קורוזיה תחת-המשקעים היא הכשל הנסתר הנפוץ וההרסני ביותר של צינורות חימום טיטניום בייצור-לטווח ארוך של תסיסה. בשונה מהזדקנות אחידה של פני השטח, סוג זה של קורוזיה מתרחש תחת אבנית, ביופילם ומשקעים, ומתפתח בשקט ללא סימני פני שטח ברורים. רוב הדליפות החודרות וכישלון הריתוך של צינורות טיטניום נגרמים בסופו של דבר כתוצאה מהתפרצויות-לטווח ארוך. מאמר זה מסביר באופן שיטתי את מנגנון היווצרות, מיקומי סיכון- גבוהים, גורמי השפעה ותכניות בקרת מניעה מלאות כדי להנחות-ניהול נגד-אתרים נגד קורוזיה.
מנגנון יצירת הליבה טמון בהשפעת המיקרו- המקומית תחת כיסוי קנה המידה. אבנית פחמן סוכר אורגנית, ביופילם חיידקי ומשקעי מלח אנאורגניים נצמדים בחוזקה למשטח צינור הטיטניום במהלך פעולת החימום. האזור המכוסה יוצר סביבה אנאירובית חסרת -חמצן, בעוד שמשטח הצינור הנקי שמסביב יוצר קשר מלא עם נוזל תסיסה עשיר בחמצן{{4}. זה יוצר הבדל משמעותי בריכוז החמצן, והופך את האזור המכוסה בקנה מידה לאזור אנודה עם פירוק מתמשך של מטריצת הטיטניום. בינתיים, חומרים חומציים ויוני כלוריד מועשרים ללא הרף מתחת לסקלה, מה שמפחית עוד יותר את ערך ה-pH המקומי ומאיץ את התפשטות הגורות המקומית.
טמפרטורת החימום וצפיפות ההספק הם גורמי מפתח. צפיפות הספק גבוהה של פני השטח מעלה את טמפרטורת דופן הצינור, מאיצה את פחמימות הסוכר והתגבשות המלח ליצירת אבנית קשיחה קומפקטית שקשה להסירה על ידי ניקוי מחזורי רגיל. טמפרטורה גבוהה גם מאיצה את קצבי התגובה האלקטרוכימית, וגורמת לבורות מיקרו- להתרחב במהירות לאורך גבול התבואה. זה מסביר מדוע למיכלי תסיסה רציפים-עומס גבוה יש שיעורי כשל בבור גבוה בהרבה ממיכלי ייצור לסירוגין.
נתונים סטטיסטיים של-אתר מציגים שלושה אזורי-סיכון גבוהים לקורוזיה תת--: אזורים מושפעים בחום- של ריתוך, אזורי סטגנציה של בועות הצינור העליון ופערי מגע תמיכה. לאזור הריתוך יש משטח לא אחיד וסרט פסיבי דק, מה שמקל על הידבקות אבנית. קשת הצינור העליונה צוברת בקלות מיקרו-בועות ויוצרת קשקשים-אזורים מתים מכוסים. לא ניתן לשטוף את פערי התמיכה על ידי נוזל במחזור, מה שמוביל להצטברות-לטווח ארוך של משקעים ולקורוזיה מרוכזת בבור.
ניקוי CIP שגוי הוא הסיבה העיקרית-האנושית להחמרה בבור. תדירות ניקוי לא מספקת, מהירות זרימה נמוכה וטמפרטורת ניקוי בלתי סבירה משאירים אבנית שארית על דופן הצינור לאחר כל מחזור תחזוקה. הצטברות חוזרת יוצרת אבנית קשיחה מרובדת, ובורות הבור שנוצרו בשלב המוקדם ממשיכים להעמיק בתנאי הייצור הבאים, ולבסוף חודרים לדופן הצינור וגורמים לדליפה בינונית.
יש ליישם אמצעי מניעה ממוקדים מממדי תכנון, תפעול ותחזוקה. בתכנון מבני, אמצו פריסת צפיפות כוח משטח נמוכה והתקנת צינור משופע כדי להפחית התחממות יתר ושימור בועות. מטב את מהירות הזרימה במחזור מעל 1.0 מטר/שניה כדי לשפר את ניקוי פני השטח ולעכב הידבקות אבנית. בפעולה יומיומית, הימנע מחימום מלא-לטווח ארוך ושמור על אוורור יציב כדי להפחית היווצרות מיקרו-זון אנאירובי.
מבחינת תחזוקה, נסחו מחזורי הסרת אבנית מדורגים לפי צמיגות בינונית. חומרי תסיסה-גבוהים בסוכר ובצמיגות-גבוהה דורשים ניקוי מרוכב עמוק דו שבועי כדי להסיר אבנית פחמן מיושן. בצע מדידת עובי דופן ממוקדת רבעונית באזורי סיכון- גבוהים כדי לעקוב אחר התקדמות הפירוק. לאחר הניקוי, השלם פסיבציה של מים עשירים בחמצן- כדי לתקן סרט פסיבי פגום ולחסום תעלות פלישת יונים.
לסיכום, קורוזיה מתחת ל-המשקעים היא הסכנה הנסתרת העיקרית המגבילה את חיי השירות של צינורות חימום טיטניום. הוא מתקדם באופן סמוי ובעל כוח הרס חזק. סטנדרטיזציה של עיצוב עומס תרמי, בקרת זרימת מחזור ומחזורי פסיבציה מדעיים של הסרת אבנית יכולים ביעילות לחסל קורוזיה מקומית הנגרמת-של משקעים, ולהבטיח פעולה בטוחה ויציבה לטווח ארוך של מערכות חימום טיטניום בסדנאות תסיסה.
