Руководство по выбору вспомогательных аксессуаров для системы нагревательных трубок из чистого титана (фланцы, болты, опоры, прокладки)

Чтобы обеспечить длительную-анти-коррозионную работу в ферментационных и химических резервуарах, титановые нагревательные трубки требуют совместимых вспомогательных аксессуаров. Гальваническая коррозия будет инициирована неподходящими металлическими аксессуарами, утечка среды будет вызвана неквалифицированными прокладками, а титановая пассивная пленка будет поцарапана плохими опорными материалами. В этой статье классифицируются соответствующие стандарты для фланцев, соединительных болтов, неподвижных опор и уплотнительных прокладок, а также запрещенные схемы их размещения, чтобы снизить риски скрытой коррозии внутри несущей системы.

1. Рекомендации по согласованию титановых фланцев
Схема 1: Полностью титановый фланец (оптимальное выравнивание)
Материал: промышленный ковочный фланец из чистого титана класса 2, сварка с корпусом из титановой трубы.

Преимущества: Совместим со всеми кислотно--основными средами для ферментации; постоянный электродный потенциал, нулевой риск гальванической коррозии между трубкой и фланцем; одинаковый коэффициент теплового расширения, отсутствие деформации зазора при повторяющихся термических циклах; применим ко всем кислотно--основным ферментационным средам

Подходящие сценарии включают долгосрочные-непрерывные производственные линии, работающие 24 часа в сутки, оборудование для вакуумной концентрации и стерильные контейнеры для ферментации пищевых и фармацевтических препаратов.

Особенность технического обслуживания: корпус трубки и поверхность фланца можно равномерно рес-пассивировать во время капитального ремонта.

Схема 2. Экономически-эффективная альтернатива: фланец из титанового композита, облицованный углеродистой сталью/нержавеющей сталью 316L.
Внутренняя футеровка из чистого титана, контактирующая среда, внешний конструкционный слой из углеродистой стали.

Основное обязательное требование: Уплотняющая поверхность и поверхность контакта со средой должны быть полностью покрыты титановой футеровкой; голая сталь не должна подвергаться воздействию жидкости.

Предупреждение о рисках: в случае удаления футеровки на обнаженной стали в сочетании с титановой трубкой в ​​проводящей среде разовьется серьезная гальваническая коррозия.

Подходящие сценарии включают прерывистое производство с регулярным циклом проверки и низкой-средней нагрузкой.

Запрещенный метод: прямая сварка или сборка фланца из углеродистой стали с титановой трубкой.
В гальваническом элементе возникает значительная разность потенциалов, что приводит к быстрой коррозии стального фланца. Поверхность титановой трубки загрязняется осадками ржавчины, что, в свою очередь, приводит к образованию точечной коррозии.

2. Требования к изоляции и выбор соединительных болтов и гаек.
Класс A: полностью титановые крепления (наилучшая защита от-коррозии)
Подходит для полной сборки титанового фланца; все контактные части изготовлены из титана, что гарантирует отсутствие различий. Идеально подходит для сред CIP с высокой -переменной кислотой-щелочной кислотой, дополнительные изоляционные втулки не требуются.

Болты из нержавеющей стали 316L — широко используемый и экономичный вариант в классе B.
Обязательные меры по изоляции: Установите прокладки из ПТФЭ между титановой поверхностью фланца и головкой болта, а также комплектные изоляционные втулки из ПТФЭ на стержнях болта. Отрежьте проводящую гальваническую петлю, полностью изолировав металлический титан от нержавеющей стали. Примечание по эксплуатации: Во избежание контакта с металлом и растрескивания от старения рекомендуется заменять изоляционные втулки из ПТФЭ каждые 12 месяцев во время технического обслуживания.

Запрещенная схема: болты из оцинкованной углеродистой стали без полной изоляции из ПТФЭ.
Значительное количество осадка гидроксида цинка прилипает к стенкам титановой трубки и разрушает пассивную пленку, поскольку цинковое покрытие быстро растворяется в условиях гальванической коррозии.

3. Выбор классификации материалов для фиксированной опоры и кронштейнов.
1) Премиум-схема с поддержкой чистого титана
Широкий дуговой-поверхностный контакт с корпусом трубки, включая титановый штампованный кронштейн. Постоянный потенциал нагревательной трубки, отсутствие гальванической коррозии; гладкая поверхность без острых краев, не царапает пассивную пленку TiO₂. Подходит для стерильных ферментационных аппаратов высочайшего качества.

2) Общая промышленная схема с сердечником из нержавеющей стали и полной опорой из ПТФЭ.
Внешний толстый слой ПТФЭ изолирует среду и титановую трубку, а сталь обеспечивает прочность конструкции. Низкая стоимость, отличная изоляция и устойчивость к коррозии. Контрольная точка: убедитесь, что на оболочке из ПТФЭ нет трещин и отслоений. Немедленно замените опору, как только обнажится внутренняя сталь.

3) Цельная опора из ПТФЭ (схема небольшого резервуара с низкой нагрузкой)
Полностью инертный и изолирующий материал, полностью образующий опору из ПТФЭ. Ограничения: Неприменимо для титановых нагревательных трубок большого диаметра и большой длины, которые подвержены воздействию потока жидкости из-за недостаточной механической жесткости.

Строго запрещены кронштейны из оцинкованной стали без покрытия и кронштейны из обычной углеродистой стали, находящиеся в прямом контакте с титановыми трубками.
Ржавчина цинка/железа загрязняет среду и вызывает локальную питтинговую коррозию на титановых трубках. Даже кратковременный-контакт с солью,-содержащей ферментативную жидкость, вызовет быструю гальваническую коррозию.

4. Уплотнительные прокладки, соответствующие стандарту (в соответствии с основными стандартами статьи 50 и требованиями несущей системы)
Универсальная стандартная плоская прокладка из цельного ПТФЭ. Хорошие изоляционные характеристики для разделения титанового фланца и фланца из композитной стали; химически инертен к органическим кислотам, слабым щелочам и хлоридам. Подходит для всех процедур ферментационной очистки CIP, рабочая температура варьируется от -20 до 180 градусов.

Мягкая прокладка из расширенного ПТФЭ: предназначена для фланцев с незначительной погрешностью плоскостности и обеспечивает превосходное уплотнение при сжатии.

Силиконовая композитная прокладка с покрытием из -FEP: не выдерживает длительного-кипения сильных щелочей, температурный предел меньше или равен 120 градусам, для циркуляции при средней температуре и переменном давлении.

Прокладки, которые запрещены
Силикон набухает и разрушается в кислотной-щелочной среде, а металлические прокладки образуют проводящую гальваническую петлю с титаном. Это применимо к обычным силиконовым резинам, резиновым асбестовым прокладкам и металлическим спирально навитым прокладкам, у которых нет полной футеровки из ПТФЭ.

5. Контрольный список для подбора системы перед установкой
Проверьте целостность титановой футеровки фланца для композитных фланцев, убедившись в отсутствии повреждений футеровки или обнажения стали.

Убедитесь, что все стальные болты оснащены полными изоляционными втулками из ПТФЭ и изолирующими прокладками.

Убедитесь, что дуга мягко соприкасается со стенкой трубы, проверив опорную поверхность на наличие острых заусенцев.

Убедитесь, что прокладки изготовлены из пищевого-чистого ПТФЭ и не содержат каких-либо металлических добавок или наполнителя из переработанных материалов.

Не допускайте любого прямого контакта-к-металлам между титановой трубкой и любыми стальными элементами конструкции.

Вход:

Категория аксессуаров Предпочтительный соответствующий материал Меры защиты от изоляции ключейЗапрещенная терминология
Фланец Полностью-кованый фланец из чистого титана Дополнительная изоляция не требуется; композитный фланец должен иметь неповрежденную внутреннюю часть из титана. Титановая трубка напрямую соединяется с фланцем из углеродистой стали.
Соединительные крепежные детали Сталь 316L с втулкой из ПТФЭ/болты из чистого титана. Изоляционная втулка из ПТФЭ полностью закрывает стальные болты. Болты из оцинкованной стали без изоляции.
Кронштейн для постоянной опоры. Мягкая контактная поверхность с широкой дугой, без острых краев. Кронштейн из чистого титана / стальная опора с полной оболочкой из ПТФЭ. Прямой контакт с кронштейном из оцинкованной стали без покрытия.
Уплотнительная прокладка Плоская прокладка из твердого ПТФЭ VirginПолная изоляция между уплотняющими поверхностями фланцаМеталлическая спиральная прокладка без покрытия из обычной силиконовой резины
Сокращенное резюме
Опорные аксессуары для титановых нагревательных трубок предназначены для предотвращения гальванической коррозии за счет исключения прямого контакта между разнородными голыми металлами. Это основной принцип соответствия. В случае высоких-стандартных резервуаров непрерывного брожения приоритет отдается цельным титановым опорным частям. Если используются стальные конструкционные аксессуары, на все контактные поверхности должна быть нанесена полная изоляция из ПТФЭ. Универсальным стандартом уплотнения являются прокладки серии PTFE, а аксессуары из оцинкованной стали без изоляции строго запрещены для соответствия титановым нагревательным трубкам.