Tại sao các ion florua có thể gây tử vong cho tất cả các thiết bị ống gia nhiệt bằng titan?

# Nguyên nhân gây tử vong của tất cả các thiết bị ống sưởi titan do có dấu vết ion florua là gì? Màng thụ động TiO₂ tự sửa chữa là cơ chế chính giúp các ống gia nhiệt titan nguyên chất Cấp 2 chống lại clorua và sự ăn mòn của kiềm yếu trong xưởng lên men. Tuy nhiên, ngay cả các ion florua dạng vết cũng sẽ xóa sạch hoàn toàn lớp bảo vệ này, dẫn đến sự ăn mòn đồng đều không thể phục hồi. Nhiều nhà máy lưu trữ nguyên liệu thô hỗn hợp đã bỏ qua nguy cơ ô nhiễm chéo florua nhỏ-, dẫn đến việc loại bỏ toàn bộ bó ống trong một chu kỳ bảo dưỡng ngắn. Hiệu suất ăn mòn của bốn vật liệu ống gia nhiệt được so sánh trong bảng dưới đây khi chúng tiếp xúc với các ion florua.|Loại ống sưởi ấm|Phản ứng với Vết Fluoride ( Nhỏ hơn hoặc bằng 1ppb)|Biểu hiện hư hỏng bề mặt|Dịch vụ mất mạng|Giải pháp khắc phục có sẵn|| ----|----|----|----|----|| Titan lớp 2|Sự hòa tan màng không thể đảo ngược|Khắc màu trắng sữa mờ khắp thành ống|Chu kỳ dịch vụ rút ngắn 70%–90%|Chỉ tăng cường thụ động ngoại tuyến đối với ô nhiễm nhẹ|| Thép không gỉ 316|Ăn mòn rỗ cục bộ chậm|Rải rỉ các vết rỉ sét nhỏ trên mối hàn|Chu kỳ dịch vụ rút ngắn 30%|Bổ sung sự thụ động hóa mối hàn và kiểm soát clorua|| Ống thạch anh|Không phản ứng hóa học|Bề mặt nhẵn không có dấu vết|Không mất tuổi thọ dịch vụ|Sử dụng ổn định lâu dài mà không cần bảo trì thêm|| Lò sưởi tráng PFA|Lớp phủ sưng tấy chậm|Độ mờ bề mặt nhỏ mà không tiếp xúc với chất nền|Chu kỳ dịch vụ rút ngắn 10%–20%|Tăng tần suất thay thế bộ lọc|Màng thụ động titan dioxide, hàng rào chống ăn mòn cốt lõi của ống titan, không thể chống lại sự ăn mòn florua dưới bất kỳ nhiệt độ vận hành lên men nào. Lớp màng bảo vệ dày đặc bị hòa tan hoàn toàn khi các ion florua kết hợp với oxit titan để tạo ra các hợp chất titan florua hòa tan. Môi trường nuôi cấy tiếp xúc trực tiếp với kim loại titan mới sau khi màng bị hỏng, dẫn đến ăn mòn điện hóa đồng nhất kéo dài trên toàn bộ bề mặt ống thay vì tồn tại ở các vị trí cục bộ. Sự ăn mòn florua của titan là đồng đều, dẫn đến độ dày thành giảm đồng đều, trái ngược với thép không gỉ, chỉ tạo ra vết rỗ cục bộ. Quá trình này không tạo ra bất kỳ tín hiệu cảnh báo sớm rõ ràng nào trong quá trình tuần tra trực quan hàng ngày. Nồng độ florua thấp tới 1 ppb trong nước hoặc môi trường làm sạch sẽ tích tụ do chu kỳ CIP lặp đi lặp lại. Dư lượng fluoride nhỏ sẽ đi vào vòng lên men do rò rỉ đường ống hoặc lỗi vận hành thủ công nếu kho nguyên liệu của nhà máy chứa thuốc thử chứa fluoride mà không được cách ly độc lập. Một lớp khắc màu trắng mờ sẽ hiện rõ trên bề mặt ống sau một đến hai tháng lưu thông liên tục. Trong giai đoạn này, sự lưu thông của nước giàu oxy chỉ có thể làm chậm quá trình ăn mòn một chút nhưng không thể khôi phục màng thụ động hoàn chỉnh ban đầu. Bó ống có thể bị rò rỉ xuyên thành bất cứ lúc nào khi độ dày thành mỏng vượt quá 0,1 mm. Lý do chính cho việc lựa chọn ống gia nhiệt titan trong các nhà máy dược phẩm sinh học vô trùng đạt tiêu chuẩn GMP là lợi thế không kết tủa kim loại nặng. Tuy nhiên, nguyên tắc cơ bản là đạt được mức tiếp xúc với florua bằng không. Để tự động chấm dứt hệ thống sưởi ấm và cấp liệu khi phát hiện florua, các doanh nghiệp sử dụng thiết bị titan phải xây dựng đường ống cấp nguyên liệu thô hoàn toàn độc lập không chứa flo, lắp đặt khóa liên động cơ học kép và triển khai máy dò florua trực tuyến. Để nắm bắt sớm các tín hiệu ăn mòn florua, kỹ thuật viên bảo trì phải tiến hành quét toàn bộ bề mặt tiềm năng mỗi quý. Dây chuyền sản xuất phải ngừng hoạt động để xả kỹ toàn bộ bể chứa và ống dẫn khi quan sát thấy giá trị điện thế thấp liên tục. Các ống gia nhiệt bằng titan sẽ bị mất đặc tính chống ăn mòn và phải thay thế thiết bị đáng kể cũng như tổn thất do phế thải trung bình nếu không có các biện pháp cách ly florua toàn diện.