Fermantasyon tanklarındaki titanyum ısıtma tüplerinin yaygın arıza fenomeni için sorun giderme kılavuzu

İlaç ve gıdaya yönelik organik asit fermantasyon kaplarında sıklıkla titanyum ısıtma tüpleri kullanılır. Yüksek şekerli et suyu altında uzun-süreli çalışma, alternatif asit-baz CIP temizliği ve sık termal döngüden dolayı çeşitli anormal arıza olayları ortaya çıkacaktır. Bu makalede tipik arıza belirtileri, temel korozyon/yapısal nedenler, hızlı değerlendirme yöntemleri ve sahadaki bakım personeli için hedeflenen çözümler- açıklanmaktadır.

1. Olgu 1: Tüp yüzeyinin tamamı eşit şekilde mat gri renktedir ve herhangi bir çatlak veya sızıntı yoktur.
Neden
TiO₂ pasif filmin dış gevşek tabakası, uzun-vadeli ve tekrarlanan hafif asit-baz alternatif erozyonu ile sürekli olarak incelir. Film, ortamda çözünmüş oksijenin hafif bir yetersizliği nedeniyle parlak, tekdüze bir durumu koruyamıyor. Pasif film yaşlanması tek olaydır; matris erozyonu mevcut değildir.

Kararın Esası
Elektrokimyasal potansiyel testi standart +150mV eşiğinden biraz düşüktür; duvar kalınlığı ölçümü herhangi bir belirgin incelmeyi göstermez.

Çözünürlük
Doğal-pasifleştirmeyi kolaylaştırmak için 24 saat boyunca ılık, havalandırmalı temiz su ile tam-tank sirkülasyonunun yıkanması.

Kimyasal pasivasyon için, renk değişikliği şiddetliyse, etkilenen bölgeyi seyreltik hidrojen peroksit solüsyonuna batırın.

Havalandırmayı artırarak, günlük çalışma sırasında tanktaki çözünmüş oksijen seviyesinin 6mg/L'nin üzerinde kalmasını sağlayın.

2. Olgu 2: Yerel duvar kalınlığı kaybı, kaynaklarda ve tortu kaplama bölgelerinde yoğunlaşmış, dağınık küçük derin çukurlar
Neden
-tortu altı çatlak korozyonu ve organik ölçek altında anaerobik bir mikro ortam; kaynak ısısından- etkilenen bölge doğal olarak azaltılmış bir pasif filme sahiptir ve bu da öncelikli korozyon sıcak noktalarına yol açar.

Kararın Esası
Çukurlardaki lokal duvar incelmeleri ultrasonik kalınlık ölçümü ile tespit edilir; Ocak sahaları, uzun-dönemli çökelti birikim konumlarıyla tutarlıdır.

Çözünürlük
Kompakt organik karbon tortusunu ortadan kaldırmak için hidrojen peroksit-sitrik asit kompozit temizleme sıvısı kullanılır.

Çukur konumlarını parlatmak için florürlü-ücretsiz ultra-ince cila macunu kullanın ve ardından entegre yeniden-pasivasyon uygulayın.

Aylık çevrimiçi temizleme döngüsünü kısaltın ve kireç yapışmasını azaltmak için dolaşım akış hızını artırın.

3. Olgu 3: Flanş temas alanında lokalize hızlandırılmış korozyon, flanşta çukurlaşma ve incelmeye neden olur.
Neden
Galvanik korozyon, titanyum flanşlar ile PTFE yalıtım contaları olmayan çelik/galvanizli braketler arasındaki doğrudan temasın bir sonucudur. Korozyon akım yoğunluğu, küçük-alanlı anot metali tarafından hızlandırılır.

Kararın Esası
Korozyon yalnızca flanş ile destek bağlantı parçaları arasındaki metal temas alanlarında gözlenirken diğer boru yüzeyleri etkilenmez.

Çözünürlük
Tüm bağlantıları sökerek ve komple PTFE izolasyon contaları ve izolasyon cıvata manşonları ekleyerek iletken döngüleri kesin.

Aşınmış flanşın yüzeyini cilalayın ve yeniden-pasifleştirme işlemini uygulayın.

Sürekli kullanım için metal desteklerin saf titanyum veya PTFE-kaplı desteklerle değiştirilmesi önerilir.

4. Olgu 4: Tüp yüzeyinde yoğun mikro-çatlaklar, sık ısıtma-kapatma döngülerinden sonra film dökülmesi
Neden
Kırılgan TiO₂ pasif filmin ve titanyum alt tabakanın termal genleşme katsayıları uyumsuz. Bu döngüsel termal stresle sonuçlanır ve bu da sıcaklığın hızlı yükselişi ve düşüşü nedeniyle filmin çatlamasına ve parçalanmasına neden olur.

Kararın Esası
Boru gövdesi eşit şekilde çatlaklarla kaplıdır; en ciddi çatlaklar önemli sıcaklık farkının olduğu yerlerde meydana gelir. Sistem orta düzeyde florür iyonu içermez.

Çözünürlük
Çalışmayı standartlaştırın: Sıcak tüplerin anında tam-güç başlatmasını ve soğuk suyla söndürülmesini önleyin, ısıtma/soğutma hızını 5 derece/dakika'ya eşit veya daha az olacak şekilde düzenleyin.

Entegre yeniden pasifleştirmenin uygulanması yoluyla birikmiş mikro-çatlakların onarılması için üç ayda bir bakım gerçekleştirilir.

Yeni değiştirilen tüpler için düşük yüzey güç yoğunluğuna sahip bir ısıtma tasarımı uygulanmalıdır.

5. Olgu 5: Tüm tüp duvarının eşit şekilde incelmesi, donuk, pürüzlü bir yüzey ve sürekli matris aşındırması.
Neden
Sistem ortamı florür iyonlarını veya uzun-süreli kaynatma, yüksek-konsantrasyonlu güçlü alkali temizlemeyi içerir; florür/kaynayan alkali, TiO₂ filmini sürekli olarak çözer ve titanyum substratı eşit şekilde aşındırır.

Kararın Esası
Florür iyonlarının varlığı, su kalitesi tespiti veya önerilen seviyeyi aşan standart sıcak alkali CIP prosedürlerinin kullanılmasıyla doğrulanır. Borunun duvar kalınlığında eşit bir kayıp yaşanır.

Çözünürlük
Prosesi ayarlayın: güçlü alkali temizlemeyi kaynatmayı bırakın ve florür korozyonunu önlemek için ortamı pH 11'e nötrleştirin.

Kaçınılmaz olarak florür iyonlarına maruz kalan sistemlerde, titanyum ısıtma tüplerinin tamamen PFA ile kaplanmış ısıtıcılarla değiştirilmesi gerekir.

Duvar kalınlığı denetimlerinin sıklığını aylık olarak azaltın ve önceden bir değiştirme stratejisi geliştirin.

6. Olgu 6: Görünür yüzey korozyon izleri olmadan ani boru kopması, kaynaklarda kırılgan kırılma
Neden
Hidrojen kırılganlığı hasarı, uzun-vadeli inorganik asitle temizlemenin bir sonucudur. Atomik hidrojen, titanyum matrisine nüfuz eder ve tane sınırlarında birikerek termal stresin tetiklediği kırılgan çatlamaya neden olur.

Kararın Esası
Taneler arası kırılgan morfoloji, kırılma bölümünde belirgindir ve bakım kayıtları, asitleme sonrası hidrojen giderme fırınlamasına gerek kalmadan sık sık seyreltik hidroklorik/sülfürik asit tufal giderme işleminin gerçekleştirildiğini göstermektedir.

Çözünürlük
İnorganik asit temizleme sıvısını hafif sitrik asitli organik kireç çözücü maddeyle değiştirin.

Herhangi bir inorganik asit temizliğinden sonra hidrojenin uzaklaştırılması için 120-150 derece sıcaklıkta 2-3 saat pişirilmesi zorunludur.

Yedek titanyum tüplerdeki dahili hidrojen kusurlarını, ultrasonik kusur tespiti yoluyla düzenli olarak tarayın.

7. Olgu 7: Titanyum boru gövdesi zarar görmemiştir ve flanş bağlantı boşluklarında orta miktarda sızıntı vardır.
Neden
Conta elastik arızası, sık sık termal döngü ekstrüzyonundan kaynaklanır, bu da flanş çatlaklarında sızıntı kanallarının oluşmasına ve ayrıca sızdırmazlık contalarının eskimesine, şişmesine veya deformasyonuna neden olur.

Kararın Esası
Sızıntı flanş sızdırmazlık yüzeyleriyle sınırlıdır; boru gövdesi ve kaynaklar etkilenmez. Silikon sıradan kauçuk contalar, uzun süreli asit-baz daldırmasının ardından genleşme deformasyonu sergiler.

Çözünürlük
Tüm geleneksel kauçuk contaları işlenmemiş PTFE düz contalarla değiştirin.

Yeni contaları takmadan önce flanşın düzlemsel olduğundan emin olun ve düz olmayan sızdırmazlık yüzeylerini düzeltin.

Sık sık asit-baz CIP'sine tabi tutulan üretim hatları için her yarım-yılda bir gerçekleşen bir conta değiştirme döngüsü oluşturun.

Giriş:

Arıza Olgusu Temel Kök Sebep-Sitede Hızlı İyileştirme Önlemi
Çukur yok, tüpün tamamında tekdüze gri renk değişikliği Küçük bir oksijen eksikliği, eskiyen ince pasif film Yeniden-pasivasyon, sıcak gazlı suyun ıslatılmasıyla elde edilir ve bu aynı zamanda tankın havalandırmasını da artırır.
Kaynak/tortu alanında yerel çukurlaşma ve incelme-birikinti altında anaerobik çatlak korozyonuYerel cilalama, kimyasal pasivasyon ve karbon tabakasının çıkarılması
Flanş temasının olduğu yerde yoğun korozyon Farklı metaller arasındaki galvanik korozyonda yalıtım eksikliği vardır. Çelik ve titanyum bağlantı parçaları arasına PTFE izolasyon contaları yerleştirin.
Yüzey pasif film mikro çatlakları ve soyulma Hızlı termal çevrimden kaynaklanan termal stres hasarı Üç ayda bir yeniden-pasivasyon, yavaş sıcaklık değişimi işlemi
Genel olarak, duvar aşındırma ve pürüzlü yüzey tutarlıdır. Konsantre güçlü alkali / orta florürün kaynatılması Ortamın pH'ını değiştirin veya PFA ile kaplanmış ısıtma tüplerine geçiş yapın.
Yüzey çatlakları olmadan kaynağın ani gevrek kopması İnorganik asitlerin asitle temizlenmesinden kaynaklanan hidrojen kırılganlığı-Temizlik sonrası hidrojen giderme fırınını ekleyin ve organik asit kireç çözme işleminden yararlanın.
Flanş eklemi ortamı sızıntısı, boru bozulmamış Sıradan bir sızdırmazlık contasının büyüme nedeniyle eskimesi Kimyasallara dayanıklı PTFE contalarla değiştirin.
Kısa Özet
Fermantasyon tanklarındaki titanyum ısıtma tüplerinin en yaygın altı arızası şunlardır: pasif film yaşlanma hasarı, yerel aralık/galvanik korozyon, termal stres çatlaması, florür/alkali tekdüze aşındırma, hidrojen gevrekleşmesi ve sızdırmazlık aksesuarı arızası. Pasivasyon onarımı, proses parametre ayarı ve malzeme değiştirme planları, arıza konumu ve orta çalışma koşullarına dayalı doğru kararla birlikte arıza kaynaklarını ortadan kaldırabilir ve titanyum ısıtma düzeneklerinin genel hizmet ömrünü uzatabilir.