آسیب ذرات جامد معدنی ساینده در محیط تخمیر به چهار نوع لوله گرمایشی

# بررسی راه‌حل‌های کنترل کامل مناطق مرده خط لوله برای تسریع در خوردگی لوله گرمایش، مناطق راکد با جریان کم-، مانند پایین دسته لوله، لوله‌های کور، حفره‌های شیر، شکاف‌های واشر فلنج، گوشه‌های زانویی تیز داخلی، شکاف‌های تماس براکت، و منطقه مرده لوله‌های انشعابی به عنوان درپوش انتهای لوله نامیده می‌شوند. احتباس طولانی مدت رسوب متوسط، بقایای اسید/قلیایی، کلرید، فلوراید، و لجن میکروبی ناشی از عدم توانایی آبشستگی سیال در رسیدن به این موقعیت ها در طول CIP و گردش تخمیر است. محل‌های اولیه خرابی اولیه هر چهار ماده اصلی لوله گرمایش، ریزمحیط‌های محلی با خوردگی بالا- است که مناطق مرده تشکیل می‌دهند.|مواد لوله گرمایش|تظاهرات خوردگی در منطقه مرده معمولی|چرخه تخریب پیشرونده|معیار بهبود هدفمند اصلی|| ----|----|----|----|----|| فولاد ضد زنگ 316|کلرید غلیظ و بیوفیلم باعث ایجاد حفره جوش و زنگ حلقوی در شکاف های فلنج می شود.|تیتانیوم درجه 2|کاهش موضعی اکسیژن محلول و غنی‌سازی فلوراید، نوارهای حکاکی حلقوی شیری را در فلنج‌ها تشکیل می‌دهد.|مناطق خوردگی کم{92}}در عرض 1.5 ماه برطرف شد.|تبدیل آرنج با شعاع کامل-. از شکاف های راکد واشر باریک جلوگیری کنید.|بخاری با روکش PFA|قلیایی که در خراش های پوشش در مناطق مرده به دام افتاده است، تاول های بین لایه ای پنهان ایجاد می کند.|برآمدگی و لایه برداری پوشش موضعی در عرض 3 ماه.|دریچه های تخلیه را برای نقاط کم نصب کنید. افزایش سرعت جریان در پایانه های شاخه|| شیشه کوارتز|باقیمانده قلیایی جذب شده توسط بیوفیلم منجر به یخ زدگی ناهموار و کاهش در عبور نور می شود. خطر ترک حرارتی شدید پس از 3-4 دسته|بخش های کور افقی را بردارید. شستشوی هفتگی{101}}اسید با جریان بالا را انجام دهید|## 1. مکانیسم‌های خوردگی دو هسته‌ای مناطق مرده خط لوله ### 1.1 اختلاف غلظت اکسیژن تشکیل سلول‌های خوردگی مناطق اصلی گردش خون به‌طور مداوم با مایع غنی از اکسیژن تکمیل می‌شوند، در حالی که مناطق غیرفعال برای مدت طولانی ساکن می‌مانند. وقتی میکروارگانیسم‌ها به سرعت اکسیژن محلول را در مایع راکد مصرف می‌کنند، یک ناحیه آند با اکسیژن کم{107}}در زیر رسوب تشکیل می‌شود. خوردگی موضعی پایدار با انحلال مداوم فلز آند برای متعادل کردن پتانسیل الکتروشیمیایی آغاز می شود. ### 1.2 غنی سازی مداوم مواد خورنده اسید، قلیایی، کلرید، و فلوراید به طور یکنواخت توسط محیط جاری رقیق می شوند. با این حال، این اجزای خورنده در مناطق مرده راکد به دام می‌افتند. 1. پس از CIP، مایع پاک‌کننده قلیایی/اسیدی باقی‌مانده با سرعتی که ده‌ها برابر غلظت معمولی است تجمع می‌یابد، زیرا در شرایط ساکت، کلرید، یون‌های فلوراید و رسوبات نمکی و مواد معدنی توده‌ای قابل شستشو نیست. دیواره‌ها{36}} میسلیوم، پروتئین و ذرات معدنی ته نشین می‌شوند و یک بیوفیلم ضخیم تشکیل می‌دهند که همه مواد خورنده را در زیر لایه فیلم می‌پوشاند. این منجر به یک چرخه خوردگی{109}}خودتقویت‌شونده می‌شود که با CIP یک دسته{115} سنتی غیرقابل اجتناب است. ## 2. تخریب پیشرونده خوردگی در منطقه مرده ماده ای که مخصوص آن است ### لوله های حرارتی ساخته شده از فولاد ضد زنگ 316 فولاد ضد زنگ به شدت مستعد غنی سازی کلرید در مناطق مرده است. شکاف های جوش و شکاف های فلنج نواحی معمولی راکد هستند. پوشش بیوفیلم اکسیژن را کاهش می دهد و کلرید به دام افتاده در لایه غیرفعال کروم آسیب دیده نفوذ می کند تا حفره های عمیق ایجاد کند. غلظت کلرید منطقه مرده محلی ممکن است از 500 پی پی ام تجاوز کند، علیرغم این واقعیت که کلرید کلی محیط با استاندارد 50 پی پی ام مطابقت دارد. از طریق{119}}نشت دیوار در فلنج‌ها و پایین دسته‌های لوله بسیار زودتر از طول عمر طراحی رخ می‌دهد، اگر مناطق مرده در طول کار{120} درازمدت حذف نشوند. ### لوله های گرمایش تیتانیوم از مناطق مرده درجه 2 به طور کامل عرضه اکسیژن را قطع می کنند، علیرغم این واقعیت که تیتانیوم به اکسیژن محلول بیشتر یا مساوی 8 میلی گرم در لیتر برای تکمیل خود تعمیر فیلم TiO2 متکی است. بیوفیلم در شکاف‌های راکد، فلوراید را در سیستم جذب می‌کند و در نتیجه نوارهای حکاکی سفید شیری حلقوی در اطراف فلنج‌ها و انتهای لوله‌های کور ایجاد می‌شود. آسیب انحلال فیلم موضعی توسط داده های نظارت بر اکسیژن محلول در جریان اصلی روزانه پنهان می شود. فقط اسکن پتانسیل الکتروشیمیایی تمام لوله سه ماهه می تواند نقاط خوردگی ناحیه مرده کم پتانسیل ثابت را شناسایی کند. ### هیترهای با پوشش PFA چسباندن رسوبات به سطوح صاف و دست نخورده PFA دشوار است. با این حال، جریان کم منطقه مرده، ذرات معدنی و بیوفیلم را قادر می‌سازد تا در خراش‌های پوشش جمع شوند. هر چرخه حرارت، قلیایی به دام افتاده را تبخیر می کند و فشار انبساط ایجاد می کند که به تدریج تاول های پنهان را منبسط می کند. مایع تمیز کننده قلیایی باقیمانده در لایه های خراش مهر و موم شده است. تاول‌ها در مناطق مرده در طول نظارت بصری روزانه قابل تشخیص نیستند، و پس از پاره شدن، زنگ‌زدگی بستر فولاد کربنی، آبگوشت تخمیر را آلوده می‌کند و نیاز به حذف دسته‌ای دارد. لوله های گرمایش شیشه کوارتز مناطق مرده پس از شستشوی ناقص CIP، مایع قلیایی باقیمانده را به دام می اندازند، علیرغم اینکه کوارتز در برابر اسید و فلوراید مقاوم است. بیوفیلم استاتیک به طور دائم شبکه‌های کریستالی دی اکسید سیلیکون را حکاکی می‌کند تا با قفل کردن یون‌های هیدروکسید، لایه‌های مات ناهمواری را تشکیل دهد. رسوبات و بقایای قلیایی اضافی توسط سطوح ناهموار یخ زده جذب می شوند. پارگی شکننده ناگهانی لوله‌های کوارتز در طول راه‌اندازی گرمایش به آسانی با تمرکز تنش داخلی در موقعیت‌های ناحیه مرده یخ زده در طول چرخه‌های حرارتی مکرر سرد و گرم ایجاد می‌شود. ## 3. عیوب معمول طراحی و عملیات منطقه مرده در سایت ### نقص های طراحی (علت اولیه رکود دائمی) 1. دریچه های پای بلند مرده، کلاهک انتهای شاخه های استفاده نشده بدون خروجی تخلیه، و لوله های کور افقی. 2. بخش های افقی پایین دسته لوله بدون خطوط لوله گردش کمکی، زانوهای ناگهانی 90 درجه با شعاع کوچک. 3. فلنج بیش از حد باریک است و در نتیجه واشرهای ضخیم ایجاد می شود که شکاف های راکد پنهانی بین واشر و دیواره لوله ایجاد می کند{74}} ارتفاع خط لوله که غیر منطقی است و همچنین عدم وجود دریچه های تخلیه خودکار و نقاط تجمع مایع کم است. ### خطرات منطقه مرده که با عملکرد نادرست عملیاتی تشدید می‌شوند 1. سرعت جریان CIP زیر آستانه ایمن مواد است و نیروی آبشستگی برای حذف رسوبات منطقه مرده کافی نیست. 2. تخلیه ناقص اسید/قلیای باقی‌مانده در مناطق راکد، کاهش زمان نگهداری آبکشی. 3. درازمدت آماده به کار متوسط ​​استاتیک، رسوب در مناطق غیر فعال کم جریان به طور مداوم تجمع می یابد. 4. جریان کلی در نتیجه انسداد فیلتر کاهش می‌یابد، که باعث کاهش بیشتر قدرت آبشستگی سیال در موقعیت‌های منطقه مرده می‌شود{82}} طرح کامل حذف منطقه مرده حلقه بسته و طرح کنترل ضد خوردگی ### مرحله 1: پیاده‌سازی تبدیل سخت‌افزار خط لوله برای از بین بردن مناطق راکد و راکد ذاتی در انتهای لوله‌ها و قسمت‌های انتهایی راکد. پایه‌های مرده کوتاه لازم را با طول حداقل 1.5 برابر قطر لوله نگه دارید و دریچه‌های تخلیه پایینی را نصب کنید{89}} برای از بین بردن گوشه‌های راکد با جریان کم دیوار داخلی، همه زانوهای تیز زاویه راست را با زانوهای منحنی با شعاع بزرگ جایگزین کنید. 3. لوله‌های کمکی مستقل، لوله‌های گردشی کوچک، لوله‌ها و لوله‌ها را در پایین لوله‌ها نصب کنید. بخش هایی برای تضمین گردش کامل سیال. 4. انتخاب واشرها را استاندارد کنید: واشرهای PTFE الاستیک نازک برای کاهش فضای به دام افتادن رسوب و به حداقل رساندن شکاف های آب بندی فلنج. ### مرحله 2: بهینه سازی پارامترهای فرآیند CIP برای افزایش پاکسازی منطقه مرده 1. سرعت جریان دیوار را در محدوده ایمن مواد حفظ کنید و در پایان هر چرخه CIP، پاکسازی پالس با جریان بالا را به مدت 5 دقیقه اجرا کنید تا بر رسوب منطقه مرده تأثیر بگذارد{100}} افزایش زمان نگهداری برای چند مرحله‌ای برای شست‌وشوی چند مرحله‌ای و تعیین نقطه پایان شست‌وشو بر اساس H/P از بین بردن اسید و قلیایی باقیمانده در شکاف‌های راکد{102}} تجمع بیوفیلم و رسوبات نمک معدنی در مناطق غیرفعال از طریق گردش ماهیانه ترشی اسیدی افزایش یافته حذف می‌شود. ### مرحله 3: مشخصات عملیات تولید استاندارد 1. با فعال کردن گردش مداوم با سرعت کم برای مدارهای آماده به کار و ممنوعیت حفظ طولانی مدت استاتیک متوسط، از رسوب رسوب جلوگیری کنید. دو چرخه کامل CIP برای از بین بردن رسوبات و زباله هایی که در مناطق مرده در هنگام خاموش شدن انباشته شده اند. مرحله 4: بازرسی منظم خطرات خوردگی منطقه مرده با تمرکز خاص. پتانسیل سه ماهه و آزمایش ضخامت دیوار اولتراسونیک برای موقعیت های راکد. 2. بخاری‌های با پوشش PFA: اسکن حرارتی ماهانه مادون قرمز برای شناسایی مناطق سرد تاول‌هایی که در نتیجه نفوذ قلیایی منطقه مرده هستند{116}} لوله‌های کوارتز: هر دو هفته یکبار بازرسی‌های عبور نور انجام دهید تا درجه یخ زدگی منطقه مرده را تعیین کنید و در صورت مشاهده تغییر رنگ مات، تمیز کردن اسید را ترتیب دهید. ## خلاصه اجرایی آسیب روی هم قرار گرفته از خوردگی سلولی با غلظت اکسیژن و غنی‌سازی موضعی یون‌های خورنده برای همه مواد لوله‌های گرمایشی توسط مناطق مرده خط لوله ایجاد می‌شود که محیط‌های ریز راکد غیرقابل اجتنابی را ایجاد می‌کنند. قطع اساسی منابع خوردگی منطقه مرده، حذف خطرات نشتی اولیه پنهان بسته‌های لوله گرمایش، و افزایش قابل توجه طول عمر کلی تجهیزات را می‌توان از طریق تغییر سخت‌افزار برای حذف ساختارهای راکد ذاتی، بهینه‌سازی فرآیندهای فلاشینگ CIP با جریان بالا، و عملکرد استاندارد آماده به کار ضد استاتیک به دست آورد.