Нагрівальні пучки ферментаційного бака потребують фіксованих опор, фланців і з’єднувальних кронштейнів для встановлення, і більшість цих аксесуарів є металевими конструкціями з вуглецевої сталі або звичайної нержавіючої сталі. Коли нагрівальні труби з нержавіючої сталі 316L, чистого титану, кварцу та PFA зібрані разом із різнорідними металевими частинами, різниця потенціалів між різними матеріалами спричинить гальванічну корозію, коли провідне корозійне середовище заповнить контактний зазор. Різні матеріали нагрівальних труб викликають абсолютно різні тенденції розвитку корозії під дією гальванічного елемента. У цьому документі аналізується ризик гальванічної корозії кожної нагрівальної трубки в середовищі зі змішаним металом і формується повна ізоляційна та анти{4}}корозійна специфікація конструкції.
Нагрівальні труби з нержавіючої сталі 316L стануть анодом і піддадуться корозії переважно при контакті з кронштейнами з вуглецевої сталі. Електродний потенціал вуглецевої сталі нижчий, ніж у нержавіючої сталі 316L. Після того, як середня інфільтрація утворює провідну петлю, кронштейн з вуглецевої сталі служить катодом, захищеним тимчасовим анодом, тоді як стінка трубки з нержавіючої сталі поблизу точки контакту зазнає прискореної точкової корозії. Місця зварювання з неповною пасивною плівкою є найбільш уразливими. Якщо міцний контакт з металом зберігається без ізоляції, явні іржі з’являться протягом 6 місяців безперервного виробництва. Захід ізоляції сердечника полягає в додаванні інтегрованих PTFE прокладок і втулок на всіх контактних поверхнях між трубками з нержавіючої сталі та кронштейнами з вуглецевої сталі, повністю перекриваючи провідний шлях рідкого середовища. Щоб уникнути різниці потенціалів між кріпильними деталями та нагрівальними трубками, для болтів повинні використовуватися аксесуари з нержавіючої сталі 316L.
Нагрівальні труби з чистого титану мають значно вищий електродний потенціал, ніж усі звичайні чорні метали. Коли титанові фланці торкаються опор з вуглецевої сталі або звичайного заліза, титан стає катодом і захищається, тоді як металевий кронштейн швидко кородує. Головною прихованою небезпекою є не пошкодження самого титану, а велика кількість залізної іржі, що відпадає від корозійних кронштейнів і прикріплюється до поверхні титанової трубки. Ці відкладення іржі утворюють неоднорідні металеві відкладення, створюючи локальні мікрогальванічні елементи на поверхні титану, викликаючи локальну корозію під-відкладень і порушуючи цілісність пасивної плівки TiO₂. Таким чином, незважаючи на те, що титан не буде споживатися переважно, повністю ізоляційні рукави з PTFE все одно потрібні для запобігання забруднення іржею та вторинної місцевої корозії. Титан і нержавіюча сталь 316L мають малу різницю потенціалів; короткочасний-контакт має помірний гальванічний ризик, але довготривале-змішане збирання все ще потребує ізоляції для виробничих ліній із довго-циклом бродіння.
Кварцові нагрівальні трубки є не-провідними неорганічними матеріалами і принципово не беруть участі в реакціях гальванічного елемента. Діоксид кремнію не може пропускати потік електронів, тому немає ризику електрохімічної корозії між кварцом і будь-яким металевим кронштейном. Однак несучий металевий каркас все ще стикається з проблемами пошкодження іржею. Корозійне металеве сміття буде накопичуватися в контактному зазорі між кварцовою трубкою та опорою, і ці тверді частинки дряпають поверхню кварцу під час вібрації потоку рідини, утворюючи крихітні ямки від стирання та знижуючи механічну міцність кварцового скла. Тим часом іржавий бруд важко очистити і легко розмножує різноманітні бактерії. Стандарт проектування все ще налаштовує гумові буферні ізоляційні прокладки не для захисту-гальванічної корозії, а для уникнення подряпин і накопичення бруду на кварцових трубках, спричинених іржею металу.
Нагрівачі з покриттям PFA використовують ізоляційний шар фторопласту для блокування гальванічного струму. Неушкоджене покриття PFA повністю ізолює внутрішню підкладку з вуглецевої сталі від зовнішніх металевих опор, усуваючи ризик електрохімічної корозії. Після подряпин на покритті та оголення основного металу одночасно утворюються два шари гальванічних елементів: відкрита підкладка з вуглецевої сталі та зовнішні металеві кронштейни утворюють великий гальванічний елемент для прискорення корозії підкладки; іржа проникає під покриття і постійно розширює зону відшарування. Тому конструкція ізоляції для нагрівачів PFA зосереджена на запобіганні пошкодженню покриття, а не на балансуванні потенціалу електродів. Усі металеві контактні частини повинні використовувати м’які контактні подушки з PTFE, щоб уникнути прорізання гострими металевими краями крізь фторопластове покриття.
Для резервуарів для бродіння, обладнаних кількома типами нагрівальних труб одночасно, майстерня повинна впровадити конструкцію ізоляції перегородок. Кожна група нагрівальних матеріалів поєднується з незалежними не-гомологічними металевими опорними аксесуарами та ізоляційними частинами ізоляції. Регулярна щоквартальна перевірка перевіряє старіння та розтріскування ізоляційних гільз із ПТФЕ та своєчасно замінює пошкоджені прокладки для відновлення ізоляційного бар’єру.
Таким чином, чотири антикорозійні нагрівальні труби демонструють чіткі характеристики гальванічної корозії за змішаного металевого монтажу. Нержавіюча сталь схильна переважно до анодної корозії, титан уникає само-споживання, але стикається з вторинною іржею-, спричиненою місцевою корозією, кварц не має електрохімічних ризиків, але йому загрожує забруднення металевими подряпинами, а нагрівачі PFA мають приховані проблеми з корозією лише після пошкодження покриття. Дотримання уніфікованих стандартів проектування ізоляції може виключити утворення гальванічного елемента з джерела, зменшити локальну корозію нагрівальних трубок та e
xподовжити загальний термін служби компонентів нагріву бака.
xподовжити загальний термін служби компонентів нагріву бака.
