אתגר ה-MIC
קורוזיה המושפעת מיקרוביולוגית מתרחשת כאשר חיידקים, פטריות או אצות מתיישבים על פני השטח ויוצרים תנאים כימיים מקומיים המאיצים את הקורוזיה. חיידקים מפחיתי סולפט- מייצרים מימן גופרתי. חיידקים מחמצנים בברזל יוצרים תאי אוורור דיפרנציאליים. חיידקים המייצרים חומצה-מורידים את ה-pH המקומי. הביופילם שהם מייצרים מגן על המושבה מהנוזל בתפזורת, ומאפשר לכימיה האגרסיבית להתפתח מתחת.
פלדות אל-חלד דופלקסות-עם תכולת הכרום, המוליבדן והחנקן הגבוהה שלהן-עמידות ב-MIC טוב יותר מהדרגות האוסטניטיות הסטנדרטיות. ערכי ה-PRE (שווה ערך להתנגדות בור) של 35-45 עבור דרגות דופלקס כמו 2205 ו-2507 מצביעים על עמידות טובה בפני פיתול כלוריד. עם זאת, אף פלדת אל חלד אינה חסינה בפני MIC. הסרט הפסיבי המגן על הפלדה יכול להיפגע על ידי התנאים המפחיתים ומטבוליטים אגרסיביים המיוצרים בתוך ביופילם.
ל-PTFE אין סרט פסיבי להתפשר עליו. הוא אינו משחית בשום מנגנון אלקטרוכימי. חיידקים אינם יכולים לבצע חילוף חומרים של PTFE-הוא אינו מספק מקור פחמן או אנרגיה לגידול חיידקים. ביופילמים עשויים להיווצר על משטח ה-PTFE (הם יכולים להיווצר על כל משטח), אך החומר הבסיסי אינו מושפע.
הביופילם-אינטראקציית מתכת
על משטח נירוסטה דופלקס, ביופילם יוצר מיקרו-סביבה שונה מהותית מהנוזל בתפזורת. חמצן נצרך על ידי חיידקים אירוביים בשכבות החיצוניות של הביופילם, ויוצרים תנאים אנאירוביים על פני המתכת. חיידקים המפחיתים -סולפט באזור האנאירובי מייצרים H₂S. ה-H₂S תוקף את הסרט הפסיבי, וממיר אותו לסולפידים מתכתיים. הסולפידים אינם-מגנים. קורוזיה מקומית יוזמת.
הקורוזיה מואצת על ידי הצימוד הגלווני בין השטח האנודי הקטן מתחת לביופילם לבין השטח הקתודי הגדול של המשטח הפסיבי שמסביב. הבור גדל במהירות. לאחר ההתחלה, בורות MIC יכולים להתפשט דרך דופן הצינור בתוך שבועות עד חודשים.
ב-PTFE, הביופילם עשוי לגדול לעובי מסוים, מוגבל על ידי מתח הגזירה מזרימת הנוזלים וזמינותם של חומרים מזינים. משטח ה-PTFE מתחת לביופילם אינו משתנה. כאשר הביופילם מוסר על ידי ניקוי, פני השטח זהים למצב ה-טרום התיישבות שלו. לא התרחשה קורוזיה.
| פרמטר התנגדות MIC | דופלקס 2205 | סופר דופלקס 2507 | PTFE |
|---|---|---|---|
| שווה ערך להתנגדות בור (PRE) | 35-38 | 40-43 | לא רלוונטי (ללא מנגנון בור) |
| הצמדת ביופילם | לְמַתֵן | לְמַתֵן | נמוך (אנרגיה משטח נמוכה) |
| רגישות ל-MIC אנאירובי (SRB) | לְמַתֵן | נמוך-בינוני | אַף לֹא אֶחָד |
| קצב התפשטות בור MIC (מ"מ/שנה בבור) | 0.1-0.5 | 0.05-0.3 | 0 |
| מצב משטח לאחר-ניקוי | מחורר (נזק קבוע) | מגולענים או חרוטים | ללא שינוי |
| חיי שירות ב-MIC-מועד לעמוד בשירות (שנים) | 2-5 | 3-8 | 15+ |
שיקול השירות העצור
MIC הוא החמור ביותר בתנאי זרימה-נמוכים או-נמוכים שיושבים בחוסר פעילות במשך ימים, מחליפי חום בשירות לסירוגין, רגליים מתות בצנרת. אלו הם התנאים שבהם סרטי ביופילם יכולים להתפתח ללא הפרעה. למחלפי חום PTFE בשירותים אלו יש יתרון ברור: גם אם נוצרים ביופילם בתקופות סטגנציה, לא מתרחש נזקי קורוזיה.
ניתן להסיר את הביופילם על ידי ניקוי שגרתי-שטיפת מים, ניקוי כימי עדין או ניגוב מכני. הניקוי אינו פוגע במשטח ה-PTFE. המחליף חוזר לשירות עם עובי הדופן המלא שלו ללא פגע.
מחליפי נירוסטה דופלקסים באותו שירות צוברים נזקי בור בלתי הפיכים עם כל אירוע MIC. לא ניתן לנקות את הבורות. עובי הדופן בבור יורד לצמיתות. לאחר כמה מחזורי MIC, הצינור עשוי לדלוף.
ההמלצה המבצעית
עבור תהליכים עם תקופות סטגנציה בלתי נמנעות-פעולות אצווה, מסעות פרסום עונתיים, שימוש לסירוגין-מחליפי חום של PTFE מבטלים את סיכון ה-MIC שמציק לפלדות אל-חלד. עבור תהליכי זרימה מתמשכים, גבוהים- שבהם סיכון ה-MIC נמוך, פלדות אל-חלד דופלקס עשויות להתאים אם כימיית התהליך נמצאת בגבולות הקורוזיה שלהן.
תַקצִיר
מחליפי חום PTFE חסינים בפני קורוזיה המושפעת מיקרוביולוגית מכיוון שלפלואורופולימר אין סרט פסיבי להתפשר, אינו מספק חומר תזונתי למטבוליזם של חיידקים, ואינו מושפע מהכימיה האגרסיבית בתוך סרטי ביופילמים. פלדות אל-חלד דופלקס, למרות ערכי ה-PRE הגבוהים שלהן, עלולות לסבול מהתפרצויות מקומיות תחת סרטי ביו-פילמים בתנאים עומדים. PTFE הוא החומר המועדף עבור מחליפי חום בשירות לסירוגין או עומד כאשר סיכון MIC מוגבר.
תמיכה הנדסית לבחירת חומרים בסביבות מועדות ל-MIC-זמינה עם הגשת הרכב נוזל התהליך, לוח הזמנים של ההפעלה, מקור המים וכל היסטוריה של MIC בציוד קיים.
