סכנות של ריכוז יוני כלורידי גבוה מדי לארבעה סוגי צינורות חימום תסיסה

# סכנות של ריכוז יוני כלורידי גבוה מדי בארבעה סוגי צינורות חימום תסיסה נוכחות יוני כלוריד נפוצה במצעי תרבית, מי הכנה וחומרי ניקוי. כלוריד חודר לשכבות הגנה, יוזם קורוזיה וחרחורים אחידים ומפחית משמעותית את חיי השירות של תנורי חימום כאשר הריכוז עובר את סף בטיחות החומר. הטבלה הבאה מספקת סיכום של מגבלות הסבילות לכלוריד, מנגנוני קורוזיה, מחזורי כשל ואסטרטגיות בקרה עבור כל חומר צינור חימום.|חומר צינור חימום|מגבלת כלוריד בטוחה לטווח ארוך-|מנגנון קורוזיה של ליבת כלוריד|מחזור כשל טיפוסי ב-הגבלת כלוריד|אמצעי בקרת מקור|| ----|----|----|----|----|| 316 נירוסטה|פחות או שווה ל-50 עמודים לדקה|Cl⁻ הורס סרט פסיבי כרום, חודר סדקים של הסרט ליצירת תאי בור מקומיים; ריתוכים הם נקודות קורוזיה עדיפות|דרך-בור ריתוך קיר תוך 2-4 חודשים|התקן ריכוך מים + שרף חילופי יונים למי הכנה; הגבלת כלוריד-המכיל תוספי ניקוי|| טיטניום דרגה 2|פחות או שווה ל-200 עמודים לדקה|לכלוריד לבדו יש קורוזיה חלשה; מתחברת עם מספיק חמצן/פלואוריד מומס כדי לחסום תיקון-עצמי של סרט TiO₂, להרחיב בורות תחריט של שריטות|כתמי תחריט חלבי מפוזרים תוך 3 חודשים|מערכת אספקת מים עצמאית ללא מים גולמיים עם-כלוריד גבוהה; לשמור על חמצן מומס גדול או שווה ל-8 מ"ג/ליטר בכל עת|| מחמם מצופה PFA|ללא הגבלה (מאיים רק על המצע)|הכלוריד אינו שוחק PFA עצמו; מחלחלת דרך שריטות ציפוי כדי להגיע לבסיס פלדת פחמן, משרה חלודה במצע ושלפוחיות בין-שכבות|זיהום חלודה של מדיום תוך 4 חודשים משריטת הציפוי|מסנן עדין דו-שלבי למניעת נזק לשריטות חלקיקים; שטיפה מלאה- רב-שלבית להסרת שאריות כלוריד בשריטות|| זכוכית קוורץ|• ללא סיכון קורוזיה כלוריד|יוני כלוריד אינם מגיבים עם דו תחמוצת הסיליקון; רק כלוריד נספג לוכד שאריות אלקליות כדי להחמיר נזקי כפור|אין סיכון ישיר לחריטת כלוריד|זרימת חומצה סדירה להסרת מצבורי מלח כלוריד נספג|## 1. העיקרון הכללי של קורוזיית כלוריד ליוני כלורי יש יכולת ספיחה וחדירה יוצאת דופן: 1. המשכיות של סרטי הגנה מופרעת מכיוון שיוני כלוריד נספגים באופן מועדף על מיקרו-פגמים של סרטים פסיביים של מתכת, ומחליפים אטומי חמצן בשכבות{{80} כלוריות מתכות מסיסות{9}. מחזור-מזרז עצמי, כלוריד מצטבר ברציפות בבורות קורוזיה מקומיים לאחר התמוטטות הסרט, וכתוצאה מכך היווצרות של מיקרו-סביבה-pH נמוכה,-גבוהה של כלוריד שמאיצה את התפשטות הבור פנימה. 3. ה-CIP הקונבנציונלי אינו מסוגל לשטוף לחלוטין את כלוריד, שאריות של מלח ומלחים, גזים שכולאים כלוריד, שאריות פערים, וכתוצאה מכך להיווצרות נקודות הפעלה קבועות של קורוזיה במהלך מחזורי חימום חוזרים. 2. פירוק כלוריד מתקדם הספציפי לחומר ### 316 פלדת אל-חלד (הרגישה ביותר לכלוריד) היעילות האנטי--כלורידית של כרום-סרט נטול פלדה עשיר בכרום{- כאשר ריכוז הכלוריד במדיום עולה על 50 ppm: - בתחילה, כלוריד חודר לסרט הפסיבי הדק על סדקי ריתוך, וכתוצאה מכך נוצרים בורות קורוזיה זעירים. הכלוריד מרוכז עוד יותר בתוך תעלות על ידי שמירה סטטית, כיסוי ביופילם וטמפרטורה גבוהה, וכתוצאה מכך ריכוז של עשרות פעמים. - עומק הבור גדל עם כל מחזור התחלה-עצירה תרמית; בהעדר פסיבציה לא מקוונת חצי-שנתית, דופן הצינור נחדר במהירות על ידי בורות, וכתוצאה מכך דליפה בינונית ואובדן אצווה. הגורם העיקרי לכשל בטרם עת בתנורי חימום מנירוסטה הוא השימוש במים גולמיים תת-קרקעיים עם כלוריד טבעי גבוה בקווים ביו-פרמצבטיים רבים. ### טיטניום דרגה 2 (עמידות מצוינת לכלוריד) בשל יכולתו להתנגד באופן עצמאי לכלוריד בריכוז גבוה, סרט טיטניום טהור TiO₂ הוא החומר המועדף לתהליכי תסיסה של מלח{103} גבוהים. אף על פי כן, כלוריד יוצר סיכונים משולבים במקרה של שתי נסיבות שליליות: 1. חמצן שהומס מתחת בריכוז של 8 מ"ג/ליטר, סרט ה-TiO₂ אינו מסוגל לתקן{110}}בעצמו, וכלוריד מצטבר במקומות השריטות, וכתוצאה מכך{100}{101} היווצרות{110}}את כיסי פלואוריד מקומיים{5}. דו קיום: קצב ההתמוססות של הסרט שנשחק בפלואוריד מואץ על ידי כלוריד, וכתוצאה מכך נוצרת תחריט ערפילי לבן חלבי בשטח גדול על דופן הצינור. הרגולציה הקפדנית של תכולת הפלואוריד עדיין נחוצה במערכות טיטניום, גם אם רמת הכלוריד נמוכה משמעותית ממגבלת הבטיחות של 200 ppm. ### מחמם עם ציפוי PFA ציפויים שלמים אינם מושפעים מכלוריד, שכן המבנה המולקולרי של PFA fluoroplastic דוחה לחלוטין יוני כלוריד. הסיכון קיים אך ורק בנוכחות שריטות ציפוי: נוזל הניקוי והמדיום, המכילים כלוריד, מסוגלים לחדור למרווחי שריטות ולאחר מכן נאטמים בין מצע פלדת הפחמן לציפוי. יצירת חלודה של המצע מואצת על ידי כלוריד במהלך החימום, מה שגורם לציפוי להתרחב וליצור נגעים כתוצאה מהתרחבות נפח החלודה. ברגע שלפוחיות נקרעות, ברזל כלוריד מזהם את נוזל התסיסה, וכתוצאה מכך אינדקס מתכות כבדות שנמצא מחוץ לטווח שצוין. ### יוני כלוריד מזכוכית קוורץ אינם מסוגלים לגרום נזק ישיר לחריטה בשל חוסר יכולתם להגיב כימית עם דו תחמוצת הסיליקון קוורץ. ספיחה פיזית היא הסיכון הסמוי: גבישי מלח כלורידי נוצרים על דפנות הצינורות בעקבות אידוי מים בזמן המתנה סטטית. משקעים גבישיים אלו לוכדים שאריות של נוזל ניקוי אלקליני, וכתוצאה מכך נוצרים אזורי מיקרו מקומיים גבוהים אלקליים שמקפיאים ברציפות את משטחי הקוורץ, ובכך מפחיתים את החוזק המבני ואת העברת האור. ניתן לבטל את הסכנה העקיפה הזו לחלוטין על ידי ביצוע שטיפת חומצה רגילה כדי להסיר משקעי מלח כלוריד. ## 3. מקורות ראשוניים באתר של עודף כלוריד 1. מי ברז או מי גלם תת-קרקעיים לא מעובדים עם תכולת כלוריד טבעית גבוהה להכנה בינונית. 2. פורמולות התסיסה מכילות כמות מופרזת של חנקן, זרחן וחומרי גלם של יסודות קורט הכלואים בצנרת{{76} שמכילה כלוריד. עקב בחירה לא נכונה של חומרי חיטוי המכילים כלור לניקוי CIP. 4. הזיהום הצולב של מי שפכי תסיסה עתירי מלח מוכנס חזרה למערכת אספקת מי ההכנה. 5. העשרה מקומית ומשקעי מלח כלוריד תחת ביו-פילם כתוצאה מהחזקת מדיום סטטי ארוכי טווח של אמצעים סטטיים ו-#} שליטה מלאה של כלור ו-# טיפול במי מקור התקן שרף חילופי יונים או מכשיר אוסמוזה הפוכה במי ההכנה הבינוני כדי להבטיח שרמת הכלוריד ביציאה תישאר מתחת ל-30 ppm עבור לולאות נירוסטה. ניתן להרגיע את התקן לפחות מ- או שווה ל-150 עמודים לדקה עבור קווי טיטניום. ### בדיקת חומרי גלם בהגעה לדחות דגימות עם עודף כלוריד לקווי ייצור של נירוסטה; בדוק את תכולת הכלוריד של כל חומרי הגלם של מצע התרבות לפני האכלה. ### אופטימיזציה של נוסחת הניקוי CIP אסרו שימוש ממושך בחומרי חיטוי על בסיס כלור עתירי כלוריד; במקום זאת, השתמש בחומרי ניקוי אלקליים ללא כלור. על מנת לחסל שאריות מלח כלוריד באזורים מתים, הארך את זמן ההחזקה של תהליך השטיפה הרב-שלבי. ### ניהול פעולות תהליכים מובחנים 1. קווי נירוסטה: לתיקון סרט פסיבי שניזוק מכלוריד, יש ליישם פסיבציה חצי שנתית והימנעות ארוכת טווח של החזקה בינונית סטטית. 2. קווי טיטניום עתירי כלוריד: הפעל באופן רציף אוורור כדי להבטיח שרמת החמצן המומס תהיה לפחות 8 מ"ג/ליטר ולמנוע קורפוזיציה נמוכה של סופר-חמצן וכלוריד. תנאים. 3. מחממי PFA: שפר את הסינון הקדמי כדי למנוע שריטות בציפוי ולמנוע באופן יסודי גישה של כלוריד למצע פלדת פחמן. 4. לולאות קוורץ: בצע מחזור חומצה מלא חודשי כדי להסיר משקעי מלח כלוריד שנספג ולהפחית את הסיכון של ציפוי אלקלי עקיף. ### ניטור סיורים ביום יומי רשום נתונים יומיים על תוצאות בדיקת הכלוריד של מי ההכנה ומרק התסיסה. אם חורגים מקריטריון בטיחות החומר, יש להגביר את תדירות שטיפת ה-CIP, ולקדם את לוחות הזמנים של בדיקת תחזוקה. ## תקציר מנהלים הסיבה העיקרית לקורוזיה של בור נירוסטה היא יוני כלוריד. הם אינם פוגעים ישירות בטיטניום, PFA או קוורץ; במקום זאת, הם יוצרים סיכונים נסתרים המונחים מעליהם, כולל שריטות, מעט חמצן מומס ושאריות אלקליות. טיפול במים, הקרנת חומרי גלם וניקוי סטנדרטי הם האמצעים העיקריים לביטול קורוזיה מואצת הנגרמת מכלוריד של צרורות צינורות חימום על ידי שמירה על ריכוז הכלוריד בתוך גבולות בטוחים ספציפיים לחומר.