การกัดกร่อนด้วยซัลฟิดิกที่ใช้ไบโอฟิล์มเป็นสื่อกลางของเครื่องทำความร้อนแบบจุ่ม 316L ในระบบน้ำในกระบวนการหมุนเวียนที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ

เครื่องทำความร้อนแบบแช่สแตนเลส 316L มีการใช้งานอย่างกว้างขวางในน้ำในกระบวนการหมุนเวียนแบบวงเปิด ถังบำบัดน้ำเสียล่วงหน้าทางชีวภาพ และลูปกักเก็บน้ำขั้นกลางที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อ รายงานการประเมินวัสดุส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การกัดกร่อนของไอออนอนินทรีย์ในขณะที่ประเมินการย่อยสลายที่เกิดจากจุลินทรีย์ต่ำเกินไป ภายใต้ช่วงอุณหภูมิที่เหมาะสม แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟตจะจับตัวเป็นอาณานิคมบนพื้นผิวเครื่องทำความร้อนที่อุณหภูมิสูง และสร้างฟิล์มชีวะที่แตกต่างกันอย่างหนาแน่น กิจกรรมเมแทบอลิซึมของจุลินทรีย์ใช้ออกซิเจนที่ละลายน้ำและผลิตไฮโดรเจนซัลไฟด์ แผ่นชีวะจะสร้างไมโครโซนแบบไม่ใช้ออกซิเจนในท้องถิ่น และผลพลอยได้ของซัลไฟด์จะทำลายฟิล์มพาสซีฟที่มีโครเมียมสูง ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการกัดกร่อนของรูซัลไฟด์ คูปองการกัดกร่อนในห้องปฏิบัติการแบบ abiotic มาตรฐานไม่สามารถจำลองรูปแบบความล้มเหลวที่ควบคุมทางชีวภาพนี้ได้

เมื่อสารอาหารมีอยู่ในน้ำในกระบวนการ แบคทีเรียจะเกาะติดกับผนังด้านนอกของเครื่องทำความร้อน และหลั่งสารโพลีเมอร์นอกเซลล์ออกมาเพื่อสร้างเมทริกซ์ไบโอฟิล์ม ภายในชั้นไบโอฟิล์ม ออกซิเจนจะหมดลงอย่างสมบูรณ์ แบคทีเรียรีดิวซ์ซัลเฟตจะเปลี่ยนไอออนซัลเฟตที่ละลายน้ำไปเป็นไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซัลไฟด์แทรกซึมผ่านฟิล์มแบบพาสซีฟและทำปฏิกิริยากับเมทริกซ์ของโลหะเพื่อสร้างสารประกอบของเหล็กซัลไฟด์ที่ไม่เสถียร ผลิตภัณฑ์ซัลไฟด์เหล่านี้มีรูพรุนและไม่สามารถใช้เป็นชั้นป้องกันได้ ไมโครเซลล์กัลวานิกก่อตัวขึ้นระหว่างโซนขั้วบวกที่เคลือบด้วยไบโอฟิล์มและพื้นผิวโลหะแบบแคโทดที่ปราศจากฟิล์มชีวภาพ รูพรุนเริ่มต้นใต้แผ่นชีวะและขยายเข้าด้านใน แม้ว่าฟิล์มชีวะบางส่วนจะหลุดออกไปภายใต้แรงเฉือนของของไหล คราบซัลไฟด์ที่ตกค้างจะยังคงดำเนินต่อไปในการกัดกร่อนในท้องถิ่น

ในช่วงบริการช่วงแรก แผ่นชีวะสีเข้มลื่นไหลจะปรากฏบนฝัก ผู้ปฏิบัติงานมักจะขจัดคราบเมือกบนพื้นผิวออกและพิจารณาว่าเครื่องทำความร้อนทำงานได้ตามปกติ หลุมการกัดกร่อนยังคงซ่อนอยู่ใต้ตำแหน่งแผ่นชีวะเดิม เมื่อเวลาทำงานสะสม หลุมจะรวมกันและลดความหนาของผนัง ในที่สุดก็มีปลอกเจาะเกิดขึ้น ของเหลวในกระบวนการผลิตบุกรุกองค์ประกอบความร้อนและนำไปสู่การปิดอุปกรณ์ การวิเคราะห์หลังความล้มเหลวมักตัดสินผิดว่าฟิล์มชีวะที่เป็นรูพรุนของซัลไฟด์เป็นการกัดกร่อนที่เกิดจากคลอไรด์ตามปกติ

มาตรการตอบโต้ทางวิศวกรรมที่มีประสิทธิผลจะควบคุมการกัดกร่อนของซัลไฟด์ที่เกิดจากฟิล์มชีวภาพ ปรับการบำบัดน้ำล่วงหน้าให้เหมาะสมเพื่อลดปริมาณสารอาหารอินทรีย์ ใช้รอบการจ่ายไบโอไซด์เป็นระยะเพื่อยับยั้งการแพร่พันธุ์ของจุลินทรีย์ ปรับปรุงความปั่นป่วนของการไหลเพื่อขัดขวางการเกาะติดของแผ่นชีวะที่เสถียร ใช้การสแกนความหนาอัลตราโซนิกโดยกำหนดเป้าหมายโซนที่มีการไหลต่ำซึ่งมีแนวโน้มว่าจะเกิดฟิล์มชีวะในงานบำรุงรักษา

表格

บทสรุป:ความเข้มข้นของคลอไรด์เพียงอย่างเดียวไม่สามารถคาดเดาอายุการใช้งานของเครื่องทำความร้อน 316L ในวงจรน้ำที่ไม่ผ่านการฆ่าเชื้อได้ ซัลไฟด์ที่สร้างจากไบโอฟิล์มสร้างเส้นทางการกัดกร่อนที่เป็นอิสระ การควบคุมสารอาหารและการจัดการความเปรอะเปื้อนทางชีวภาพเป็นกลยุทธ์การป้องกันที่สำคัญสำหรับระบบน้ำในกระบวนการหมุนเวียนแบบเปิด