Како елиминисати корозију стагнације ваздушних мехурића на титанијумским грејним цевима у затвореним резервоарима за ферментацију

# Документ: Технички број артикла. 68 ## Наслов: Методе за спречавање стагнације ваздушних мехурића и корозије на титанијумским грејним цевима у затвореним посудама за ферментацију Када се загреје, растворени ваздух ће се одвојити у мале мехуриће у посудама за ферментацију које су потпуно затворене. Гасна-течна двофазна зона стагнирања се формира када се ове капљице приањају за спољни зид титанијумских грејних цеви током дужег периода. Непрекидни течни филм неопходан за само-поправку пасивног филма од титанијум диоксида уништава ово јединствено микроокружење, које изазива локализовану концентрисану питтинг корозију. Ова корозија се често манифестује на горњој половини тела цеви и на врху грејних склопова са прирубницама. Овај чланак пружа свеобухватну анализу механизма корозије због стагнације мехурића и пружа свеобухватан скуп решења за пројектовање конструкција и радна подешавања како би се суштински елиминисале опасности од задржавања мехурића. ## 1. Механизам корозије за устајале мехуриће ваздуха на титанијумским површинама 1. Непотпуна поправка пасивног филма је последица повременог снабдевања кисеоником. Отворени кисеоник у течној фази се изолује из области прекривене мехурићима{12}}. Дотични пасивни филм ТиО₂ није у могућности да се напуни кисеоником како би се залечиле огреботине и истањена подручја. Течност{15}}прекривен зид цеви је нетакнута катода-богата кисеоником, док област покривена мехурићем-постаје активна анода са недостатком кисеоника-што доводи до само{19}}галванске корозије на истој титанијумској цеви. Циклус за циклусом, корозионе пукотине настављају да се шире надоле. 2. Обогаћивање концентрације растворене супстанце на ивицама мехурића Гас-течност граница мехурића је место непрекидног испаравања течности. Као резултат, органска киселина, хлорид и шећерне супстанце се таложе и акумулирају дуж прстена мехурића, што доводи до формирања високо концентрисане микрозоне која је веома корозивна. Ова микрозона убрзава локализовано нагризање матрице. 3. Пасивни филм доживљава ломове топлотног стреса који се смењују између сувих и влажних услова. Периодично смењивање контакта сувог гаса и потапања влажне течности на површину цеви је узроковано ширењем и контракцијом мехурића као одговор на температурне флуктуације. Густе микропукотине настају понављаном применом напона затезања и притиска на крхки пасивни филм, који заузврат ствара канале за продирање корозивних јона. ## 2. Примарни фактори који доприносе стагнацији мехурића 1. Распоред инсталације цеви за грејање је неразуман. Најтежи сценарио акумулације мехурића подразумева хоризонталну уградњу дугих титанијумских грејних цеви. Мехурићи се пењу и акумулирају на горњем луку цеви, чинећи их неспособним да побегну. Мехурићи који се издижу изнад склопа такође су заробљени цевима које су постављене преблизу врху резервоара. 2. Неадекватна брзина протока средње циркулације Микромехурићи произведени загревањем не могу да се уклоне статичким или ниским-протоком течности. Ефекат рибања на површини цеви се губи када је брзина протока мања од 0,6 м/с. 3. Густина површинске снаге која је превелика Капацитет протока течности да транспортује мехуриће је значајно премашен високим топлотним оптерећењем, које тренутно ствара велики број малих мехурића паре, што доводи до кумулативног покривања мехурића{3} статички рад у затвореној посуди У недостатку континуиране циркулације аерације, растворени гас није у могућности да се испусти из система, а нови мехурићи се континуирано одвајају током загревања. 5. Слепе области за хватање мехурића се формирају удубљеним ојачањем завара и празнинама између ПТФЕ носача и локалних мртвих зидова цеви. Ове области су места где се мали мехурићи акумулирају и спајају у велике упорне ваздушне џепове. ## 3. Оптимизација структуралног дизајна ради спречавања задржавања мехурића 1. Повећајте нагиб инсталације цеви за грејање. Титанијумске грејне цеви морају бити постављене са нагибом од 10 степени до 15 степени нагоре од краја прирубнице до слободног краја; забрањено је хоризонтално уређење. Мехурићи се пењу до површине течности резервоара ради пражњења клизањем дуж косих површина цеви до слободног краја. Вертикални распоред цеви је оптималан избор за мале{51}}контејнере, јер практично елиминише накупљање мехурића{52}} Проширите растојање између врха резервоара и снопова цеви. Вертикална удаљеност између врха групе цеви за грејање и минималног нивоа радне течности не сме бити мања од 300 мм, обезбеђујући довољно простора за излазак мехурића нагоре. 3. Контактне површине завара и потпоре су полиране до глатке завршне обраде. Избрусити све заварене шавове до глатког прелаза лука без избоченог ојачања; изаберите ПТФЕ носаче са широким-површинским обликом лука да бисте спречили конкавне празнине које хватају мехуриће. 4. Инсталирајте преграде за вођење протока око цеви за грејање. Да бисте створили спирални ток течности за рибање око зида цеви, поставите одводне плоче на узводну страну снопа цеви. Ово ће континуирано уклањати причвршћене микромехуриће. ## 4. Стандардизована контрола рада како би се минимизирало стварање и задржавање мехурића 1. Регулација разумне површинске густине снаге Да би се смањила количина загревања-раздвојених микромехурића, густина снаге затворених резервоара за ферментацију је смањена за 20% у поређењу са отвореним резервоарима, према{}стандардном дизајну високог оптерећења{66} средњег оптерећења{66} брзина циркулационог протока од најмање 1,0 м/с. Пре загревања, активирајте циркулациону пумпу како бисте обезбедили да се формира стабилна течност; важно је да се избегне једно статичко грејање без циркулације. 3. Континуирано благо проветравање током култивације на константној температури Промоција укупног мешања течности, испуштање презасићеног раствореног гаса из резервоара и смањење нових таложења мехурића на зиду цеви су олакшани траговима аерације компримованог ваздуха Да би се спречило тренутно повећање температуре под притиском{71} мехурића као резултат наглог повећања температуре, препоручује се да се процес загревања одвија брзином мањом од или једнаком 3 степена/мин током фазе покретања. 5. Константно испухивање резервоара током одржавања Да би се смањила засићеност раствореног гаса у медијуму и испустио акумулирани гас у горњем делу резервоара, издувни вентил резервоара треба отворити на свака три дана{7} 101 дана{7} издувни вентил{7} ## 5. Инспекција корозије са стагнацијом мехурића и техника процене По завршетку одржавања пражњења резервоара, користите јако светло да бисте прегледали површину цеви: - Типична карактеристика: тамно сива зона корозије у облику прстена, распоређена по горњем полукругу са хоризонталним дугим цевима,{9} стаза. - Испитивање електрохемијског потенцијала: Потенцијал покривене површине мехурића је 80–120 мВ нижи од доњег подручја урањања у течност исте цеви, што указује на озбиљно оштећење пасивног филма. - Ултразвучно мерење дебљине: Губитак дебљине зида горњег лука је знатно већи од оног на дну цеви.|Извор опасности од стагнације мехура|Циљана мера елиминације|Цоре Еффецт|| ----|----|----|| Хоризонтални распоред цеви за хватање мехурића|Инсталирајте цеви са нагибом од 10 до 15 степени нагоре или вертикалним распоредом|Мехурићи клизе и излазе без дуготрајног везивања за површину|Низак проток течности није у стању да скине микромехуриће|Одржавајте проток циркулације од 1,0 м/с или више и инсталирајте преграде за вођење протока.|Континуирано чишћење течности елиминише новонастале ситне мехуриће.|Преципитација масе мехурића велике густине снаге.|Смањите површинску густину снаге за 20% за затворене резервоаре.|Сузбијање тренутног одвајања мехурића великих размера.|Статички затворени резервоар презасићеног раствореног гаса.|Континуирано микро-аерација + редован издув резервоара.|Смањите садржај раствореног гаса да бисте смањили стварање мехурића.|Мехур у завару/подпорном зазору Двофазне микрозоне са недостатком кисеоника гас-течност формирају се од устајалих ваздушних џепова на грејним цевима од титанијума, што доводи до самогалванске локализоване питинг корозије. Да би се спречило дуготрајно везивање мехурића на зид цеви, основно решење се састоји од косог структуралног распореда цеви, циркулационог чишћења велике брзине, дизајна са малим топлотним оптерећењем и континуираног рада аерације. Правовремено откривање раних дефекта мехурасте корозије и спречавање квара на цурење кроз зид титанијумских грејних цеви може се постићи редовним визуелним прегледом и потенцијалним тестирањем током одржавања.