Κίνδυνοι περίσσειας ιόντων χλωρίου σε τέσσερα είδη σωλήνων θέρμανσης ζύμωσης

# Οι κίνδυνοι της περίσσειας ιόντων χλωρίου σε τέσσερις τύπους σωλήνων θέρμανσης ζύμωσης Τα ιόντα χλωρίου υπάρχουν σε τεράστιες ποσότητες στο νερό διεργασίας, στο μέσο καλλιέργειας και στα χημικά καθαρισμού. Τα ιόντα χλωρίου θα διεισδύσουν στα προστατευτικά στρώματα, θα προκαλέσουν διάβρωση ή έμμεση σκουριά του υποστρώματος και θα μειώσουν σημαντικά τη διάρκεια ζωής των σωλήνων θέρμανσης όταν η συγκέντρωσή τους υπερβαίνει το ασφαλές όριο του υλικού του σωλήνα. Ο παρακάτω πίνακας οργανώνει τα όρια ασφαλούς συγκέντρωσης, τους μηχανισμούς διάβρωσης, τους κύκλους αστοχίας και τις στοχευμένες λύσεις ελέγχου για κάθε υλικό.|Υλικό σωλήνων θέρμανσης|Μακροπρόθεσμο-Όριο ασφαλούς χλωρίου|Μηχανισμός διάβρωσης πυρήνα υπερ-Χλωριούχου ορίου|Τυπικός κύκλος αποτυχίας|Μέτρα ελέγχου πηγής|| ----|----|----|----|----|| 316 από ανοξείδωτο χάλυβα|Μικρότερο ή ίσο με 50 ppm|Το Cl- αντικαθιστά το οξυγόνο στο παθητικό φιλμ χρωμίου, διακόπτει τη συνέχεια του φιλμ. συσσωρεύεται σε ρωγμές συγκόλλησης για να σχηματίσει αυτο-κυψέλες καταλυτικής διάτρησης|Αντίστροφη όσμωση/ανταλλαγή ιόντων για νερό διεργασίας. απαγορεύουν τα πλούσια σε χλώριο-απολυμαντικά|Μέσω-κοψίματος συγκόλλησης τοίχου εντός 2–4 μηνών|Τιτάνιο βαθμού 2|Μικρότερο ή ίσο με 200 ppm|Το χλώριο από μόνο του διαβρώνει ελάχιστα άθικτα Συνέργειες με περιορισμένο διαλυμένο οξυγόνο ή φθόριο για να επιδεινώσει την γρατσουνιά. φιλμ TiO2|Διάσπαρτα γαλακτώδη σημεία χάραξης εντός 3 μηνών|Διατηρήστε συνεχώς DO μεγαλύτερη από ή ίση με 8 mg/L. απομόνωση αγωγών φθορίου|| Θερμαντήρας με επίστρωση PFA|Χωρίς άμεση διάβρωση στην επένδυση PFA|Το χλωρίδιο διαπερνά τις γρατσουνιές της επίστρωσης για να φτάσει στο υπόστρωμα από ανθρακούχο χάλυβα, επιταχύνοντας τη δημιουργία σκουριάς και τη διόγκωση της κυψέλης μεταξύ των στρωμάτων|Μέτρια μόλυνση από βαρέα μέταλλα εντός 4 μηνών μετά τη ζημιά από γρατσουνιές της επίστρωσης|Λεπτά φίλτρα δύο σταδίων-για την αποφυγή γρατσουνιών σωματιδίων. πλήρες ξέπλυμα πολλαπλών-σταδίων|| Γυαλί χαλαζία|Χωρίς άμεση χημική διάβρωση|Τα χλωριούχα άλατα καθιζάνουν και προσροφούν υπολειμματικά αλκάλια, σχηματίζοντας τοπικές ζώνες υψηλών-μικρο-αλκαλίων για την επιδείνωση του παγώματος χαλαζία|Ανομοιόμορφος ματ αποχρωματισμός μετά από δεκάδες παρτίδες|Μηνιαία κυκλοφορία πλήρους οξέος για την απογύμνωση των αποθέσεων χλωριούχου άλατος|## 1. Η γενική αρχή διάβρωσης των ιόντων χλωρίου Τα ιόντα χλωρίου διαθέτουν ισχυρή ικανότητα προσρόφησης και διείσδυσης: 1. Η ακεραιότητα του προστατευτικού φραγμού διακυβεύεται καθώς τα ιόντα χλωρίου προσκολλώνται κατά προτίμηση σε ελάχιστα ελαττώματα σε παθητικές επικαλύψεις μετάλλων, αντικαθιστώντας τα άτομα οξυγόνου που προκαλούν τα μέταλλα {2} Μετά τη ρήξη της μεμβράνης, τα ιόντα χλωρίου συγκεντρώνονται συνεχώς μέσα σε κοιλότητες διάβρωσης, με αποτέλεσμα ένα μικροπεριβάλλον που είναι κλειστό, χαμηλό-pH και υψηλό-χλωρίδιο. Αυτό το μικροπεριβάλλον επιταχύνει την επέκταση του λάκκου σε έναν-κύκλο αυτοενίσχυσης. 3. Οι συμβατικοί κύκλοι CIP δεν μπορούν να αφαιρέσουν πλήρως τα υπολείμματα αλατιού χλωρίου που έχουν παγιδευτεί σε νεκρές ζώνες, κενά φλάντζας και γρατσουνιές επίστρωσης. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό μόνιμων σημείων ενεργοποίησης διάβρωσης που σχηματίζονται ως αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενης θέρμανσης και ψύξης. 2. Ανάλυση προοδευτικής ζημιάς Ειδική για το υλικό ### 316 Ανοξείδωτος χάλυβας (Ο πιο ευαίσθητος στη διάβρωση του χλωρίου) Τα ιόντα χλωρίου αντιστέκονται ελάχιστα από το παθητικό φιλμ 316 του χλωριούχου χάλυβα. Όταν η συγκέντρωση του χλωρίου ξεπερνά τα 50 ppm: Το χλωρίδιο σχηματίζει μικρο-κοίλους διεισδύοντας κατά προτίμηση στο λεπτό παθητικό φιλμ στις ραφές συγκόλλησης. Η συγκέντρωση χλωρίου μέσα στα κοιλώματα είναι δεκάδες φορές υψηλότερη από αυτή του χύδην μέσου λόγω της διατήρησης του στατικού μέσου, της κάλυψης βιοφίλμ και των υψηλών θερμοκρασιών. Οι λάκκοι μεγεθύνονται σταδιακά κατά τη διάρκεια κάθε θερμικού κύκλου{101}}έναρξης. Ελλείψει ημιετήσιας{105}}παθητικοποίησης εκτός σύνδεσης, τα κοιλώματα θα διεισδύσουν γρήγορα στο τοίχωμα του σωλήνα, με αποτέλεσμα τη μέση διαρροή και την αποσυναρμολόγηση παρτίδας. Η κύρια αιτία της πρόωρης βλάβης των σωλήνων θέρμανσης από ανοξείδωτο χάλυβα είναι το υπόγειο ακατέργαστο νερό με υψηλή περιεκτικότητα{112}}χλώριο. ### Τιτάνιο βαθμού 2 (Εγγενώς ισχυρή αντίσταση σε χλωριούχα) Το τιτάνιο είναι το προτιμώμενο υλικό για διεργασίες ζύμωσης υψηλών{113}αλάτων λόγω του πυκνού φιλμ παθητικοποίησης TiO2, το οποίο μπορεί να αντέξει ανεξάρτητα τις υψηλές συγκεντρώσεις χλωρίου. Κάτω από δύο δυσμενείς συνθήκες, το χλώριο επιβάλλει υπερτιθέμενους κινδύνους: 1. Οξυγόνο που έχει διαλυθεί κάτω από Σε συγκέντρωση 8 mg/L, το κατεστραμμένο φιλμ στις γρατσουνιές δεν μπορεί να επισκευαστεί μόνο του και το χλωρίδιο συσσωρεύεται για να δημιουργήσει εντοπισμένες κοιλότητες χάραξης. 2. Συνύπαρξη ίχνους ή fluoride της μεμβράνης επιταχύνεται από το χλώριο, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μεγάλης επιφάνειας γαλακτώδους λευκής ομιχλώδους εγχάραξης στα τοιχώματα του σωλήνα. Τα συστήματα τιτανίου απαιτείται να ρυθμίζουν αυστηρά τη ρύπανση από φθόριο, ακόμη και αν τα επίπεδα χλωρίου είναι σημαντικά χαμηλότερα από το όριο ασφαλείας των 200 ppm. ### Θερμαντήρας με επίστρωση PFA Η άθικτη επένδυση δεν υπόκειται σε ζημιά από χλωριούχα, καθώς το φθοροπλαστικό PFA είναι εντελώς αδιαπέραστο από ιόντα χλωρίου. Μόνο όταν οι γρατσουνιές διεισδύουν στην επίστρωση, προκύπτουν κίνδυνοι: Το μέσο που περιέχει χλωρίδιο και το υγρό καθαρισμού απορροφώνται στα κενά γρατσουνιάς και εγκλωβίζονται μεταξύ του υποστρώματος από ανθρακούχο χάλυβα και του PFA. Ο σχηματισμός σκουριάς του υποστρώματος επιταχύνεται από το χλωρίδιο όταν θερμαίνεται και η επικάλυψη ωθείται προς τα έξω από την πίεση διαστολής της σκουριάς, με αποτέλεσμα τον σχηματισμό κρυφών αλλοιώσεων. Οι υπερβολικοί δείκτες βαρέων μετάλλων και οι αποτυχημένες παρτίδες είναι το αποτέλεσμα της ανάμειξης του χλωριούχου σιδήρου σε ζωμό ζύμωσης όταν οι φυσαλίδες σπάσουν. ### Quartz Glass Quartz δεν μπορεί να χαραχθεί απευθείας από ιόντα χλωρίου, καθώς δεν μπορούν να αντιδράσουν χημικά με το διοξείδιο του πυριτίου. Η φυσική προσρόφηση είναι ο κρυφός κίνδυνος: Τα χλωριούχα άλατα καθιζάνουν και προσκολλώνται στα τοιχώματα του σωλήνα μετά την εξάτμιση του νερού κατά τη στατική αναμονή. Οι κρυσταλλικές εναποθέσεις παγιδεύουν το υπολειμματικό αλκαλικό υγρό καθαρισμού, με αποτέλεσμα το σχηματισμό τοπικών μικροπεριοχών υψηλής περιεκτικότητας σε αλκάλια που χαράζουν συνεχώς χαλαζία σε μια παγωμένη ματ επιφάνεια. Το πάγωμα μειώνει την αντοχή στη θερμική κρούση και τη δομική αντοχή. Οι εναποθέσεις χλωριούχου αλατιού μπορούν να αφαιρεθούν πλήρως μέσω της τακτικής κυκλοφορίας οξέος, εξαλείφοντας έτσι αυτόν τον έμμεσο κίνδυνο. ## 3. Συνήθεις επιτόπιες πηγές περίσσειας χλωρίου 1. Το υλικό παρασκευάζεται με χρήση μη επεξεργασμένου δημοτικού νερού ή υπόγειου ακατέργαστου νερού που περιέχει υψηλή συγκέντρωση φυσικού χλωρίου. 2. Συνθέσεις ζύμωσης που περιέχουν υπερβολική ποσότητα χλωριούχου αζώτου, φωσφόρου και πρόσθετων ιχνοστοιχείων{76} απολυμαντικά για καθαρισμό CIP έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση υπολειμματικού χλωρίου σε νεκρές ζώνες αγωγών. 4. Η αντίστροφη ροή λυμάτων υψηλής αλατότητας στο σύστημα παροχής νερού διεργασίας, που οδηγεί σε διασταυρούμενη μόλυνση. 5. Καθίζημα χλωριούχου άλατος και τοπικός εμπλουτισμός υπό βιοφίλμ είναι τα αποτελέσματα της παρατεταμένης στατικής αναμονής του μέσου. ## 4. Μέτρα για την αναχαίτιση και τον έλεγχο του χλωρίου κατά την πλήρη διαδικασία ### Επεξεργασία του ύδατος πηγής Σταθεροποιήστε το χλωριούχο λύματα σε λιγότερο από ή ίσο με 30 ppm για βρόχους από ανοξείδωτο χάλυβα εγκαθιστώντας ρητίνη αντίστροφης όσμωσης ή ιοντοανταλλαγής στο νερό προετοιμασίας του μέσου. Οι γραμμές τιτανίου μπορούν να χαλαρώσουν το πρότυπο σε λιγότερο από ή ίσο με 150 ppm. ### Επιθεώρηση εισερχόμενης πρώτης ύλης Πριν από τη σίτιση, αξιολογήστε την περιεκτικότητα σε χλώριο όλων των μεσαίων πρώτων υλών. απορρίψτε τυχόν πρώτες ύλες που υπερβαίνουν το καθορισμένο όριο για τις γραμμές παραγωγής ανοξείδωτου χάλυβα. #### Βελτιστοποίηση των συνθέσεων καθαρισμού CIP Εξαλείψτε την παρατεταμένη χρήση απολυμαντικών με υψηλή περιεκτικότητα σε χλώριο και αντικαταστήστε τα με αλκαλικά καθαριστικά που δεν περιέχουν χλώριο. Για να αφαιρέσετε τα υπολείμματα χλωριούχου αλατιού από τις νεκρές ζώνες, παρατείνετε τη διάρκεια διατήρησης της διαδικασίας έκπλυσης πολλών σταδίων. ### Διαφοροποιημένη διαχείριση λειτουργίας 1. Γραμμές από ανοξείδωτο χάλυβα: Για να επισκευάσετε το παθητικό φιλμ που έχει υποστεί ζημιά από χλώριο, χρησιμοποιήστε την εξαμηνιαία παθητικοποίηση και αποφύγετε τη μακροχρόνια στατική συγκράτηση του μέσου. 2. Γραμμές τιτανίου υψηλού χλωρίου: Διατηρήστε τον αερισμό σε σταθερό ρυθμό για 24 ώρες για να αποτρέψετε τη χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο από ό,τι περισσότερο από το DO έως 8 mg/L. 3. Εξοπλισμός θέρμανσης PFA: Ενισχύστε ριζικά το μπροστινό φιλτράρισμα για να αποτρέψετε τις γρατσουνιές της επίστρωσης και να αποτρέψετε την επαφή χλωρίου με υπόστρωμα από ανθρακούχο χάλυβα. ### Καθημερινή Παρακολούθηση Περιπολίας Τεκμηριώστε τη συγκέντρωση χλωρίου του νερού διεργασίας και του υγρού ζύμωσης σε καθημερινή βάση. Αυξήστε τη συχνότητα των προγραμμάτων καθαρισμού CIP και εκ των προτέρων επιθεώρησης συντήρησης μόλις ξεπεραστεί το όριο ασφάλειας υλικού. ## Περίληψη Η διάβρωση με αυλάκια από ανοξείδωτο χάλυβα προκαλείται κυρίως από ιόντα χλωρίου. Δεν καταστρέφουν άμεσα το τιτάνιο, το PFA ή τον χαλαζία. Αντίθετα, παράγουν υπερτιθέμενους κρυφούς κινδύνους, συμπεριλαμβανομένων των επικαλυμμένων γρατσουνιών, του ανεπαρκούς διαλυμένου οξυγόνου και των υπολειμματικών αλκαλίων. Για την εξάλειψη της επιταχυνόμενης διάβρωσης που προκαλείται από το χλώριο και την παράταση της πλήρους διάρκειας ζωής των δεσμών σωλήνων θέρμανσης, το πρωταρχικό μέτρο είναι η ρύθμιση της συγκέντρωσης χλωρίου εντός ασφαλών ορίων για συγκεκριμένο υλικό μέσω επεξεργασίας νερού, διαλογής πρώτων υλών και τυποποιημένου καθαρισμού.