Comment la teneur en oxygène dissous détermine-t-elle l'efficacité d'auto--réparation du film de passivation en titane ?

# Comment l'efficacité d'auto--réparation du film de passivation en titane dépend-elle de la teneur en oxygène dissous ? Afin d'éviter la corrosion des chlorures dans les milieux de fermentation, les tubes chauffants en titane pur de grade 2 dépendent d'un mince film de passivation TiO₂. La matière première principale pour l'autoréparation continue-de ce film protecteur est l'oxygène dissous dans l'eau nettoyante en circulation. De minuscules rayures et taches de gravure sur la surface du tube ne pourront pas être récupérées en raison d'un manque d'oxygène dissous, ce qui entraînera le développement progressif de couches de corrosion blanc laiteux sur de grandes surfaces. Le tableau suivant illustre la corrélation entre l'effet de réparation du film de passivation et la concentration en oxygène dissous dans des conditions de lavage CIP standard.|Niveau d'oxygène dissous|Vitesse de réparation du film TiO₂|État de surface du tube en titane|Niveau de risque de corrosion|Ajustement du fonctionnement CIP standard|| ----|----|----|----|----|| En dessous de 4 mg/L|Presque aucune capacité d'auto-réparation|Légère décoloration, les rayures restent permanentes|Risque élevé|Démarrer une pompe d'aération indépendante pour tout le cycle de nettoyage|| 4 à 7 mg/L|Réparation lente et incomplète|Des taches de gravure peu profondes subsistent après le nettoyage|Risque moyen|Prolongez le temps d'aération de 15 minutes par lot CIP|| 8 à 12 mg/L|Auto-réparation complète et rapide|Film lisse et uniforme, sans rayures résiduelles|Faible risque|Maintenir les paramètres des équipements d'aération existants|| Au-dessus de 12 mg/L|Réparation ultra-rapide stable|Film protecteur épais et dense, forte performance anti-chlorure|Risque négligeable|Maintenir l'aération actuelle sans réglage supplémentaire|Le mécanisme d'auto-réparation du film de passivation en titane repose sur des réactions d'oxydation électrochimique entre le titane métallique et l'eau contenant de l'oxygène. Le titane frais exposé se combinera avec l'oxygène dissous et les molécules d'eau pour générer du nouveau dioxyde de titane, remplissant les zones endommagées et reconstruisant une barrière anticorrosion continue, lorsque la surface du tube est rayée par des particules solides ou légèrement gravée par des traces de chlorure. Si l'oxygène dissous est insuffisant pendant la circulation CIP, la réaction chimique ne peut pas se dérouler comme prévu et la protection des zones endommagées est perdue. Les substrats métalliques subiront un amincissement uniforme et irréversible à mesure que les ions chlorure continueront de les infiltrer. La connexion entre les tubes chauffants en titane et les systèmes d'aération est souvent négligée dans les ateliers de fermentation. Les opérateurs désactivent fréquemment les pompes d'aération pendant la phase de nettoyage CIP afin de réduire la consommation d'énergie, ce qui entraîne une diminution rapide des niveaux d'oxygène dissous en dessous de 4 mg/L. Malgré l'isolement complet de la contamination par le fluorure, l'absence d'oxygène entraînera toujours une décoloration et une corrosion de la surface dans les trois mois. Des baisses continues de la valeur du potentiel électrochimique des faisceaux de tubes résulteront également d'un fonctionnement à long terme dans des conditions à faible teneur en oxygène dissous. Ce phénomène peut être facilement observé lors des inspections trimestrielles par balayage potentiel sur toute la surface. Une norme de fonctionnement obligatoire pour les lignes de production avec un milieu à haute teneur en chlorure est des niveaux constants d'oxygène dissous supérieurs à 8 mg/L. Afin de garantir des lectures précises en temps réel, les techniciens des équipements doivent calibrer les détecteurs d'oxygène dissous sur une base mensuelle. Si l'apport d'oxygène est insuffisant en raison du vieillissement des équipements d'aération, il est impératif de remplacer rapidement les buses d'aération et d'augmenter le débit de circulation. Avant de reprendre la fermentation, effectuez une circulation d'eau riche en oxygène pendant 30 minutes après chaque arrêt prolongé pour restaurer complètement le film de passivation qui a été endommagé pendant le stockage inactif. À long terme, l'avantage anticorrosion inhérent des tubes en titane peut être maximisé, la fréquence de maintenance par passivation améliorée hors ligne peut être réduite et le coût de fonctionnement complet de l'équipement peut être réduit grâce à un contrôle strict des indicateurs d'oxygène dissous.