Πώς η ακατάλληλη ταχύτητα ροής CIP επιταχύνει τη διάβρωση και την αστοχία των σωλήνων θέρμανσης

# Η επιτάχυνση της διάβρωσης και η αστοχία των σωλήνων θέρμανσης από ακατάλληλη ταχύτητα ροής CIP Η δύναμη έκπλυσης που απαιτείται για την εξάλειψη βιοφίλμ, υπολειμματικών αλκαλίων, χλωρίου και μεσαίων υπολειμμάτων από τα τοιχώματα των σωλήνων θέρμανσης καθορίζεται άμεσα από την ταχύτητα ροής της κυκλοφορίας CIP. Η διάρκεια ζωής των θερμαντήρων από ανοξείδωτο χάλυβα 316, τιτανίου 2 βαθμού,{3}}με επένδυση PFA και σωλήνων χαλαζία θα μειωθεί σημαντικά ως αποτέλεσμα της ταχύτητας ροής που είναι είτε πολύ χαμηλή είτε πολύ υψηλή. Θα προκληθούν πολυάριθμες μορφές βλάβης. Ο παρακάτω πίνακας οργανώνει κάθε υλικό σε διπλούς κινδύνους, παραμέτρους βέλτιστης ταχύτητας και στοχευμένα σχέδια βελτίωσης.|Υλικό σωλήνων θέρμανσης|Κίνδυνοι ανεπαρκούς χαμηλής ταχύτητας ροής|Κίνδυνοι υπερβολικά υψηλής ταχύτητας ροής|Εύρος ταχύτητας ροής ασφαλούς τοίχου|Μέτρα Βελτιστοποίησης Διαδικασιών|| ----|----|----|----|----|| 316 από ανοξείδωτο χάλυβα|Το βιοφίλμ συσσωρεύεται στις συγκολλήσεις και στους αγκώνες. Τα κύτταρα συγκέντρωσης οξυγόνου σχηματίζονται για να προκαλέσουν κοιλότητες. το παγιδευμένο χλωρίδιο διαβρώνει το παθητικό φιλμ|Τα στερεά σωματίδια υψηλής-ταχύτητας τρίβουν το φιλμ οξειδίου του χρωμίου, με αποτέλεσμα το σχηματισμό αυλακώσεων φθοράς σε ανώμαλες επιφάνειες συγκόλλησης|1,2–1,8 m/s|Έλεγχος αντλίας μεταβλητής συχνότητας. καθαρίστε τα φίλτρα πολλαπλών-σταδίων ανά βάρδια|| Τιτάνιο βαθμού 2|Το τοπικό διαλυμένο οξυγόνο καταναλώνεται από μπλοκ βιοφίλμ μεμβράνης TiO2 αυτοεπισκευαζόμενη. συμπυκνώματα φθορίου κάτω από βιοφίλμ για να σχηματίσουν ομοιόμορφη χάραξη|Οι επίμονες βαθιές γρατσουνιές δεν μπορούν να επισκευαστούν, σχηματίζονται μόνιμα αδύναμα σημεία διάβρωσης|1,0–1,6 m/s|Περιορίστε τη μέγιστη συχνότητα αντλίας. προσθέστε έκπλυση βοηθητικού αερισμού για νεκρές ζώνες|| Θερμαντήρας με επίστρωση PFA|Το αλκαλικό υγρό που έχει παγιδευτεί στις γρατσουνιές της επίστρωσης συσσωρεύεται για να σχηματίσει κρυφές ενδιάμεσες φουσκάλες|Η κρούση σωματιδίων υψηλής ταχύτητας κόβει νέες γρατσουνιές, διευρύνοντας τα κανάλια διείσδυσης για διαβρωτικό υγρό|1,0–1,5 m/s|Εγκαταστήστε φίλτρα δύο σταδίων-. προσθέστε ρυθμιστικά διαφράγματα στους αγκώνες|| Γυαλί χαλαζία|Υπολειμματικά αλκάλια που κλειδώνονται με βιοφίλμ επιδεινώνουν το μη αναστρέψιμο πάγωμα της επιφάνειας χαλαζία|||Αόρατες μικρορωγμές στο τοίχωμα του σωλήνα δημιουργούνται από συνεχή τάση κρούσης ρευστού|0,8–1,2 m/s|Οι γωνιακοί γωνιακοί αγκώνες-θα πρέπει να αντικατασταθούν με καμπυλωτούς αγκώνες μεγάλων-ακτίνας|## 1. Μηχανισμός βλάβης που προκαλείται από υπερβολικά χαμηλή ταχύτητα ροής CIP Ως αποτέλεσμα της ανεπαρκούς δύναμης καθαρισμού του υγρού για την απομάκρυνση του παχύρρευστου μικροβιακού βιοφίλμ και των υπολειμματικών διαβρωτικών ουσιών, δημιουργούνται επίμονα τοπικά μικροπεριβάλλοντα υψηλής διάβρωσης όταν η ελάχιστη ταχύτητα ροής του υλικού στον τοίχο είναι{3} Τα διαβρωτικά κύτταρα διαφοράς δημιουργούνται από την εναπόθεση βιοφίλμ. Το χλωρίδιο και το αλκαλικό καθαριστικό υγρό περιορίζονται κάτω από το φιλμ και δεν μπορούν να αραιωθούν από το κύριο κυκλοφορούν υγρό, ενώ οι αναερόβιοι μικροοργανισμοί μέσα στο φιλμ παράγουν οργανικά οξέα. 2. Στην περίπτωση του ανοξείδωτου χάλυβα 316, το πλούσιο σε χρώμιο-παθητικό φιλμ διαλύεται από τοπικό οξύ. Το συσσωρευμένο χλωρίδιο διεισδύει γρήγορα στο γυμνό μέταλλο και σχηματίζει βαθιές κοιλότητες στις συγκολλήσεις. 3. σωλήνες θέρμανσης τιτανίου: Η αντίδραση αυτοεπισκευής του προστατευτικού φιλμ TiO2 διακόπτεται από βιοφίλμ, το οποίο καταναλώνει διαλυμένο οξυγόνο κοντά στο τοίχωμα του σωλήνα. Το μέσο εμπλουτίζεται με ίχνος φθορίου κάτω από το φιλμ, με αποτέλεσμα ομοιόμορφη γαλακτώδη χάραξη. 4. Στην περίπτωση των θερμαντικών με επίστρωση PFA{96}, το αλκαλικό απορρυπαντικό δεν μπορεί να ξεπλυθεί πλήρως από τις μικρογρατσουνιές στην επικάλυψη. Κατά συνέπεια, το παγιδευμένο υγρό εξατμίζεται κατά τη διάρκεια των κύκλων θέρμανσης, με αποτέλεσμα κρυφές εσωτερικές φουσκάλες και πίεση διαστολής. 5. Για σωλήνες χαλαζία: Το δίκτυο κρυστάλλων Si-O χαράσσεται συνεχώς από υπολειμματικά αλκάλια που περιορίζονται από βιοφίλμ, με αποτέλεσμα το σχηματισμό τραχιών κολλημάτων σε ένα πρόσθετο παγωμένο στρώμα. Αυτή η διαδικασία διαιωνίζει έναν φαύλο κύκλο διάβρωσης. Η μείωση της συχνότητας της αντλίας εξοικονόμησης ενέργειας, τα μακροχρόνια μη καθαρισμένα φραγμένα φίλτρα, οι παράλογοι σωλήνες διακλάδωσης μικρής διαμέτρου και οι νεκρές ζώνες αγωγών χωρίς βοηθητική κυκλοφορία είναι κοινές αιτίες χαμηλής ταχύτητας ροής. Πριν εμφανιστεί ορατός αποχρωματισμός ή διαρροή, η κρυφή τοπική διάβρωση θα παραμείνει για αρκετούς μήνες. ## 2. Μηχανισμός βλάβης που προκαλείται από υπερβολικά υψηλή ταχύτητα ροής CIP Όταν ξεπεραστεί το ανώτερο όριο ασφαλείας, το υγρό υψηλής ταχύτητας, το οποίο είναι αναμεμειγμένο με μυκήλιο, ανόργανα ιζήματα και στερεά σωματίδια, προκαλεί μη αναστρέψιμη μηχανική βλάβη στις προστατευτικές δομές προκαλώντας ισχυρή μηχανική διάβρωση σε τοιχώματα σωλήνων (3) ανοξείδωτο ατσάλι και τιτάνιο βαθμού 2): Η παθητική μεμβράνη λεπτής μικρού μήκους παρουσιάζει ανεπαρκή αντοχή στη φθορά. Το προστατευτικό στρώμα αποκολλάται με μακροχρόνιο καθαρισμό σωματιδίων, εκθέτοντας το εκτεθειμένο μέταλλο στο αγώγιμο μέσο. Η πιο σοβαρή τριβή παρουσιάζεται από συγκολλήσεις με τραχιές επιφάνειες κόκκων, οι οποίες έχουν ως αποτέλεσμα το σχηματισμό σημαδιών φθοράς μακριών λωρίδων. - θερμαντήρες με επένδυση PFA: Η μαλακή φθοριοπλαστική επιφάνεια χτυπιέται από σκληρά στερεά σωματίδια με υψηλή ταχύτητα, με αποτέλεσμα τη δημιουργία βαθύτερων γρατσουνιών και τη διεύρυνση της υπάρχουσας ζημιάς. Αυτή η διαδικασία δημιουργεί επίσης πρόσθετους αγωγούς για διείσδυση αλκαλίων και επιταχύνει την αποκόλληση της επικάλυψης. - Γυαλί χαλαζία: Το εσωτερικό τοίχωμα του σωλήνα υφίσταται εναλλασσόμενη τάση εφελκυσμού και συμπίεσης ως αποτέλεσμα επαναλαμβανόμενης κρούσης υγρού υψηλής ταχύτητας, με αποτέλεσμα το σχηματισμό αόρατων μικρορωγμών. Οι ρωγμές διαστέλλονται γρήγορα και τελικά οδηγούν σε ξαφνική ρήξη του σωλήνα όταν υποβάλλονται σε επακόλουθη εναλλασσόμενη θερμική καταπόνηση ψυχρού-ζεστός. ## 3. Σχέδια ελέγχου για την ταχύτητα ροής CIP που είναι τυποποιημένα επί τόπου ### (1) Καθορίστε όρια ενδομανδαλώσεως ροής που ταιριάζουν με το υλικό Εγκαταστήστε παρεμβολές ανάδρασης ροής σε πραγματικό χρόνο και έλεγχο μεταβλητής συχνότητας στις αντλίες κυκλοφορίας. Η συχνότητα λειτουργίας της αντλίας είναι κλειδωμένη σύμφωνα με το υλικό του σωλήνα θέρμανσης για να εμποδίσει τους χειριστές να αυξήσουν ή να μειώσουν αυθαίρετα τη ροή προκειμένου να μειωθεί ο χρόνος καθαρισμού ή να εξοικονομηθεί ενέργεια. ### (2) Αφαιρέστε σωλήνες με νεκρές ζώνες περιορισμένης ροής Μεταμορφώστε αιχμηρές γωνίες 90 μοιρών σε καμπύλες γωνίες μεγάλης ακτίνας και ενσωματώστε ανεξάρτητους μικρούς κλάδους κυκλοφορίας για το κάτω μέρος της δέσμης σωλήνων, τις κοιλότητες των βαλβίδων και τα κενά των βραχιόνων για να εξασφαλίσετε ομοιόμορφη έκπλυση σε όλο το φάσμα των τοιχωμάτων του σωλήνα. ### (3) Μειώστε το φορτίο λειαντικών στερεών σωματιδίων στην πηγή Καθαρίστε τις σήτες του φίλτρου κάθε βάρδια και αντικαταστήστε τα κατεστραμμένα στοιχεία φίλτρου εγκαίρως για να μειώσετε την τριβή των σωματιδίων σε υψηλή ταχύτητα ροής. Τοποθετήστε μπροστινά φίλτρα δύο σταδίων στην είσοδο του βρόχου θέρμανσης. ### (4) Συνεπής βαθμονόμηση και επιθεώρηση Ελέγξτε για κλιμάκωση του αγωγού, φθορά της πτερωτής αντλίας και μισάνοιχτες βαλβίδες κατά τη διάρκεια τριμηνιαίων γενικών επισκευών για την εξάλειψη της μακροπρόθεσμης απόκλισης ροής. βαθμονόμηση διαδικτυακών ροόμετρων μηνιαίως. 4. Μη κανονικά πρότυπα διαχείρισης που έχουν βαθμολογηθεί 1. Εάν η ταχύτητα ροής παραμένει κάτω από το κατώτερο όριο, πρέπει να γίνουν οι ακόλουθες ενέργειες: αυξήστε τη συχνότητα της αντλίας στο τυπικό εύρος, προσθέστε έκπλυση παλμών υψηλής ροής μετά από κάθε παρτίδα για να αφαιρέσετε το συσσωρευμένο βιοφίλμ και βελτιστοποιήστε την αρχιτεκτονική ροής επόμενου{9} Η ταχύτητα υπερβαίνει το ανώτερο όριο σε συνεχή βάση, μειώστε αμέσως τη συχνότητα της αντλίας, επιθεωρήστε το φίλτρο για θραύση και μεσαία στερεά περιεκτικότητα και εγκαταστήστε διαφράγματα κρουστικού ρυθμιστή στους αγκώνες για να μειώσετε τη διάβρωση του υγρού. 3. Σοβαρή ασταθής διακύμανση ροής: Για να αποτρέψετε τη συνδυασμένη ζημιά εναλλασσόμενων υψηλών και χαμηλών ροών. ## Συμπέρασμα Η διάρκεια ζωής των σωλήνων θέρμανσης επηρεάζεται από την ταχύτητα ροής του CIP. Η ανεπαρκής ροή έχει ως αποτέλεσμα την εναπόθεση βιοφίλμ και χημική εντοπισμένη διάβρωση, ενώ η υπερβολική ροή προκαλεί μηχανική τριβή και δομική κόπωση. Ένα χαμηλού κόστους, αποτελεσματικό μέτρο προσαρμογής της διαδικασίας που μπορεί να αυξήσει την ποιότητα του καθαρισμού CIP και να καθυστερήσει αποτελεσματικά όλους τους τύπους αστοχίας διάβρωσης των δεσμών σωλήνων θέρμανσης είναι η διατήρηση της ταχύτητας ροής στον τοίχο εντός του ασφαλούς διαστήματος για το συγκεκριμένο υλικό.