Meccanismo e prevenzione della corrosione per vaiolatura da sottodeposito sui tubi di riscaldamento in titanio

Il guasto nascosto più diffuso e distruttivo dei tubi riscaldanti in titanio nella produzione della fermentazione a lungo termine-è la corrosione da vaiolatura da-deposito. Questo tipo di corrosione si sviluppa silenziosamente senza segni superficiali evidenti, verificandosi sotto la copertura di incrostazioni, biofilm e sedimenti, in contrasto con l'invecchiamento superficiale uniforme. In definitiva, la causa più comune di perdite penetranti e di guasti alle saldature nei tubi in titanio è la vaiolatura da deposito a lungo termine. Il meccanismo di formazione, i luoghi ad alto-rischio, i fattori che influenzano e gli schemi completi di controllo preventivo sono spiegati in modo esaustivo in questo articolo per assistere nella gestione dei progetti anticorrosivi-in loco.

L'effetto micro-batteria locale sotto copertura di incrostazioni è il meccanismo mediante il quale si forma il nucleo. Depositi di sali inorganici, biofilm batterico e incrostazioni di zucchero organico sono saldamente fissati alla superficie del tubo di titanio durante il processo di riscaldamento. L'area coperta crea un ambiente anaerobico carente di ossigeno, mentre la superficie immacolata del tubo che la circonda è in completo contatto con il liquido di fermentazione ricco di ossigeno-. Ciò si traduce in una sostanziale disparità nella concentrazione di ossigeno, convertendo la regione ricoperta di incrostazioni in una zona anodica che subisce una continua dissoluzione della matrice di titanio. Nel frattempo il valore locale del pH viene ulteriormente ridotto e l'espansione delle vaiolature localizzate viene accelerata poiché le sostanze acide e gli ioni cloruro si arricchiscono continuamente sotto le incrostazioni.

I fattori principali che inducono il riscaldamento sono la densità di potenza e la temperatura. La temperatura delle pareti del tubo viene elevata dall'elevata densità di potenza superficiale, che accelera la cristallizzazione del sale e dello zucchero e la carbonizzazione dello zucchero. Ciò si traduce nella formazione di una scaglia compatta e dura che è difficile da rimuovere attraverso la pulizia a circolazione convenzionale. I micro-vai si espandono rapidamente lungo il bordo del grano a causa dell'elevata temperatura, che accelera anche la velocità della reazione elettrochimica. Ciò chiarisce i tassi di fallimento per vaiolatura significativamente più elevati dei serbatoi di fermentazione continua a carico elevato- rispetto ai serbatoi di produzione intermittente.

Tre aree ad alto-rischio di sotto-corrosione da deposito sono identificate dalle statistiche sul-sito: zone interessate dal calore della saldatura-, aree di ristagno delle bolle del tubo superiore e spazi tra i contatti di supporto. L'adesione delle incrostazioni è facilitata dalla sottile pellicola passiva dell'area di saldatura e dalla superficie irregolare. L'arco superiore del tubo è soggetto all'accumulo di micro-bolle e alla formazione di zone morte ricoperte di incrostazioni. Il liquido circolante non è in grado di lavare gli spazi di supporto, con conseguente accumulo di sedimenti a lungo termine e corrosione per vaiolatura concentrata.

La causa principale-indotta dall'uomo del peggioramento della vaiolatura è la pulizia CIP inadeguata. Dopo ogni ciclo di manutenzione, sulla parete del tubo rimangono incrostazioni residue a causa della frequenza di pulizia insufficiente, della bassa velocità del flusso e della temperatura di pulizia irragionevole. Incrostazioni dure stratificate si formano attraverso ripetuti accumuli e le cavità generate nella fase iniziale continuano ad approfondirsi nelle successive condizioni di produzione, penetrando infine nella parete del tubo e causando perdite del mezzo.

È fondamentale attuare misure di prevenzione mirate dal punto di vista della progettazione, del funzionamento e della manutenzione. Per mitigare il surriscaldamento e la ritenzione di bolle, implementare un'installazione di tubi inclinati e una configurazione a bassa densità di potenza superficiale nella progettazione strutturale. Migliora l'abrasione della superficie e previene l'adesione del calcare ottimizzando la velocità del flusso circolante superiore a 1,0 m/s. Per ridurre al minimo la formazione di microzone anaerobiche, si consiglia di evitare il riscaldamento a piena potenza-a lungo termine-e di mantenere un'aerazione costante durante le operazioni quotidiane.

Formulare cicli disincrostanti graduati in funzione della media viscosità nell'ambito della manutenzione. È necessaria una pulizia profonda del composito bisettimanale per eliminare le incrostazioni di carbonio invecchiate dai mezzi di fermentazione ad alto-zucchero e ad alta-viscosità. Monitora la progressione della vaiolatura effettuando misurazioni trimestrali mirate dello spessore delle pareti nelle aree ad alto-rischio. Completare la passivazione con acqua ricca di ossigeno-dopo il processo di pulizia per ripristinare la pellicola passiva danneggiata e prevenire l'invasione ionica dei canali.

In conclusione, la principale minaccia nascosta che limita la durata di servizio dei tubi riscaldanti in titanio è la corrosione per vaiolatura da sotto-deposito. Avanza di nascosto e possiede una potente forza distruttiva. Il funzionamento sicuro e stabile a lungo termine dei sistemi di riscaldamento in titanio nelle officine di fermentazione può essere garantito dall'uniformizzazione della progettazione del carico termico, dal controllo del flusso di circolazione e dai cicli scientifici di passivazione disincrostante, che eliminano efficacemente la corrosione localizzata indotta dai sedimenti.