Bộ gia nhiệt ngâm bằng thép không gỉ 316L được triển khai rộng rãi trong nước xử lý tuần hoàn vòng hở, bể tiền xử lý sinh học và vòng chứa nước trung gian không vô trùng. Hầu hết các báo cáo đánh giá vật liệu đều tập trung vào sự ăn mòn ion vô cơ trong khi đánh giá thấp sự suy thoái do vi sinh vật gây ra. Trong phạm vi nhiệt độ thích hợp, vi khuẩn khử sunfat sẽ xâm chiếm bề mặt bộ gia nhiệt ở nhiệt độ cao và tạo thành màng sinh học không đồng nhất dày đặc. Hoạt động trao đổi chất của vi sinh vật tiêu thụ oxy hòa tan và tạo ra hydro sunfua. Màng sinh học tạo ra các vi vùng kỵ khí cục bộ và các sản phẩm phụ sunfua phá hủy màng thụ động giàu crom, gây ra hiện tượng ăn mòn rỗ do sunfuric. Phiếu ăn mòn phòng thí nghiệm phi sinh học tiêu chuẩn không thể tái tạo mô hình thất bại được kiểm soát sinh học này.
Khi các chất dinh dưỡng tồn tại trong nước xử lý, vi khuẩn bám vào thành ngoài của lò sưởi và tiết ra các chất đa bào ngoại bào để tạo thành ma trận màng sinh học. Bên trong các lớp màng sinh học, oxy đã cạn kiệt hoàn toàn. Vi khuẩn khử sunfat chuyển đổi các ion sunfat hòa tan thành hydro sunfua. Sunfua xuyên qua màng thụ động và phản ứng với nền kim loại để tạo thành hợp chất sắt-sulfua không ổn định. Những sản phẩm sunfua này xốp và không thể đóng vai trò là lớp bảo vệ. Các vi tế bào điện hóa hình thành giữa các vùng anốt được phủ màng sinh học và bề mặt kim loại catốt không có màng sinh học. Rỗ bắt đầu bên dưới màng sinh học và mở rộng vào trong. Ngay cả sau khi một phần màng sinh học bong ra dưới áp lực cắt của chất lỏng, cặn sunfua còn sót lại vẫn tiếp tục duy trì hoạt động ăn mòn cục bộ.
Trong giai đoạn đầu sử dụng, các mảng màng sinh học nhầy nhụa màu sẫm xuất hiện trên vỏ bọc. Người vận hành thường loại bỏ chất nhờn trên bề mặt và coi lò sưởi đang hoạt động bình thường. Các hố ăn mòn vẫn ẩn bên dưới các vị trí màng sinh học cũ. Với thời gian chạy tích lũy, các hố hợp nhất và giảm độ dày thành. Cuối cùng, sự thủng vỏ bọc xảy ra, chất lỏng xử lý xâm nhập vào các bộ phận làm nóng và dẫn đến tắt thiết bị. Phân tích sau sự cố thường đánh giá sai sự rỗ của màng sinh học sunfua là sự ăn mòn do clorua thông thường.
Các biện pháp đối phó kỹ thuật hiệu quả kiểm soát sự ăn mòn sunfua có nguồn gốc từ màng sinh học. Tối ưu hóa quá trình xử lý trước nước để giảm lượng chất dinh dưỡng hữu cơ. Áp dụng chu kỳ định lượng thuốc diệt khuẩn định kỳ để ngăn chặn sự sinh sản của vi sinh vật. Cải thiện sự hỗn loạn của dòng chảy để cản trở sự gắn kết màng sinh học ổn định. Thực hiện quét độ dày siêu âm nhắm vào các vùng có dòng chảy thấp dễ bị màng sinh học trong công việc bảo trì.
表格
| Loại máy sưởi | Nguy cơ ăn mòn sunfua qua trung gian màng sinh học | Cơ chế suy thoái lõi | Tính năng chẩn đoán giai đoạn đầu | Biện pháp kỹ thuật giảm thiểu chính |
|---|---|---|---|---|
| Thép không gỉ 316L | Cao | Vi khuẩn khử sunfat hình thành màng sinh học kỵ khí; hydro sunfua trao đổi chất phá hủy màng thụ động và gây ra vết rỗ dưới bề mặt | Các mảng màng sinh học nhầy nhụa sẫm màu; hố vẫn tồn tại sau khi loại bỏ màng sinh học | Giảm chất dinh dưỡng hữu cơ; xử lý diệt khuẩn định kỳ; tăng cường sự nhiễu loạn của dòng chảy; kiểm tra độ dày cục bộ |
| Titan | Trung bình | Xảy ra sự gắn kết màng sinh học; Lớp TiO₂ dày đặc chống lại một phần sự tấn công của sunfua, tuy nhiên việc tiếp xúc lâu dài vẫn mang đến nguy cơ rỗ | Bề mặt vỏ bị đổi màu không đều | Làm sạch bằng hóa chất thường xuyên để loại bỏ ô nhiễm sinh học |
| Thạch anh hợp nhất | không đáng kể | Silica trơ không thể tiến hành phản ứng điện hóa; chỉ có cặn sinh học hữu cơ tích tụ | Dư lượng màng sinh học dính mỏng trên bề mặt ống | Quy trình làm sạch oxy hóa định kỳ |
| Áo khoác PFA | không đáng kể | Chất fluoropolymer không dính hạn chế sự ổn định của màng sinh học; không có nguy cơ ăn mòn bề mặt | Chất nhờn sinh học loang lổ trên áo khoác ngoài | Xả và làm sạch tuần hoàn thường xuyên |
Phần kết luận:Chỉ nồng độ clorua không thể dự đoán tuổi thọ của máy sưởi 316L trong vòng nước không vô trùng. Sunfua do màng sinh học tạo ra tạo ra các con đường ăn mòn độc lập. Kiểm soát chất dinh dưỡng và quản lý cặn bẩn sinh học là những chiến lược bảo vệ quan trọng đối với các hệ thống xử lý nước tuần hoàn mở.
