開放循環冷却水、下水処理プール、およびプロセス廃水リサイクルシステムでは、大量の細菌、菌類、藻類、微生物の代謝産物が 316 ステンレス鋼加熱管の外面に容易に蓄積します。微生物は付着して高密度の生物学的粘液を形成し、これが管壁の局所領域を覆い、閉塞された無酸素微環境を作り出します。硫酸塩-還元バクテリア、鉄バクテリア、酸-生成バクテリアはバイオフィルム内の代謝活動を支配し、硫化水素、有機酸、腐食性の沈殿物を生成し、ステンレス鋼上のクロム-に富む不動態皮膜を破壊します。このタイプの微生物影響腐食 (MIC) は、薄い生物学的堆積物の下で発生することが多く、隠れた孔食と急速な局所的な浸透という典型的な特徴を示します。多くの企業は、無機スケールを定期的に除去するだけで、生物学的汚れ管理を無視しているため、塩化物や pH などの従来の水質指標が基準値を満たしている場合でも、MIC- による加熱管の漏れが頻繁に発生します。したがって、微生物による加熱管の局所的な腐食を阻止するには、統合された生物学的付着防止と微生物抑制管理が不可欠です。
微生物の影響を受けた腐食は、生物学的代謝と電気化学的腐食の結合によって進行します。微生物が加熱管の表面に付着すると、細胞外ポリマー物質が分泌されて粘着性のバイオフィルムを形成し、覆われた領域をバルク液体中の溶存酸素から隔離します。無酸素バイオフィルム内では、硫酸塩-還元細菌が硫酸イオンを硫化水素に変換し、硫化水素がステンレス鋼のマトリックスから溶解した鉄と反応して硫化鉄の堆積物を形成します。これらの硫化物沈殿物は高い電気伝導率を持ち、陰極サイトとして機能し、周囲のステンレス鋼基板の連続的な陽極溶解を促進します。一方、鉄バクテリアは可溶性第一鉄イオンを酸化して水酸化第二鉄の沈殿物を生成し、堆積物層をさらに厚くし、酸素濃淡電池の腐食を悪化させます。酸-を生成する微生物は、小分子の有機酸を排出し、局所的に pH 値を低下させ、不動態皮膜を直接溶解します。これにより、孔食の潜伏期間が大幅に短縮されます。一般的な塩化物-による腐食と比較して、MIC はピットの成長速度が速く、隠ぺい性が高いのが特徴で、多くの場合、明らかな全体的な壁の薄化がなくても、突然のチューブの穿孔につながります。
この研究では、316 ステンレス鋼加熱管の微生物の影響による腐食を抑制するための 4 つの体系的な制御戦略を提案します。
まず、酸化性殺生物剤と非酸化性殺生物剤を定期的に交互に投与して、微生物の繁殖を遮断します。{0}}塩素-ベースの酸化性殺生物剤は、浮遊性微生物を殺し、緩いバイオフィルムを剥がすために適用され、イソチアゾリノンまたは第四級アンモニウム塩の非酸化性殺生物剤は、高密度のスライムの中に埋め込まれた付着細菌の活動を阻害するために使用されます。-。 2 種類の殺生物剤を 7 ～ 15 日ごとに交互に使用すると、微生物の薬剤耐性を効果的に防ぐことができます。ステンレス鋼不動態皮膜への過度の酸化損傷を避けるために殺生物剤の投与濃度を厳密に制御し、循環水中の残留殺生物剤含有量を監視して有効な殺菌濃度を維持します。
次に、高効率の分散剤とオンライン副流濾過を組み合わせて、生物学的スラッジの堆積を防ぎます。{0}ポリアクリレートと有機ホスホン酸-を含まない分散剤が循環媒体に添加され、微生物コロイド、懸濁代謝産物、微小な無機粒子を分散させ、加熱管表面へのバイオフィルムの凝集と付着を抑制します。循環システムに自動逆洗フィルターを装備し、微生物の凝集や有機汚染物質を継続的に除去し、微生物の増殖に必要な栄養源を削減します。加熱管束のレイアウトで低流量のデッドゾーンを避けてください。流速を最適化してチューブ表面を磨き、微生物の初期付着を防ぎます。
第三に、定期的に生物学的洗浄と表面不動態化修復を実行して、成熟したバイオフィルムを除去します。熱交換器の圧力損失が明らかに上昇した場合、または微生物数が閾値を超えた場合は、頑固なバイオスライムを分解するためにアルカリ性の生物学的洗浄を採用します。-生物学的洗浄後、多段階のすすぎを実施し、続いて局所不動態化処理を実施して、微生物の代謝産物によって損傷した不動態膜を修復します。長期間の生物学的汚れが付着した加熱管の場合は、超音波オフライン洗浄の頻度を増やし、溶接の継ぎ目や隙間に隠れている残留微生物の沈殿物を徹底的に除去し、二次的なバイオフィルム形成のための付着ベースを切断します。-
第四に、動的な水質監視と微生物の早期警告メカニズムを設定します。培地中の総細菌数、硫酸塩濃度、化学的酸素要求量、溶存酸素を定期的に検出し、MIC のリスクレベルを判断します。有機物および硫酸塩含有量が警告値を超える場合は、殺虫剤の頻度を増やし、ろ過処理を強化します。加熱管表面の現場電気化学試験を定期的に実施します。-分極抵抗の急激な低下は、通常、堆積物の下に隠れた生物学的腐食を示しています。動作温度範囲を最適化して、微生物の急速な繁殖に最適な温度範囲である 25 度から 40 度の間の水温が長期間安定しないようにします。-
現場での応用データによると、完全な殺生物剤と生物学的付着物制御を備えた加熱管は、微生物による孔食故障を起こすことなく 26 か月以上動作できることが示されています。対照的に、微生物制御を行わない加熱管では、動作後 5 ～ 10 か月以内に重度の MIC 穿孔が発生します。結論として、殺生物剤の交互投与、分散剤による汚泥管理、定期的なバイオフィルム洗浄、リアルタイムの微生物モニタリングにより、微生物の影響による腐食に対する完全なプロセス防御システムを形成できます。{{6}これらの統合管理手段により、隠れた局所腐食の生物学的誘発が排除され、廃水および開放循環水の産業環境における 316 ステンレス鋼加熱管の構造的完全性が効果的に保護されます。
