Mécanisme et prévention de la corrosion par piqûres sous-dépôt sur les tubes chauffants en titane
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La défaillance cachée la plus répandue et la plus destructrice des tubes chauffants en titane dans la production de fermentation à long terme-est la corrosion par piqûre de dépôt. Ce type de corrosion se développe silencieusement, sans signes évidents de surface, se produisant sous une couverture de tartre, de biofilm et de sédiments, contrairement au vieillissement uniforme de la surface. En fin de compte, la cause la plus courante de fuite pénétrante et de rupture de soudure dans les tubes en titane est la piqûre à long terme-sous-dépôt. Le mécanisme de formation, les emplacements à haut-risque, les facteurs d'influence et les schémas complets de contrôle de prévention sont expliqués en détail dans cet article pour aider à la gestion des projets anticorrosion sur-site-corrosion.
L'effet micro-batterie local sous couverture à grande échelle est le mécanisme par lequel le noyau est formé. Les dépôts de sel inorganique, le biofilm bactérien et le tartre de sucre organique sont étroitement fixés à la surface du tube en titane pendant le processus de chauffage. La zone couverte crée un environnement anaérobie déficient en oxygène, tandis que la surface impeccable du tube qui l'entoure est en contact complet avec le liquide de fermentation riche en oxygène-. Cela entraîne une disparité substantielle de concentration en oxygène, convertissant la région couverte de tartre - en une zone anodique qui subit une dissolution continue de la matrice de titane. Entre-temps, la valeur locale du pH est encore réduite et l'expansion des piqûres localisées est accélérée à mesure que les substances acides et les ions chlorure s'enrichissent continuellement sous le tartre.
Les principaux facteurs qui induisent un échauffement sont la densité de puissance et la température. La température de la paroi du tube est élevée en raison de la densité de puissance superficielle élevée, ce qui accélère la cristallisation du sel et du sucre ainsi que la carbonisation du sucre. Cela entraîne la formation d’un tartre compact et dur qui est difficile à éliminer par récurage par circulation classique. Les micro-piqûres se dilatent rapidement le long de la limite des grains en raison de la température élevée, ce qui accélère également les taux de réaction électrochimique. Cela explique les taux de défaillance par piqûre significativement plus élevés des cuves de fermentation continue à charge élevée par rapport aux cuves de production intermittentes.
Trois zones à haut-risque de corrosion sous-dépôt sont identifiées par les-statistiques sur site : les zones affectées par la chaleur des soudures-, les zones de stagnation des bulles du tube supérieur et les espaces de contact des supports. L'adhérence du tartre est facilitée par le mince film passif et la surface inégale de la zone de soudure. L'arc du tube supérieur est sujet à l'accumulation de micro-bulles et à la formation de zones mortes couvertes de tartre. Le liquide en circulation est incapable de rincer les espaces de support, ce qui entraîne l'accumulation de sédiments à long terme - et une corrosion par piqûres concentrée.
La principale cause-d'origine humaine de l'aggravation des piqûres est un nettoyage CIP inapproprié. Après chaque cycle de maintenance, du tartre résiduel reste sur la paroi du tube en raison d'une fréquence de nettoyage insuffisante, d'une faible vitesse d'écoulement et d'une température de nettoyage déraisonnable. Du tartre dur en couches se forme par accumulation répétée, et les piqûres générées au début continuent de s'approfondir dans les conditions de production ultérieures, pénétrant finalement dans la paroi du tube et provoquant une fuite du fluide.
Il est impératif de mettre en œuvre des mesures de prévention ciblées du point de vue de la conception, de l’exploitation et de la maintenance. Afin d'atténuer la surchauffe et la rétention de bulles, mettez en œuvre une installation à tube incliné et une configuration à faible densité de puissance de surface dans la conception structurelle. Améliorez le récurage des surfaces et évitez l’adhésion du tartre en optimisant la vitesse du flux de circulation au-dessus de 1,0 m/s. Pour minimiser la formation de microzones anaérobies, il est recommandé d'éviter le chauffage à pleine puissance à long-terme-et de maintenir une aération constante pendant les opérations quotidiennes.
Formuler des cycles de détartrage gradués en fonction de viscosité moyenne dans le cadre de la maintenance. Un nettoyage en profondeur des composites toutes les deux semaines est nécessaire pour éliminer le tartre de carbone vieilli des milieux de fermentation à haute-sucre et à haute-viscosité. Surveillez la progression des piqûres en effectuant des mesures trimestrielles ciblées de l'épaisseur des parois dans les zones à haut -risque. Passivation complète de l'eau riche en oxygène-après le processus de nettoyage pour restaurer le film passif endommagé et empêcher les canaux d'invasion ionique.
En conclusion, la principale menace cachée qui limite la durée de vie des tubes chauffants en titane est la corrosion par piqûre sous-dépôt. Il avance secrètement et possède une puissante force destructrice. Le fonctionnement sûr et stable à long terme des systèmes de chauffage en titane dans les ateliers de fermentation peut être garanti par l'uniformisation de la conception de la charge thermique, le contrôle du débit de circulation et les cycles de détartrage et de passivation scientifiques, qui éradiquent efficacement la corrosion localisée induite par les sédiments.
