Cum amplifică temperatura viteza de coroziune a tuburilor de încălzire din diferite materiale

# În ce mod crește temperatura viteza de coroziune în conductele de încălzire compuse din diferite materiale? Temperatura este un factor fundamental care accelerează viteza de coroziune electrochimică și chimică în sistemele de circulație de încălzire prin fermentație. Fiecare material al tubului de încălzire posedă structuri de protecție distincte, care au ca rezultat grade diferite de accelerare a coroziunii pe măsură ce temperatura crește. Durata de viață a aparatului este redusă semnificativ, iar riscul de contaminare mediu este crescut de încălzirea constantă prin fermentație și de dezinfecția CIP necorespunzătoare la temperatură înaltă-. Caracteristicile de coroziune la temperatură ale celor patru materiale de încălzire anticorozive principale sunt cuantificate în tabelul de mai jos.|Material tubul de incalzire|Temperatura centrală-Mecanism de coroziune accelerată|Multiplicator al ratei de coroziune la 10 grade|Pragul de temperatură periculoasă critică|Schema standard de control al temperaturii|| ----|----|----|----|----|| Oțel inoxidabil 316|Temperatura ridicată crește penetrarea ionilor de clorură; alcalii fierbinți descompune filmul pasiv de crom|de 2,2–2,5 ori|Curățare alcalină Mai mare sau egală cu 60 de grade|CIP alcalin fierbinte limitat la Mai puțin sau egal cu 55 de grade|| Titan de gradul 2|Căldura ridicată reduce solubilitatea oxigenului dizolvat, slăbind auto-repararea filmului de TiO₂; accelerează dizolvarea peliculei de fluor|1,8–2,0 ori|Mediu + fluor Mai mare sau egal cu 0,1 ppb la Mai mare sau egal cu 70 de grade|Exploatație de fermentație Mai puțin sau egal cu 65 de grade , CIP Mai mic sau egal cu 70 de grade|| Tub de cuarț|Reacția alcalin-dioxid de siliciu se bazează pe energia termică pentru a rupe legăturile covalente Si-O|de 3,0–3,5 ori|Orice contact alcalin Mai mare sau egal cu 50 de grade|Izolare fizică completă de toate conductele alcaline|| Încălzitor cu căptușeală PFA|Expansiunea termică creează micro goluri în interiorul acoperirii fluoroplastice, permițând alcalii să se infiltreze între acoperire și baza de oțel|de 1,5–1,7 ori|Funcționare continuă pe termen lung Mai mare sau egal cu 90 de grade|Pic de dezinfecție Mai puțin sau egal cu 85 de grade, este necesară o perioadă de răcire lentă de 40 de minute după procesul de curățare. # 1. Regula generală a principiului de accelerare a coroziunii Cinetica reacțiilor chimice guvernează toată coroziunea; pe măsură ce temperatura crește, la fel crește și frecvența coliziunilor moleculare și activitatea ionică, crescând astfel eficacitatea reacției. Pentru tuburile metalice care sunt ecranate cu pelicule pasive, reacția de eroziune este accelerată și stratul protector este deteriorat în același timp de căldură ridicată. Descompunerea chimică și oboseala mecanică structurală sunt exacerbate separat de temperatură în materialele de acoperire cu cuarț și polimer. ## 2. Analiza detaliată a fiecărui material ### Oțel inoxidabil 316 O peliculă pasivă subțire de oxid de crom servește drept barieră anticorozivă. Ionii de clorură sunt capabili să intre mai ușor și mai rapid în microfisurile filmului, rezultând în formarea celulelor locale de coroziune, pe măsură ce temperatura crește. Filmul pasiv continuu de pe suduri este îndepărtat direct la căldură ridicată odată ce temperatura de curățare alcalină depășește 60 de grade. Spre deosebire de durata de viață tipică de 2-3 ani în conformitate cu standardele de control al temperaturii, frecarea sudurii va deveni evidentă în decurs de jumătate de an dacă nivelurile de clorură rămân aproape de pragul critic de 50 ppm în timpul funcționării pe termen lung la supratemperatură. ### Filmul de protecție TiO₂ al titanului de gradul 2 este regenerat de oxigenul dizolvat. Ciclul de auto-reparare a peliculei zgâriate sau ușor erodate este întrerupt de scăderea semnificativă a capacității de oxigen dizolvat a apei la temperaturi ridicate. Reacția chimică dintre fluorură și dioxidul de titan este accelerată de temperatura ridicată în prezența urmelor de fluorură în mediu. Această reacție are ca rezultat producerea de fluorură de titan solubilă și o gravare uniformă a întregului perete al tubului. După luni de circulație la temperatură ridicată, chiar și fluorul care este sub pragul de alarmă va acumula daune severe de subțiere a pereților. ### Tub de cuarț Rețeaua covalentă siliciu-oxigen a Quartzului este rezistentă la fluor și acid la orice temperatură de fermentație; cu toate acestea, reacția de gravare cu lichid alcalin necesită energie termică. Rata coroziunii alcaline este triplată pentru fiecare creștere cu 10 grade a temperaturii. Un scurt contact accidental cu alcalii la temperatura camerei are ca rezultat formarea de pete slabe mate. Cu toate acestea, aceeași concentrație de alcali la o temperatură de peste 60 de grade formează rapid straturi dense înghețate, care reduc rezistența structurală a cuarțului și inițiază fisurarea șocului termic în timpul fluctuațiilor de temperatură. ### Încălzitor cu acoperire PFA Stresul intern este generat în interiorul acoperirii ca rezultat al expansiunii repetate la temperatură ridicată și al contracției la rece, în ciuda faptului că fluoroplasticul PFA este inert din punct de vedere chimic. Micro-spațiile dintre substratul din oțel carbon și straturile de acoperire sunt mărite de o temperatură mai ridicată, ceea ce permite detergentului alcalin să se filtreze în interior și să formeze blistere. Blisterele se sparg în timpul ciclurilor prelungite de supra-temperatură, permițând oțelului de bază să producă rugina. Acest lucru contaminează bulionul de fermentație și contravine standardelor de puritate GMP. ## 3. Recomandări practice pentru controlul producției 1. Pentru a preveni creșterea arbitrară a temperaturii de către operatori, pe dulapurile de control al încălzirii trebuie instalate dispozitive de blocare a temperaturii pentru a asigura temperatura maximă de curățare și fermentare în conformitate cu materialul tubului timp de reținere; pentru sistemele cu titan, creșteți volumul de aerare la temperaturi ridicate pentru a compensa reducerea oxigenului dizolvat; pentru echipamentele cu cuarț, interziceți în mod riguros interconectarea conductelor alcaline. O măsură anticorozivă eficientă și cu costuri reduse, limitarea științifică a temperaturii încetinește substanțial coroziunea amplificată de temperatură, extinde ciclul de service al tuburilor de încălzire și previne scurgerile bruște și pierderile de deșeuri medii în rezervorul plin.