Sự hình thành màng sinh học và chất chuyển hóa vi sinh vật làm tăng tốc độ ăn mòn của lò sưởi ngâm 316L trong hệ thống xử lý nước có nhiệt độ-thấp

Bộ gia nhiệt ngâm bằng thép không gỉ 316L được sử dụng rộng rãi trong-việc tuần hoàn nước ở nhiệt độ thấp, hệ thống rửa công nghiệp và các thiết bị làm nóng sơ bộ nước thô. Hầu hết các nhóm bảo trì nhà máy đều tập trung vào các yếu tố ăn mòn hóa học như clorua và giá trị pH trong khi bỏ qua sự thoái hóa do vi sinh vật-gây ra. Trong môi trường vận hành ở nhiệt độ thấp-thấp trong thời gian dài, vi khuẩn và vi sinh vật dễ dàng xâm chiếm bề mặt lò sưởi, tạo thành các lớp màng sinh học dày đặc. Các chất có tính axit trao đổi chất và sự suy giảm oxy cục bộ do hoạt động của vi sinh vật tạo ra liên tục phá hủy màng thụ động, gây ra sự ăn mòn dưới lớp lắng đọng-làm giảm đáng kể tuổi thọ sử dụng của thiết bị.

Sự ăn mòn do vi sinh vật tuân theo cơ chế điện hóa-lắng đọng điển hình. Màng sinh học bám dính sẽ cách ly bề mặt kim loại khỏi chất lỏng khối, tạo thành một môi trường vi mô khép kín. Hô hấp của vi sinh vật tiêu thụ oxy hòa tan, biến các khu vực được che phủ thành vùng anốt ổn định. Các chất chuyển hóa axit hữu cơ làm giảm độ pH cục bộ và hòa tan lớp oxit crom bảo vệ. Các hố ăn mòn nhỏ hình thành bên dưới màng sinh học và liên tục mở rộng vào trong. Khác với ăn mòn hóa học thông thường, quá trình phân hủy do vi sinh vật phát triển chậm và tập trung dưới các lớp nhớt vô hình, không xuất hiện hiện tượng rỉ sét kim loại rõ rệt trong giai đoạn đầu vận hành.

Chế độ lỗi tiềm ẩn này mang lại rủi ro tiềm ẩn cho quá trình sản xuất liên tục. Độ che phủ của màng sinh học rất khó phát hiện thông qua kiểm tra trực quan hàng ngày và kiểm tra chất lượng nước thông thường không thể phát hiện được sự làm giàu chất chuyển hóa vi sinh vật cục bộ. Sự xâm nhập của hố ăn mòn gây rò rỉ chất lỏng trong quá trình, làm ô nhiễm đường ống tuần hoàn và dẫn đến việc ngừng bảo trì hệ thống ngoài kế hoạch. Hầu hết các kỹ thuật viên cho rằng lỗi thiết bị là do chất lượng nước bị lão hóa chứ không phải là do vi khuẩn-lâu dài xâm chiếm, dẫn đến việc phải thay thế nhiều lần và tiềm ẩn những mối nguy hiểm dai dẳng.

Nhiều biện pháp công nghiệp thực tế có thể ức chế hiệu quả sự ăn mòn của vi sinh vật. Thường xuyên thực hiện vệ sinh, khử trùng bằng hóa chất để loại bỏ cặn bám trên bề mặt màng sinh học. Tối ưu hóa tốc độ tuần hoàn của nước để tránh những vùng nước tĩnh-lâu dài nơi vi sinh vật sinh sản. Cải thiện độ chính xác của quá trình lọc nước để giảm các chất mang vi sinh vật lơ lửng. Tiến hành kiểm tra lấy mẫu bằng kính hiển vi định kỳ trên bề mặt gia nhiệt để theo dõi tình trạng phát triển màng sinh học sớm.

Tóm lại, ăn mòn do vi sinh vật-gây ra là một dạng hư hỏng thường bị bỏ qua đối với máy sưởi 316L trong hệ thống nước có nhiệt độ-thấp. Các tiêu chuẩn đánh giá ăn mòn hóa học thông thường không thể bao gồm các rủi ro suy thoái vi sinh vật. Làm sạch sinh học thường xuyên và tối ưu hóa dòng chảy duy trì hiệu quảtính toàn vẹn của bề mặt và duy trì-sự ổn định lâu dài trong hoạt động.