Titaanilämmitysputkien pitkäaikainen -korroosionesto- riippuu täysin tiheän titaanidioksidikalvon jatkuvasta regeneroinnista metallipinnalla. Tämä suojakalvo voi muodostua ja korjata itsensä vakaasti vain, kun prosessiväliaineessa on riittävästi liuennutta happea. Monet suljetut reaktiosäiliöt, suljetut käymisastiat ja matalavirtaus{4}}kiertojärjestelmät kärsivät happipuutteesta, joka johtuu rajoitetusta nesteen{5}}ilmakontaktista. Kun liuenneen hapen pitoisuus putoaa kriittisen kynnyksen alapuolelle, TiO₂-kalvo menettää vähitellen itse-korjauskykynsä, ja esiin tulee joukko piilotettuja korroosioriskejä, jotka lyhentävät huomattavasti titaanilämmitysputkien käyttöikää jopa matalan-korroosion orgaanisessa hapossa ja heikoissa suolaliuoksessa.
Pieniä naarmuja ja hankausjälkiä putken pinnoissa ei voida korjata ilman riittävästi liuennutta happea. Asennuksen, nestehiukkasten törmäyksen ja säännöllisen CIP-puhdistuksen aikana passiiviseen titaanikalvoon muodostuu väistämättä pieniä vikoja. Normaaleissa happi{2}}rikkaissa olosuhteissa titaani yhdistyy nopeasti liuenneen hapen kanssa muodostaen uutta oksidia ja täyttääkseen nämä mikro-virheet useissa tunneissa. Happi{5}}puutteellisissa ympäristöissä paljastettu tuore titaanimatriisi ei pysty rakentamaan täydellistä suojakerrosta. Vikakohdat muuttuvat pysyviksi korroosion aloituspisteiksi, joissa orgaaniset happo- ja kloridi-ionit syöpyvät jatkuvasti sisäänpäin muodostaen hajallaan olevia kuoppia putken seinämään.
Alhaisesti liuennut happi nopeuttaa passiivisen kalvon tasaista ohenemista kloridia{0}}pitoisissa väliaineissa. Titaani kestää erinomaisesti kloridia happi-riittävissä olosuhteissa, koska ehjä TiO₂-kalvo estää kloridin tunkeutumisen. Kun happea ei ole riittävästi, olemassa oleva passiivinen kalvo liukenee hitaasti ilman oikea-aikaista täydennystä ja vähentää sen paksuutta päivä päivältä. Heikentynyt kalvo ei voi vastustaa kloridi-ionien tunkeutumista, mikä johtaa matalaan, mutta laajalle levinneeseen tasaiseen pintakorroosioon. Useiden kuukausien jatkuvan käytön aikana seinämän paksuuden kokonaishäviö kasaantuu ja lisää läpi-seinän vuotamisen riskiä, erityisesti hitsauslämmön{7}}vaikutusalueilla, joissa luonnostaan ohuempi luonnollinen passiivinen kalvo.
Anaerobiset staattiset raot laipoissa ja sedimentin alla muodostavat vakavia paikallisia korroosiopisteitä. Putken pinnan peittävä sedimentti ja kapeat laipparaot katkaisivat hapen syöttöä näiden suljettujen alueiden sisään jääneeseen metallipintaan. Vaikka päävirtaneste säilyttää kohtalaisen liuenneen hapen, kerrostumien alla oleva mikroympäristö muuttuu täysin anaerobiseksi. Ilman kalvon korjausta tukevaa happea syövyttävät aineet keskittyvät rakoihin ja syövyttävät syviä kuoppia pystysuunnassa. Tällaista piilotettua anaerobista rakokorroosiota ei voida löytää rutiininomaisilla visuaalisilla partioilla, ja se aiheuttaa usein äkillisen laippajuuren vuotamisen ilman varhaisia varoitusmerkkejä.
Galvaanisen korroosion riskit lisääntyvät, kun hapen jakautuminen on epätasaista. Samassa säiliössä happi{1}}rikkaaseen virtaavaan nesteeseen upotetut lämmitysputken osat toimivat vakaina katodeina täydellisellä passiivikalvolla, kun taas happi-vajavat staattiset alueet toimivat anodeina, joissa kalvo on vaurioitunut. Saman titaaniputken kahden osan välille muodostuu potentiaaliero, joka laukaisee sisäisen itse-galvaanisen korroosion. Anaerobinen alhainen{6}}happivyöhyke kestää kaikki korroosioreaktiot ja kärsii nopeasta matriisin ohenemisesta jopa ilman kosketusta erilaisiin metalliliittimiin.
Yksinkertaisilla käytännön toimenpiteillä voidaan lisätä liuennutta happea suojaamaan titaanilämmitysputkia. Asenna kiertoilmasuuttimet ruiskuttamaan puhdasta ilmaa säiliöön säännöllisesti; lisää nesteen virtausnopeutta nesteen{1}}ilmakontaktialueen laajentamiseksi; tyhjennä ja tuuleta suljetut laitteet määräajoin sammutushuollon aikana. Vältä täysin suljettua, nolla-ilmastamatonta-pitkäaikaista käyttöä titaanilämmitysputkijärjestelmissä.
表格
| Liuenneen hapen tila | Korroosiovaara titaanilämmitysputkissa | Kohdennettu parannustoimenpide |
|---|---|---|
| Riittävä -happea sisältävä väliaine (＞6 mg/l) | Passiivinen kalvo itse{0}}korjaa naarmut, vakaa korroosionesto- | Säilytä olemassa olevat ilmastus- ja kiertoparametrit |
| Keskivaikea hapenpuute (2-6 mg/l) | Hidas passiivinen kalvon oheneminen, pieniä hajaantuneita mikro{0}}kuoppia | Lisää kiertovirtausta nesteen{0}}ilman sekoittumisen tehostamiseksi |
| Vaikea anaerobinen ympäristö (＜2mg/l) | Korjaamattomia pintavirheitä, syvät anaerobiset rakopisteet | Asenna ilmastuslaitteet jatkuvaa happilisää varten |
| Staattinen sedimentti/laipan rako nolla-happimikrovyöhyke | Piilotetut pystysuorat syvät kuopat, äkillinen hitsausvuotoriski | Säännöllinen korkeapaine{0}}huuhtelu sedimentin peittämisen poistamiseksi |
Lyhyt yhteenveto
Liuennut happi on välttämätön raaka-aine titaanin passiivisen kalvon regeneroinnissa. Riittämätön happi estää pintavirheiden{1}}korjauksen itsestään, pahentaa kloridieroosiota ja aiheuttaa piilevää anaerobista rakokorroosiota. Ilmastuslaitteiden lisääminen ja nestekierron optimointi riittävän liuenneen hapen ylläpitämiseksi on keskeinen tapa taata titaanilämmitysputkien pitkäaikainen -korroosionestovakaus-.
