# อะไรคือความเสี่ยงของการผสมวัสดุท่อทำความร้อนที่แตกต่างกันในท่อหมุนเวียนเดียว? โรงงานหมักหลายแห่งผสมส่วนประกอบทำความร้อนที่ทำจากสแตนเลส 316 ไททาเนียม PFA- และควอตซ์เข้าด้วยกันในวงจรการไหลเวียนปานกลางเส้นเดียวเพื่อลดต้นทุนการจัดซื้อ โดยไม่ทราบว่าการสัมผัสระหว่างวัสดุนำไฟฟ้าที่แตกต่างกันจะทำให้เกิดเซลล์กัลวานิก ในขณะที่วัสดุที่เข้ากันไม่ได้ยังกระตุ้นให้เกิดการกัดกร่อนของสารเคมีและการอุดตันของท่ออีกด้วย ระบบวัสดุผสมก่อให้เกิดอันตรายที่ซ่อนอยู่หลายประการ รวมถึงการกัดกร่อนอย่างรวดเร็ว การปนเปื้อนปานกลาง และการแตกหักของอุปกรณ์อย่างกะทันหัน ตารางด้านล่างแสดงรายการการผสมวัสดุทั่วไปและความรุนแรงของความเสี่ยงที่สอดคล้องกัน|การผสมวัสดุผสม|กลไกอันตรายหลัก|ประสิทธิภาพความล้มเหลวที่มองเห็นได้|ระดับความเสี่ยง|แผนการแก้ไขที่แนะนำ|| ----|----|----|----|----|| สแตนเลส 316 + ฟิตติ้งเหล็กคาร์บอนเปลือย|การกัดกร่อนของกัลวานิก เหล็กคาร์บอน เมื่อขั้วบวกละลาย|สนิมรุนแรงที่จุดสัมผัส รูเชื่อมสแตนเลส|สุดขีด|เปลี่ยนชิ้นส่วนเหล็กคาร์บอนทั้งหมดด้วยสแตนเลส 316|| ไทเทเนียมเกรด 2 + 316 สแตนเลส|ความต่างศักย์ไฟฟ้าเซลล์กัลวานิก ฟิล์มไทเทเนียมเสียหาย|ศักยภาพของพื้นผิวไทเทเนียมที่ลดลงอย่างต่อเนื่อง การเปลี่ยนสีคล้ายน้ำนม|สูง|เพิ่มปลอกหุ้ม PTFE แบบเต็มรูปแบบที่ข้อต่อเชื่อมต่อทั้งหมด|| ท่อควอทซ์+ท่อโลหะไม่มีปะเก็นบัฟเฟอร์|การขยายตัวเนื่องจากความร้อนไม่ตรงกัน การแตกตัวของความเค้นเชิงกล รอยแตกขนาดเล็กที่การเชื่อมต่อแบบเกลียวควอทซ์ ของเหลวรั่ว|สูง|ติดตั้งปะเก็นยืดหยุ่น PTFE สำหรับข้อต่อโลหะควอทซ์ทั้งหมด|เครื่องทำความร้อนแบบมีเส้น PFA + ท่อโลหะเปลือย|เคลือบรอยขีดข่วน รอยขูดขีด มลภาวะของไอออนโลหะ|ท้องถิ่นเคลือบลอก ตรวจพบไอออนเหล็กในน้ำซุปหมัก|ปานกลาง|ติดตั้งแผ่นกรองด้านหน้าเพื่อลดการขจัดสิ่งสกปรกของอนุภาค|ความเสี่ยงที่โดดเด่นที่สุดของท่อทำความร้อนแบบโลหะผสมคือการกัดกร่อนของกัลวานิก โลหะชนิดต่างๆ มีศักย์ไฟฟ้าเฉพาะในตัวกลางในการหมักที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าและสารละลายทำความสะอาดที่เป็นน้ำ เมื่อวัสดุโลหะสองชนิดเชื่อมต่อกันโดยตรง โลหะที่มีศักยภาพต่ำกว่าจะกลายเป็นขั้วบวกแบบบูชายัญและละลายอย่างรวดเร็ว ในขณะที่วัสดุที่มีศักยภาพสูงกว่าจะถูกกัดกร่อนด้วยไอออนที่มีความเข้มข้นที่บริเวณสัมผัส เมื่อไททาเนียมและสแตนเลส 316 ใช้ท่อเดียวกัน ฟิล์มฟิล์ม TiO₂ ที่ไวต่อแสงของไททาเนียมจะถูกโจมตีอย่างต่อเนื่อง แม้ว่าจะไม่มีฟลูออไรด์ในตัวกลางก็ตาม การสแกนที่เป็นไปได้รายไตรมาสจะจับค่าที่อ่านได้ต่ำผิดปกติบนพื้นผิวไทเทเนียมภายในสามเดือนของการดำเนินการแบบผสม การขยายตัวทางความร้อนที่ไม่ตรงกันถือเป็นความเสี่ยงร้ายแรงอีกประการหนึ่งเมื่อควอตซ์จับคู่กับท่อโลหะ ควอตซ์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำมาก ในขณะที่เหล็กกล้าไร้สนิมจะขยายตัวอย่างมีนัยสำคัญภายใต้วงจรการให้ความร้อน หากไม่มีปะเก็นแยกยางยืด การสลับร้อน-เย็นซ้ำๆ จะสร้างแรงอัดรีดที่รุนแรงที่เกลียวเชื่อมต่อ ทำให้เกิดรอยแตกขนาดเล็กที่มองไม่เห็นบนควอตซ์ รอยแตกเล็กๆ เหล่านี้ขยายตัวอย่างรวดเร็วในระหว่างที่อุณหภูมิผันผวน ท้ายที่สุดนำไปสู่การแตกของท่ออย่างกะทันหันและการสูญเสียตัวกลางในการเพาะเลี้ยงในถังโดยสิ้นเชิง ความไม่เข้ากันของสารเคมีและการเสียดสีทางกลยังปรากฏในลูปวัสดุผสม ผนังด้านในของท่อโลหะแข็งจะขูดเคลือบ PFA แบบอ่อนระหว่างการไหลเวียนของตัวกลางที่มีความเร็วสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อมีอนุภาคไมซีเลียมที่เป็นของแข็งอยู่ในน้ำซุป เมื่อการเคลือบถูกขูด พื้นผิวที่เป็นเหล็กกล้าคาร์บอนจะเกิดสนิมและปล่อยสิ่งเจือปนของโลหะออกมา ซึ่งรบกวนการเติบโตของความเครียดและทำให้มาตรฐานการทดสอบความบริสุทธิ์ GMP ไม่ผ่าน ในขณะเดียวกัน สนิมที่หลุดออกจากส่วนโลหะที่สึกกร่อนจะเกาะติดกับพื้นผิวของท่อควอทซ์ ทำให้เกิดตัวพาฟิล์มชีวะที่ดื้อรั้น ซึ่งกำจัดได้ยากด้วยการทำความสะอาด CIP ทั่วไป เพื่อขจัดความเสี่ยงของวัสดุผสมโดยพื้นฐาน ระบบหมุนเวียนความร้อนในการหมักควรใช้การออกแบบวัสดุเดี่ยวแบบครบวงจรเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สำคัญ: สายการผลิตชีวเภสัชภัณฑ์ที่มีคลอไรด์สูงเลือกลูปไทเทเนียมเต็มรูปแบบ การหมักอาหารทั่วไปใช้ท่อสแตนเลส 316 ที่สมบูรณ์ และกระบวนการที่ประกอบด้วยฟลูออไรด์จะใช้วงจรควอตซ์อิสระที่แยกออกจากอุปกรณ์โลหะโดยสิ้นเชิง หากไม่สามารถหลีกเลี่ยงวัสดุผสมได้เนื่องจากข้อจำกัดของอุปกรณ์ที่มีอยู่ จะต้องติดตั้งอุปกรณ์เสริมการแยก PTFE แบบเต็มระหว่างข้อต่อวัสดุที่แตกต่างกันทุกจุดเพื่อตัดลูปเซลล์กัลวานิกที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า และจำเป็นต้องมีปะเก็นบัฟเฟอร์แบบยืดหยุ่นสำหรับการเชื่อมต่อโลหะควอทซ์ ทีมบำรุงรักษาจำเป็นต้องเพิ่มการตรวจสอบข้อต่อวัสดุผสมในรายการลาดตระเวนรายเดือน โดยมุ่งเน้นไปที่ค่าที่ผิดปกติที่อาจเกิดขึ้น ความเสียหายของสารเคลือบ และน้ำค้างแข็งของด้ายควอตซ์ การแยกท่อหมุนเวียนวัสดุที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเป็นวิธีแก้ปัญหาระยะยาวที่เชื่อถือได้มากที่สุด เพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนที่ทับซ้อนกันและความเสี่ยงความล้มเหลวทางกลที่เกิดจากวัสดุท่อทำความร้อนแบบผสม
