. Això es tradueix en un cicle de corrosió autoamplificador que és inevitable amb el CIP tradicional{115}}per lot. ## 2. Degradació progressiva de la corrosió a la zona morta d'un material que li és específic ### Tubs d'escalfament d'acer inoxidable 316 L'acer inoxidable és molt susceptible a l'enriquiment de clorur a les zones mortes. Les esquerdes de soldadura i els espais de brida són zones estancades típiques. La cobertura de biofilm esgota l'oxigen i el clorur atrapat penetra a la pel·lícula passiva de crom danyada per formar picades profundes. La concentració local de clorur de la zona morta pot superar les 500 ppm, malgrat que el clorur mitjà global compleix l'estàndard de 50 ppm. Les fuites a través de la-paret a les brides i al fons del feix de tubs es produiran molt abans de la vida útil del disseny si no s'eliminen les zones mortes durant el funcionament-a llarg termini. ### Tubs de calefacció de titani de grau 2 Les zones mortes tallen completament el subministrament d'oxigen, malgrat que el titani depèn d'oxigen dissolt superior o igual a 8 mg/L per completar l'autoreparació de la pel·lícula de TiO₂. El biofilm en buits estancats adsorbeix traça de fluorur al sistema, donant lloc a la formació de bandes de gravat de color blanc lletós anular al voltant de les brides i els extrems de les canonades cegues. Els danys localitzats de la dissolució de la pel·lícula s'amaguen amb les dades de control d'oxigen dissolt diàries normals; només l'exploració trimestral de potencial electroquímic de tub complet pot identificar punts de corrosió de zona morta fixa de baix potencial. ### Els escalfadors amb sediments de recobriment de PFA són difícils d'adjuntar a superfícies de PFA llises i intactes; tanmateix, el flux baix de la zona morta permet que les partícules inorgàniques i el biofilm s'acumulin a les rascades del recobriment. Cada cicle d'escalfament vaporitza l'àlcali atrapat, generant una pressió d'expansió que expandeix progressivament les butllofes ocultes. El líquid de neteja alcalí residual està segellat en capes intercalades. Les butllofes a les zones mortes no es detecten durant la vigilància visual diària i, un cop trencat, l'òxid del substrat d'acer al carboni contamina el brou de fermentació, i requereix un desballestament per lots. ### Tubs de calefacció de vidre de quars Les zones mortes atrapen el líquid alcalí residual després d'un esbandida CIP incompleta, malgrat que el quars és resistent a l'àcid i al fluor. El biofilm estàtic grava perpètuament les xarxes de cristalls de diòxid de silici per formar capes mates desiguals bloquejant ions hidròxid. Els residus addicionals de sediments i àlcalis són capturats per superfícies desiguals glaçades. La ruptura fràgil sobtada dels tubs de quars durant l'inici de la calefacció es desencadena fàcilment per la concentració d'estrès intern a les posicions de la zona morta gelada durant els cicles tèrmics freqüents fred-calent. ## 3. Defectes comuns de disseny i funcionament de les zones mortes al lloc ### Defectes de disseny (la principal causa de l'estancament permanent) 1. Vàlvules llargues de cames mortes, tapes d'extrem de branques no utilitzades sense sortides de desguàs i canonades cegues horitzontals; 2. Segments horitzontals inferiors del paquet de tubs sense canonades de circulació auxiliar, colzes abruptes de 90 graus amb un radi petit; 3. La brida és massa estreta, cosa que provoca la formació de juntes gruixudes que creen esquerdes estancades amagades entre la junta i la paret del tub. 4. Elevació de la canonada que no és raonable, així com l'absència de vàlvules de descàrrega automàtiques i punts d'acumulació de líquid baixos. ### Perills de la zona morta agreujats per operacions incorrectes 1. La velocitat del flux CIP està per sota del llindar de seguretat del material i la força de fregat és insuficient per eliminar els sediments de la zona morta. 2. Evacuació incompleta d'àcids/àlcalis residuals a les zones estancades, escurçat el temps de retenció d'esbandida; 3. En espera mitjana estàtica a llarg termini, els sediments a les zones inactives de baix cabal s'acumulen contínuament; 4. El flux global s'atenua com a resultat de l'obstrucció del filtre, que redueix encara més la força de neteja del fluid a les posicions de la zona morta. 4. Un esquema complet d'eliminació de zones mortes de llaç tancat i control anticorrosió de procés complet ### Pas 1: Implementació de la transformació del maquinari de la canonada per eliminar les regions estancades inherents 1. Eliminació de la coberta de tubs cecs i de les branques no redundants; Conserveu les potes mortes curtes necessàries amb una longitud d'almenys 1,5 vegades el diàmetre de la canonada i instal·leu vàlvules de drenatge inferior. 2. Per eliminar les cantonades estancades de baix cabal de la paret interior, substituïu tots els colzes d'angle recte afilats per colzes corbats de gran radi. 3. Instal·leu petits conductes de circulació auxiliars independents a la part inferior de les cavitats de la vàlvula i a les cavitats de la secció de la vàlvula completa. rotació. 4. Estandarditzar la selecció de juntes: juntes de PTFE elàstiques primes per reduir l'espai per a l'atracció de sediments i minimitzar els buits de segellat de les brides. ### Pas 2: Optimització dels paràmetres del procés CIP per millorar la neteja de la zona morta 1. Mantenir la velocitat del flux de la paret dins de l'interval segur del material i implementar la neteja de polsos d'alt flux durant 5 minuts al final de cada cicle CIP per influir en els sediments de la zona morta. 2. Augmentar el temps de retenció per a l'esbandida en diverses etapes i determinar el punt final d'esbandida d'àcid/conducte residual a l'era de l'àcid/conducte alcalí i el pH residual. en buits estancats. 3. L'acumulació de biofilm i dipòsits de sal inorgànica a les zones inactives s'elimina mitjançant la circulació de decapat àcid millorada mensualment. ### Pas 3: especificacions d'operació de producció estandarditzades 1. Eviteu la deposició de sediments permetent la circulació contínua a baixa velocitat per als circuits d'espera i prohibint la retenció mitjana estàtica a llarg termini. 2. Per evitar l'atenuació general del flux causada per l'obstrucció del filtre, cal netejar els filtres frontals de dues etapes cada torn per executar el manteniment} cicles per eliminar els sediments i les deixalles que s'han acumulat a les zones mortes durant l'aturada. Pas 4: inspecció periòdica dels perills de corrosió de la zona morta amb un enfocament específic 1. Equips d'acer inoxidable i titani: centrar la patrulla en la decoloració de la brida, el colze i el fons del tub; proves trimestrals de potencial i de gruix de paret per ultrasons per a posicions estancades; 2. Escalfadors recoberts de PFA: exploració tèrmica infraroja mensual per identificar les zones fredes de les butllofes que són el resultat de la infiltració d'àlcali de la zona morta. 3. Tubs de quars: realitzeu inspeccions quinzenals de transmissió de la llum per determinar el grau de gelada de la zona morta i organitzeu una neteja àcida quan s'observi una decoloració mat. ## Resum executiu El dany superposat de la corrosió de la cèl·lula de concentració d'oxigen i l'enriquiment local d'ions corrosius per a tots els materials del tub d'escalfament són provocats per les zones mortes de la canonada, que creen microambients estancats estàtics inevitables. Les fonts de corrosió de la zona morta tallen fonamentalment, eliminen els riscos ocults de fuites primerenques dels paquets de tubs d'escalfament i allargan significativament la vida útil general de l'equip mitjançant la transformació del maquinari per eliminar les estructures estancades inherents, els processos de rentat CIP d'alt flux optimitzats i l'operació en espera antiestàtica estandarditzada.