Hàm lượng oxy hòa tan quyết định-hiệu quả tự sửa chữa của màng thụ động titan như thế nào?

# Hiệu suất tự sửa chữa của màng thụ động titan phụ thuộc như thế nào vào hàm lượng oxy hòa tan? Để ngăn chặn sự ăn mòn clorua trong môi trường lên men, ống gia nhiệt titan nguyên chất Cấp 2 phụ thuộc vào màng thụ động TiO₂ mỏng. Nguyên liệu thô chính để màng bảo vệ này có khả năng tự-sửa chữa liên tục là oxy hòa tan trong nước làm sạch tuần hoàn. Các vết xước và vết ăn mòn nhỏ trên bề mặt ống sẽ không thể phục hồi do không đủ oxy hòa tan, dẫn đến sự phát triển dần dần của các lớp ăn mòn màu trắng đục có diện tích lớn{5}}. Bảng sau đây minh họa mối tương quan giữa hiệu quả sửa chữa màng thụ động và nồng độ oxy hòa tan trong điều kiện giặt CIP tiêu chuẩn.|Mức oxy hòa tan|Tốc độ sửa chữa phim TiO₂|Tình trạng bề mặt của ống Titan|Mức độ rủi ro ăn mòn|Điều chỉnh hoạt động CIP tiêu chuẩn|| ----|----|----|----|----|| Dưới 4 mg/L|Hầu như không có khả năng tự sửa chữa|Sự đổi màu mờ nhạt, vết xước tồn tại vĩnh viễn|Rủi ro cao|Khởi động bơm sục khí độc lập cho toàn bộ chu trình làm sạch|| 4–7 mg/L|Sửa chữa chậm không đầy đủ|Các vết khắc nông vẫn còn sau khi làm sạch|Rủi ro trung bình|Kéo dài thời gian sục khí thêm 15 phút cho mỗi mẻ CIP|| 8–12 mg/L|Tự sửa chữa hoàn chỉnh nhanh chóng|Màng mịn đồng đều, không còn vết xước|Rủi ro thấp|Duy trì các thông số thiết bị sục khí hiện có|| Trên 12 mg/L|Ổn định sửa chữa cực nhanh|Màng bảo vệ dày đặc, hiệu quả chống clorua mạnh mẽ|Rủi ro không đáng kể|Giữ sục khí hiện tại mà không cần điều chỉnh thêm|Cơ chế tự sửa chữa của màng thụ động titan dựa vào phản ứng oxy hóa điện hóa giữa kim loại titan và nước chứa oxy. Kim loại titan tươi tiếp xúc sẽ kết hợp với các phân tử oxy và nước hòa tan để tạo ra titan dioxide mới, lấp đầy những khu vực bị hư hỏng và xây dựng lại hàng rào chống ăn mòn liên tục khi bề mặt ống bị trầy xước bởi các hạt rắn hoặc bị ăn mòn nhẹ bởi dấu vết clorua. Nếu oxy hòa tan không đủ trong quá trình lưu thông CIP, phản ứng hóa học không thể diễn ra như dự định và khả năng bảo vệ các khu vực bị hư hỏng sẽ bị mất. Chất nền kim loại sẽ trải qua quá trình mỏng đi đồng đều không thể đảo ngược khi các ion clorua tiếp tục xâm nhập vào chúng. Sự kết nối giữa các ống gia nhiệt bằng titan và hệ thống sục khí thường bị bỏ qua trong các xưởng lên men. Người vận hành thường xuyên tắt máy bơm sục khí trong giai đoạn làm sạch CIP để giảm mức tiêu thụ điện năng, dẫn đến nồng độ oxy hòa tan giảm nhanh xuống dưới 4 mg/L. Mặc dù đã cách ly hoàn toàn ô nhiễm florua, việc thiếu oxy vẫn sẽ dẫn đến sự biến màu và ăn mòn bề mặt trong vòng ba tháng. Sự suy giảm liên tục về giá trị thế điện hóa của các bó ống cũng là kết quả của việc vận hành lâu dài trong điều kiện lượng oxy hòa tan thấp. Hiện tượng này có thể được quan sát dễ dàng trong quá trình kiểm tra quét tiềm năng toàn bộ bề mặt hàng quý. Tiêu chuẩn vận hành bắt buộc đối với dây chuyền sản xuất có môi trường clorua cao là nồng độ oxy hòa tan không đổi vượt quá 8 mg/L. Để đảm bảo kết quả đo chính xác theo thời gian thực, kỹ thuật viên thiết bị phải hiệu chỉnh máy dò oxy hòa tan hàng tháng. Nếu nguồn cung cấp oxy không đủ do thiết bị sục khí đã cũ thì bắt buộc phải thay thế kịp thời các vòi sục khí và tăng lưu lượng tuần hoàn. Trước khi tiếp tục quá trình lên men, hãy tiến hành tuần hoàn nước giàu oxy trong 30 phút sau mỗi lần tắt máy kéo dài để khôi phục hoàn toàn màng thụ động bị hỏng trong quá trình bảo quản không hoạt động. Về lâu dài, có thể tối đa hóa lợi thế chống ăn mòn vốn có của ống titan, giảm tần suất bảo trì thụ động tăng cường ngoại tuyến và có thể giảm chi phí vận hành thiết bị toàn diện bằng cách kiểm soát chặt chẽ các chỉ số oxy hòa tan.