Pie kādas konkrētas organiskās skābes koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācijas 1,2 milimetru 316 nerūsējošā tērauda apvalks ir jāmaina ik pēc deviņiem mēnešiem citronskābes CIP pakalpojumā dzērienu apstrādei?

Citronskābe ir nozares standarta atkaļķošanas un tīrīšanas ķimikālija, kas paredzēta tīrām{0}}vietā-sistēmām apkopes inženieriem dzērienu pārstrādes, piena un pārtikas ražošanā. Tipiskos CIP šķīdumos tiek izmantota 1–3% citronskābe 70–85 °C temperatūrā. Šiem sildītājiem parasti ir 1,2 mm 316 nerūsējošā tērauda apvalks, lai nodrošinātu ātru temperatūras reakciju un ietilptu ierobežotajā CIP slīdņu zonā. Tomēr dažām citronskābes koncentrācijas un apvalka augstas virsmas temperatūras kombinācijām vatu blīvuma dēļ palielināta vispārējā korozija var ierobežot kalpošanas laiku līdz deviņiem mēnešiem vai mazāk. Šajā dokumentā ir norādītas precīzas vietas, kur citronskābes CIP pakalpojuma laikā ik pēc deviņiem mēnešiem ir jānomaina 1,2 mm 316 apvalks.

Augstas temperatūras korozijas izturēšanās 316 citronskābē
Citronskābe ir vāja organiskā skābe un nav tik agresīva kā minerālskābes, taču tā var izraisīt ievērojamu 316 nerūsējošā tērauda koroziju ekstremālās temperatūrās. Citronskābe atšķiras no sālsskābes vai sērskābes ar to, ka tā neizraisa punktveida veidošanos, bet vienmērīga kopējā korozija. 316 parāda korozijas ātrumu zem 0,05 mm gadā, koncentrācijā zem 5% temperatūrā, kas zemāka par 70°C. Paaugstinoties temperatūrai, korozijas ātrums atbilst Arrēnija likumam. Pie 80°C ātrums 2% citronskābē ir aptuveni 0,1-0,2 mm gadā. Pie 90 grādiem tas katru gadu sasniedz 0,3-0,6 mm. Likmes ir lielākas par 1 mm/gadā 100°C temperatūrā. 1,2 mm apvalkam minimālais konstrukcijas biezums spiediena ierobežošanai ir aptuveni 0,5 mm. Korozijas ātrums ir 0,93 mm/gadā. Korozijas caurlaidība pēc 9 mēnešiem ir 0,7 mm (no 1,2 mm līdz 0,5 mm). Deviņu mēnešu nomaiņas ierobežojums ir sasniegts, ja citronskābes koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācija rada korozijas ātrumu aptuveni 0,8–1,2 mm gadā.

9 mēnešu kalpošanas laika kritiskie sliekšņi
316 paraugu iegremdēšanas testēšana citronskābes šķīdumos temperatūrā, kas atbilst dzērienu CIP pakalpojumam, liecina, ka tālāk norādītās skābes koncentrācijas un apvalka virsmas temperatūras kombinācijas nodrošinās deviņu{1}}mēnešu maksimālo kalpošanas laiku 1,2 mm sieniņu biezumam.

Citronskābes koncentrācija (svara %) Lielapjoma šķīduma temperatūra Apvalka virsmas temperatūra pie 8 W/cm² (paaugstināšanās par 20°C) Paredzamais korozijas ātrums pie virsmas temperatūras Laiks samazināties par 1,2 mm līdz 0,5 mm Kalpošanas laiks līdz nomaiņai 1% 75°C 95°C 0,20 –/gads 0,20 –/gads .5 mm. 2,5 – 4 gadi 1% 80°C 100°C 0,35 – 0,60 mm/gadā 1,2 – 2,0 gadi 1,5 – 2,5 gadi 1% 85°C 105°C 0,60 – 1,00 mm/gadā 0,7 – 1,00 mm/gadā 0,7 – 1,00 mm/gadā 0,7 – 1,2 % .70°C .70 gadi .70. 0,20 – 0,35 mm/gadā 2,0 – 3,5 gadi 2,5 – 4 gadi 2% 75°C 95°C 0,35 – 0,60 mm/gadā 1,2 – 2,0 gadi 1,5 – 2,5 gadi 2% 80°C 100 –1 gadi 0,0 – 1 gadi 0,0 0,9 – 1,5 gadi 2% 85°C 105°C 1,00 – 1,50 mm/gadā 0,5 – 0,7 gadi 0,6 – 0,9 gadi 3% 65°C 85°C 0,20 – 0,35 mm/gadā 2,0 – 3,5 mm/gadā 2,0 – 3,5 mm/gadā 2,0 – 3,5 °C 3,0 g. 0,35 – 0,60 mm/gadā 1,2 – 2,0 gadi 1,5 – 2,5 gadi 3% 75°C 95°C 0,60 – 1,00 mm/gadā 0,7 – 1,2 gadi 0,9 – 1,5 gadi 3% 80°C 100°C –1 .0 .0 gadi 0,6 – 0,9 gadi 4% 60°C 80°C 0,25 – 0,40 mm/gadā 1,8 – 2,8 gadi 2 – 3,5 gadi 4% 65°C 85°C 0,40 – 0,70 mm/gadā 1,0 – 1,8 mm/gadā 1,0 – 1,8°C 2 gadi 1,8 – 2,8 gadi 1. 0,70 – 1,20 mm/gadā 0,6 – 1,0 gadi 0,8 – 1,2 gadi 4% 75°C 95°C 1,20 – 2,00 mm/gadā 0,4 – 0,6 gadi 0,5 – 0,7 gadi
Dzērienu CIP sistēmai ar 2 % citronskābi 80 grādu tilpuma temperatūrā un 1,2 mm apvalku pie 8 W/cm 2 apvalka virsmas temperatūra ir aptuveni 100 grādi. Prognozētais korozijas ātrums ir 0,6-1,0 mm/gadā, kas 0,7-1,2 gadu laikā samazinās 1,2 mm sienu līdz 0,5 mm. Deviņu mēnešu nomaiņa ir pamatota. Temperatūras samazināšana līdz 75°C samazina virsmas temperatūru līdz 95°C, korozijas ātrumu līdz 0,35–0,60 mm/gadā un kalpošanas laiku līdz 1,5–2,5 gadiem.

Deviņu mēnešu nomaiņas grafiks Drošas darbības aploksne
Nākamajā diagrammā ir parādīta maksimālā drošā tilpuma citronskābes temperatūra 1,2 mm 316 apvalkam, lai nodrošinātu vismaz deviņu mēnešu kalpošanas laiku, pirms sienas noārdīšanās līdz 0,5 mm rada nepieciešamību nomainīt pie dažāda vatu blīvuma.

Vatu blīvums (temperatūras paaugstināšanās) Maksimālā tilpuma temperatūra 1% citronskābei Maksimālā tilpuma temperatūra 2% citronskābei Maksimālā tilpuma temperatūra 3% citronskābei Maksimālā tilpuma temperatūra 4% citronskābei 4 W/cm² (10 °C paaugstināšanās) (10 °C paaugstināšanās) 88 °C ²7 °C 27 °C 83 °C celšanās) 83°C 78°C 73°C 68°C 8 W/cm² (20°C pieaugums) 78°C 73°C 68°C 63°C 10 W/cm² (25°C pieaugums) 73°C 68°C 63°C 58°C 12°C/cm² (86°C 12°C/cm²) 53°C
Drošais tilpuma ierobežojums ir 73 grādi tipiskai dzērienu CIP sistēmai, kurā tiek izmantota 2% citronskābe 80 grādu tilpuma temperatūrā ar 8 W/cm2 (20 grādi, 100 grādi virsma). Sildītājs darbojas, pārsniedzot drošo robežu 80 ° C temperatūrā, un nevar garantēt deviņu mēnešu kalpošanas laiku. Samazinot vatu blīvumu līdz 4 W/cm2 (10 grādu kāpums, 90 grādu virsma), tiek nodrošināts drošs apjoma ierobežojums 83 grādi, kas ir pietiekams deviņu mēnešu nomaiņai 80 grādos.

Dizaina modifikācijas dzīvei pēc deviņiem mēnešiem
Ja dzēriena CIP apstākļos ir nepieciešams 1,2 mm 316 apvalks un ar deviņu -mēnešu kalpošanas laiku nepietiek, trīs pielāgojumi var pagarināt kalpošanas laiku. Pirmais ir izmantot garāku sildītāju, lai samazinātu vatu blīvumu. Jaudas blīvuma samazināšana no 8 W/cm² līdz 4 W/cm² izraisa virsmas temperatūras paaugstināšanos no 20°C līdz 10°C, un režīms mainās no 9 mēnešiem uz 1,5-2,5 gadiem. Otrais regulējums ir samazināt citronskābes iedarbības periodu, aktivizējot sildītāju tikai sildīšanas fāzēs, nevis recirkulācijas laikā. Sildītājs, kas darbojas 2 stundas diennaktī, nevis 24 stundas diennaktī, kalendārajā laikā darbosies 12 reizes ilgāk. Pēdējā izmaiņa ir korozijas inhibitora pievienošana. Komerciālie citronskābes inhibitori var samazināt korozijas līmeni par 40–60%. Inženieriem ir jānorāda augstāks sakausējums, piemēram, Alloy 825 vai titāns CIP sistēmām, kuras darbojas nepārtraukti un kurām nepieciešama 3–4% citronskābes 80–85 grādu temperatūrā. Šie materiāli uzrāda korozijas ātrumu, kas mazāks par 0,05 mm/gadā citronskābē temperatūrā līdz 100°C. Norādot sildītājus dzērienu CIP pakalpojumam, vienmēr norādiet faktisko citronskābes saturu, tilpuma temperatūru, paredzamo darba ciklu un vēlamo nomaiņas intervālu. Ražotājs, kas norāda 316 3% citronskābei 85 grādu temperatūrā, neapspriežot paredzamo kalpošanas laiku, nav atbildīgs. Paredzama koncentrācijas, tilpuma temperatūras un vatu blīvuma attiecība pastāv deviņu mēnešu nomaiņas slieksnim 1,2 mm 316 apvalkam citronskābes CIP pakalpojumā, nodrošinot precīzu sildītāja kalpošanas laika prognozi un apkopes plānošanu dzērienu apstrādes iekārtās.