Gesloten circulerende koelsystemen met stabiele temperatuur, voldoende water en organische voedingsstoffen zorgen voor ideale kweekomstandigheden voor verschillende micro-organismen, die gemakkelijk microbiologisch beïnvloede corrosie (MIC) op de binnenwand van 316 roestvrijstalen verwarmingsbuizen veroorzaken. Sulfaat-reducerende bacteriën, ijzerbacteriën en nitrificerende bacteriën reproduceren zich massaal en aggregeren om viskeuze biofilms te vormen die aan het buisoppervlak zijn bevestigd. Deze microbiële kolonies scheiden voortdurend corrosieve metabolieten af, waaronder waterstofsulfide, organische zuren en ammoniakstoffen. Dergelijke zure metabolieten kunnen geleidelijk de chroom{5}}rijke passieve film op roestvrij staal oplossen, de beschermende barrière tussen de metaalmatrix en het circulerende water doorbreken en plaatselijke putcorrosie en spleetcorrosie veroorzaken. Anders dan conventionele chemische corrosie, treedt microbiële metabolietcorrosie vaak op in pijpleidingsecties met lage- temperatuur en zuurstof- gebrek, met een sterke verborgenheid en een snelle voortplantingssnelheid van de corrosie. Veel verwarmingsbuizen die alle anti-corrosie-inspecties in de fabriek doorstaan, lijden na enkele jaren van stabiele werking aan plotselinge penetrerende lekkage, wat meestal wordt veroorzaakt door langdurige accumulatie van microbiële metabolieten zonder effectieve remming. Daarom zijn regelmatige microbiële monitoring, dosering van bactericiden en systeemreiniging belangrijke technische middelen om metabolietencorrosie tegen te gaan en de levensduur van verwarmingsapparatuur te verlengen.
Microbiële metabolieten vernietigen de passivatiebescherming van roestvrij staal voornamelijk via twee routes. Ten eerste verlagen organische zuren die worden afgescheiden door micro-organismen de lokale pH-waarde onder de biofilm, waardoor chroomoxide direct in de passieve film wordt opgelost en ionenpenetratiekanalen voor chloride-ionen worden gecreëerd. Ten tweede reageert waterstofsulfide, geproduceerd door anaërobe sulfaat-reducerende bacteriën, met het metaaloppervlak en vormt losse sulfideafzettingen, die het oplossen van de anode verder versnellen en corrosieputten vergroten. Bovendien vormt de ongelijke dekking van biofilms zuurstofconcentratiecellen, waar gebieden bedekt door biologisch slijm anodische gebieden worden en te lijden hebben onder preferentiële corrosie. Een onjuiste selectie van bactericiden, een onvoldoende doseringsfrequentie en een onregelmatige lozing van rioolwater zullen leiden tot resistentie tegen geneesmiddelen van micro-organismen, waardoor anti-microbiële maatregelen ineffectief worden en de door metabolieten-geïnduceerde corrosie voortdurend wordt verergerd.
Tabel 1 Beoordeling van microbiële besmetting en gerichte remmingsschema's voor gesloten circulatiesystemen
表格
| Verontreinigingsgraad | Microbiële telling en biofilmfunctie | Belangrijkste corrosiemetabolieten | Corrosierisico | Standaard preventiestrategie |
|---|---|---|---|---|
| Graad 1 (schoon) | Totaal aantal bacteriën <10³ CFU/ml, geen zichtbare biofilm | Traceer organische zuren | Verwaarloosbaar | Driemaandelijkse reguliere dosering van bactericiden + maandelijkse waterbemonsteringstest |
| Graad 2 (lichte vervuiling) | Totaal aantal bacteriën 10³–10⁴ CFU/ml, dunne transparante biofilm | Organisch zuur, spoor waterstofsulfide | Laag | Afwisselend gebruik van twee soorten biociden om resistentie tegen geneesmiddelen te voorkomen |
| Graad 3 (matige vervuiling) | Totaal aantal bacteriën 10⁴–10⁵ CFU/ml, lokale gele kleverige biofilm | Hoog-geconcentreerd organisch zuur, waterstofsulfide | Medium | Gedeeltelijke drainage van het systeem + verbeterde dosering van biociden + online spoeling |
| Graad 4 (ernstige vervuiling) | Totaal aantal bacteriën >10⁵ CFU/ml, dikke gemengde biologische vervuiling | Massa waterstofsulfide, corrosieve stikstof-bevattende metabolieten | Hoog | Offline chemische reiniging + volledige-biocide-passiveringsbehandeling van het systeem |
Bedrijven moeten een volledig-procesbeheersysteem voor microbiële monitoring en inhibitie bouwen voor gesloten circulerende systemen. Regelmatige watermonsters zijn nodig om de totale microbiële hoeveelheid, de sulfideconcentratie en de pH-waarde te detecteren, en om het type en de dosering van bactericiden aan te passen aan de vervuilingsgraad. Afwisselend gebruik van oxiderende en niet-oxiderende biociden kan microbiële resistentie tegen geneesmiddelen effectief voorkomen en de remmingsefficiëntie van schadelijke stammen verbeteren. Tijdige rioolwaterafvoer en wateraanvulling worden toegepast om de ophoping van organische voedingsstoffen in het circulerende water te verminderen en de materiële basis voor microbiële reproductie af te sluiten. Wanneer de vervuiling van de biofilm zich ophoopt tot het niveau van matige of ernstige vervuiling, moet er systematisch chemisch worden gereinigd om het biologische slijm grondig te verwijderen en de resterende microbiële metabolieten die aan de buiswand zijn gehecht te verwijderen.
Na reiniging en sterilisatie kan een passende passivatiebehandeling worden uitgevoerd om de licht beschadigde passieve film op de binnenwand van verwarmingsbuizen te herstellen en de intrinsieke anti{0}}corrosieprestaties van het substraat te herstellen. Gecombineerd met controle van de waterkwaliteitsparameters, regelmatige niet-destructieve tests en periodiek onderhoud, wordt de corrosie van microbiële metabolieten effectief gecontroleerd. Wetenschappelijke microbiële preventie en beheer vullen de mazen in de conventionele anti-corrosiebestrijding, bouwen een beschermingssysteem voor de volledige-levens-levenscyclus van 316 roestvrijstalen verwarmingsbuizen, verminderen onverwachte verliezen bij het afsluiten van apparatuur veroorzaakt door microbiële lekkages, en zorgen-op lange termijn voor een veilige en stabiele werking van industriële gesloten circulerende verwarmingssystemen.
