Dans l'eau de refroidissement à circulation ouverte, les piscines de traitement des eaux usées et les systèmes de recyclage des eaux usées de traitement, de grandes quantités de bactéries, champignons, algues et métabolites microbiens s'accumulent facilement sur la surface extérieure des tubes chauffants en acier inoxydable 316. Les micro-organismes s'attachent pour former une vase biologique dense, qui recouvre des zones locales de la paroi du tube et crée des microenvironnements anoxiques occlus. Les bactéries sulfato-réductrices, les bactéries ferreuses et les bactéries productrices d'acides dominent les activités métaboliques à l'intérieur du biofilm, générant du sulfure d'hydrogène, des acides organiques et des précipités corrosifs qui décomposent le film passif riche en chrome sur l'acier inoxydable. Ce type de corrosion microbiologiquement influencée (MIC) se produit souvent sous de minces dépôts biologiques, présentant des caractéristiques typiques de piqûres cachées et de pénétration locale rapide. De nombreuses entreprises n'éliminent que régulièrement le tartre inorganique mais ignorent le contrôle de l'encrassement biologique, ce qui entraîne de fréquentes fuites induites par le MIC-des tubes chauffants, même lorsque les indicateurs conventionnels de qualité de l'eau tels que le chlorure et le pH répondent aux limites standard. Par conséquent, la prévention intégrée de l’encrassement biologique et la gestion de l’inhibition microbienne sont essentielles pour bloquer la corrosion localisée d’origine microbiologique des tubes chauffants.
La corrosion d’origine microbiologique résulte du couplage du métabolisme biologique et de la corrosion électrochimique. Une fois que les micro-organismes ont adhéré à la surface du tube chauffant, des substances polymères extracellulaires sont sécrétées pour former des biofilms collants qui isolent la région couverte de l'oxygène dissous dans le liquide en vrac. À l'intérieur du biofilm anoxique, les bactéries sulfato-réductrices convertissent les ions sulfate en sulfure d'hydrogène, qui réagit avec le fer dissous dans la matrice en acier inoxydable pour former des dépôts de sulfure de fer. Ces sédiments sulfurés ont une conductivité électrique élevée et agissent comme des sites cathodiques, accélérant la dissolution anodique continue du substrat en acier inoxydable environnant. Pendant ce temps, les bactéries ferreuses oxydent les ions ferreux solubles en précipités d’hydroxyde ferrique, épaississant encore la couche de sédiments et aggravant la corrosion cellulaire à concentration d’oxygène. Les micro-organismes producteurs d'acide - excrètent de petites - molécules d'acides organiques, abaissant localement la valeur du pH et dissolvant directement le film passif, ce qui raccourcit considérablement la période d'incubation de la corrosion par piqûre. Comparé à la corrosion induite par le chlorure -, le MIC présente une vitesse de croissance des piqûres plus rapide et une dissimulation plus élevée, conduisant souvent à une perforation soudaine du tube sans amincissement global évident de la paroi.
Cette étude propose quatre stratégies de contrôle systématique pour supprimer la corrosion influencée par la microbiologie sur 316 tubes chauffants en acier inoxydable.
Tout d'abord, appliquez un dosage alterné régulier de biocides oxydants et non-oxydants pour arrêter la reproduction microbienne. Des biocides oxydants à base de chlore-sont appliqués pour tuer les micro-organismes planctoniques et éliminer les biofilms lâches, tandis que des biocides non-oxydants à base d'isothiazolinone ou de sel d'ammonium quaternaire sont utilisés pour inhiber l'activité des bactéries attachées incrustées dans une boue dense. L’utilisation alternée de deux types de biocides tous les 7 à 15 jours peut prévenir efficacement la résistance microbienne aux médicaments. Contrôlez strictement la concentration de dosage de biocide pour éviter des dommages excessifs par oxydation sur le film passif en acier inoxydable et surveillez la teneur résiduelle en biocide dans l'eau en circulation pour maintenir une concentration bactéricide efficace.
Deuxièmement, combinez des dispersants-à haute efficacité avec une filtration latérale-en ligne pour empêcher le dépôt de boues biologiques. Des dispersants sans polyacrylate et phosphonate organique-sont ajoutés au milieu en circulation pour disperser les colloïdes microbiens, les métabolites en suspension et les minuscules particules inorganiques, inhibant ainsi l'agglomération et l'adhésion des biofilms sur les surfaces des tubes chauffants. Équipez les systèmes de circulation de filtres à contre-courant automatiques pour éliminer en permanence les flocs microbiens et les polluants organiques, réduisant ainsi la source de nutriments nécessaire à la prolifération microbienne. Éviter les zones mortes de faible débit dans la disposition des faisceaux de tubes chauffants ; optimiser la vitesse d’écoulement pour récurer la surface du tube et empêcher l’adhésion initiale microbienne.
Troisièmement, effectuez régulièrement un nettoyage biologique et une réparation par passivation de surface pour éliminer le biofilm mature. Lorsque la chute de pression de l'échangeur de chaleur augmente de manière évidente ou que le nombre de microbes dépasse le seuil, adoptez un nettoyage biologique alcalin pour dégrader les bio-boues tenaces. Après le nettoyage biologique, mettez en œuvre un rinçage en plusieurs étapes suivi d'un traitement de passivation local pour réparer le film passif endommagé par les métabolites microbiens. Pour les tubes chauffants présentant un encrassement biologique à long terme-, augmentez la fréquence du nettoyage hors ligne par ultrasons pour éliminer complètement les sédiments microbiens résiduels cachés dans les cordons de soudure et les crevasses, coupant ainsi la base de fixation pour la formation de biofilm secondaire.
Quatrièmement, mettre en place un système de surveillance dynamique de la qualité de l’eau et un mécanisme d’alerte précoce microbienne. Détectez régulièrement le nombre total de bactéries, la concentration de sulfate, la demande chimique en oxygène et l'oxygène dissous dans le milieu pour juger du niveau de risque de CMI. Lorsque la teneur en matière organique et en sulfate dépasse la valeur d'avertissement, augmentez la fréquence des biocides et renforcez le traitement de filtration. Effectuer périodiquement des tests électrochimiques sur site-des surfaces des tubes chauffants ; une forte baisse de la résistance de polarisation indique généralement une corrosion biologique cachée sous les dépôts. Optimisez la plage de température de fonctionnement pour éviter une température de l'eau stable à long terme entre 25 degrés et 40 degrés, l'intervalle de température le plus approprié pour une reproduction microbienne rapide.
Les données d'application sur le terrain montrent que les tubes chauffants dotés d'un contrôle complet des biocides et de l'encrassement biologique peuvent fonctionner pendant plus de 26 mois sans défaillance microbiologique. En revanche, les tubes chauffants sans contrôle microbien subissent de graves perforations du MIC dans les 5 à 10 mois de fonctionnement. En conclusion, le dosage alterné de biocides, le contrôle des boues assisté par dispersant-, le nettoyage régulier du biofilm et la -surveillance microbienne en temps réel peuvent former un-système de défense complet du processus contre la corrosion influencée par la microbiologie. Ces mesures de gestion intégrées éliminent l'incitation biologique de la corrosion localisée cachée, protégeant ainsi efficacement l'intégrité structurelle des 316 tubes chauffants en acier inoxydable dans les environnements industriels d'eaux usées et d'eau de circulation ouverte.
