סכנות של עודף יוני כלוריד לארבעה סוגים של צינורות חימום תסיסה

# הסכנות של עודף יוני כלוריד בארבעה סוגי צינורות חימום תסיסה יוני כלוריד נמצאים בכמויות עצומות במי תהליך, במצע תרבית ובכימיקלים לניקוי. יוני כלוריד יחדרו לשכבות הגנה, יתחילו קורוזיה בבור או החלדת מצע עקיף, ויפחיתו משמעותית את חיי השירות של צינורות חימום כאשר ריכוזם עולה על הסף הבטוח של חומר הצינור. הטבלה שלהלן מארגנת את מגבלות הריכוז הבטוחות, מנגנוני הקורוזיה, מחזורי הכשל ופתרונות הבקרה הממוקדים עבור כל חומר.|חומר צינור חימום|מגבלת כלוריד בטוחה לטווח ארוך-|מנגנון קורוזיה הליבה של -הגבלת כלוריד|מחזור כשל טיפוסי|אמצעי בקרת מקור|| ----|----|----|----|----|| 316 נירוסטה|פחות או שווה ל-50 עמודים לדקה|Cl⁻ מחליף חמצן על סרט פסיבי כרום, שובר את המשכיות הסרט; מצטבר בחריצי ריתוך ויוצרים-תאי גלילה קטליטיים עצמיים|אוסמוזה הפוכה/חילופי יונים עבור מי תהליך; לאסור כלור-חומרי חיטוי עשירים|דרך-ריתוך בקירות בתוך 2-4 חודשים|טיטניום דרגה 2|פחות או שווה ל-200 עמודים לדקה|כלוריד לבדו בקושי שוחק סינרגיות שלמות עם חמצן מומס מוגבל או פלואוריד כדי להחמיר את חריטת שריטות; סרט TiO₂|כתמי תחריט חלבי מפוזרים תוך 3 חודשים|שמור ברציפות על DO גדול או שווה ל-8 מ"ג/ליטר; לבודד צינורות פלואוריד|| מחמם מצופה PFA|אין קורוזיה ישירה לבטנת PFA|כלוריד מחלחל לשריטות ציפוי כדי להגיע למצע פלדת פחמן, מאיץ את יצירת החלודה והרחבת שלפוחיות בין השכבות|זיהום מתכת כבד בינוני תוך 4 חודשים לאחר נזקי שריטות ציפוי|מסננים עדינים-דו-שלביים למניעת שריטות של חלקיקים; שטיפה מלאה-רב שלבית|| זכוכית קוורץ|אין קורוזיה כימית ישירה|מלחי כלוריד משקעים וסופחים שאריות אלקליות, ויוצרים אזורים מקומיים-אלקליים גבוהים- כדי להחמיר את ציפוי הקוורץ|צבע מט לא אחיד לאחר עשרות אצוות|זרימת חומצה מלאה חודשית להסרת מצבורי מלח כלוריד|## 1. עקרון הקורוזיה הכללי של יוני כלוריד ליוני כלוריד יש יכולת ספיחה וחדירה חזקה: 1. שלמות המחסום המגן נפגעת מכיוון שיוני כלוריד מתחברים עדיפות לפגמים זעירים בציפויים פסיביים של מתכת, מחליפים אטומי חמצן ויוצרים כלורי מתכת מסיסים של הסרט, מרוכז תמידי בתוך בורות קורוזיה, וכתוצאה מכך מיקרו-סביבה סגורה, pH נמוך- ו-כלוריד גבוה. מיקרו-סביבה זו מאיצה את התפשטות הבור במחזור-עצמי של הגברה. 3. מחזורי CIP קונבנציונליים אינם מסוגלים להסיר לחלוטין שאריות מלח כלוריד הכלואות באזורים מתים, מרווחי אטמים ושריטות ציפוי. זה גורם להיווצרות נקודות הפעלה קבועות של קורוזיה שנוצרות כתוצאה מחימום וקירור חוזרים ונשנים. 2. ניתוח נזקים מתקדם ספציפי לחומר ### 316 פלדת אל-חלד (הרגישה ביותר לשחיקת כלוריד) ליוני הכלוריד יש התנגדות חלשה רק על ידי הסרט כרום של תחמוצת פלדה אל חלד316 פסיבית. כאשר ריכוז הכלוריד עולה על 50 ppm: כלוריד יוצר מיקרו- בורות על ידי חדירת מועדפת לסרט הפסיבי הדק על תפרי ריתוך. ריכוז הכלוריד בתוך בורות גבוה עשרות מונים מזה של המדיום בתפזורת, עקב השמירה על המדיום הסטטי, כיסוי ביופילם וטמפרטורות גבוהות. בורות מוגדלים בהדרגה במהלך כל מחזור תרמי התחלה{101}}עצירה. בהיעדר פסיבציה{105}}לא מקוונת חצי שנתית, בורות יחדרו במהירות לקיר הצינור, וכתוצאה מכך דליפה בינונית ופירוק אצווה. הגורם העיקרי לכשל בטרם עת של צינורות חימום מנירוסטה הוא מים גולמיים תת-קרקעיים גבוהים-. ### טיטניום דרגה 2 (עמידות לכלוריד חזקה מטבעה) טיטניום הוא החומר המועדף לתהליכי תסיסה של מלח- גבוהים, בשל סרט הפסיבציה הצפוף שלו TiO₂, שיכול לעמוד בריכוזי כלוריד גבוהים באופן עצמאי. בשתי נסיבות שליליות, כלוריד מטיל סיכונים מרוכזים: 1. חמצן שהומס מתחת בריכוז של 8 מ"ג/ליטר, הסרט הפגוע בשריטות אינו מסוגל לתקן את עצמו, וכלוריד מצטבר ליצירת חללי תחריט מקומיים. 2. דו-קיום של שאריות פלואוריד מואץ על ידי פירוק פלואוריד: וכתוצאה מכך נוצרת חריטה מעורפלת בצבע לבן חלבי בשטח גדול על קירות הצינור. מערכות טיטניום נדרשות לווסת קפדנית את זיהום הפלואוריד, גם אם רמות הכלוריד נמוכות משמעותית ממגבלת הבטיחות של 200 ppm. ### מחמם עם ציפוי PFA הציפוי השלם אינו נתון לנזקי כלוריד, מכיוון ש-PFA fluoroplastic בלתי חדיר לחלוטין ליוני כלוריד. רק כאשר השריטות חודרות לציפוי מתעוררים סיכונים: המדיום המכיל כלוריד ונוזל הניקוי נספגים במרווחי השריטות ונבלעים בין מצע פלדת הפחמן ל-PFA. היווצרות חלודה של המצע מזורזת על ידי כלוריד בחימום, והציפוי נדחק החוצה על ידי לחץ התפשטות החלודה, וכתוצאה מכך נוצרים נגעים סמויים. אינדיקטורים מוגזמים של מתכות כבדות ואצוות כושלות הם תוצאה של ערבוב ברזל כלוריד לתוך מרק התסיסה כאשר שלפוחיות נקרעות. ### קוורץ זכוכית קוורץ לא ניתן לחרוט ישירות על ידי יוני כלוריד, מכיוון שהם אינם מסוגלים להגיב כימית עם דו תחמוצת הסיליקון. ספיחה פיזית היא הסכנה הסמויה: מלחי כלוריד משקעים ונצמדים לדפנות הצינור לאחר התאדות מים במהלך המתנה סטטית. המשקעים הגבישיים לוכדים שאריות של נוזל ניקוי אלקליני, וכתוצאה מכך נוצרים אזורי מיקרו מקומיים בעלי רמת אלקליות גבוהה החורטים ברציפות קוורץ למשטח מט חלבי. פרוסטינג מפחית את ההתנגדות לפגיעה תרמית וחוזק מבני. משקעי מלח כלוריד ניתנים להסרה מוחלטת באמצעות זרימת חומצה סדירה, ובכך לבטל את הסיכון העקיף הזה. ## 3. מקורות נפוצים באתר לעודף כלוריד 1. המדיום מוכן באמצעות מים עירוניים לא מעובדים או מים גולמיים תת-קרקעיים המכילים ריכוז גבוה של כלוריד טבעי. 2. תמיסות תסיסה המכילות כמות מופרזת של חנקן המכילים כלוריד, זרחן ותוספי יסודות קורט ממושכים של כלורין{78} ניקוי CIP מביא להצטברות של שאריות כלוריד באזורים מתים של צינורות. 4. זרימה חוזרת של מי שפכים בעלי מליחות גבוהה למערכת אספקת המים בתהליך, מה שגורם לזיהום צולב. 5. משקעי מלח כלוריד והעשרה מקומית תחת ביופילם הם תוצאות של שימור ממושך של מדיום סטטי. ## 4. אמצעים ליירוט ובקרה של כלוריד במהלך התהליך המלא ### טיפול במי מקור ייצב כלוריד שפכים עד לפחות או שווה ל-30 ppm עבור לולאות נירוסטה על ידי התקנת אוסמוזה הפוכה או שרף חילופי יונים במי ההכנה המדיום. קווי טיטניום יכולים להרגיע את הסטנדרט עד לפחות או שווה ל-150 עמודים לדקה. ### בדיקת חומר גלם נכנסת לפני האכלה, הערך את תכולת הכלוריד של כל חומרי הגלם הבינוניים; לדחות כל חומרי גלם החורגים מהמגבלה שצוינה עבור קווי ייצור נירוסטה. #### אופטימיזציה של פורמולות ניקוי CIP בטל את השימוש הממושך בחומרי חיטוי בעלי כלור עתיר כלור והחלף אותם בחומרי ניקוי אלקליים ללא כלור. כדי להסיר שאריות מלח כלוריד מאזורים מתים, הארך את משך ההחזקה של תהליך השטיפה הרב-שלבי. ### ניהול תפעול מבודל 1. קווי נירוסטה: כדי לתקן סרט פסיבי שניזוק מכלוריד, השתמשו בפסיבציה חצי שנתית והימנעו מהחזקת בינונית סטטית ארוכה. 2. קווי טיטניום עם כלוריד גבוה: שמרו על אוורור בקצב קבוע למשך 24 שעות כדי למנוע מחמצן נמוך + כלוריד ושמירה על קורוזיה שווה לכלוריד או DO. מ"ג/ליטר. 3. ציוד חימום PFA: חיזוק יסודי של סינון חזיתי כדי למנוע שריטות בציפוי ולמנוע מגע של כלוריד עם מצע פלדת פחמן. 4. לולאות קוורץ: ערכו מחזור חומצה מלא על בסיס חודשי כדי להסיר משקעי מלח כלוריד ולהפחית נזקים עקיפים של ציפוי אלקלי. ### ניטור סיור יומי תיעד את ריכוז הכלוריד של מי התהליך ונוזל התסיסה על בסיס יומי. הגדל את תדירות ניקוי ה-CIP ולוחות זמנים לבדיקת תחזוקה מוקדמת לאחר שעברו את סף הבטיחות של החומר. ## תקציר מנהלים קורוזיה בבור נירוסטה נוצרת בעיקר על ידי יוני כלוריד. הם אינם פוגעים ישירות בטיטניום, PFA או קוורץ; במקום זאת, הם מייצרים סכנות נסתרות מעל, כולל שריטות מצופות, לא מספיק חמצן מומס ושאריות אלקליות. כדי למנוע קורוזיה מואצת שנגרמה מכלוריד ולהאריך את חיי השירות המלאים של צרורות צינורות חימום, האמצעי העיקרי הוא לווסת ריכוז הכלוריד בטווחים בטוחים ספציפיים לחומר באמצעות טיפול במים, סינון חומרי גלם וניקוי סטנדרטי.