316 tubos calefactores de acero inoxidable ampliamente utilizados en aguas residuales circulantes, tratamiento de aguas residuales y sistemas cerrados de agua circulante están constantemente sumergidos en ambientes acuosos ricos en nutrientes-con abundantes microorganismos, incluidas bacterias reductoras de sulfato-, bacterias de hierro y bacterias heterótrofas. Estos microorganismos se adhieren a la superficie de la tubería para formar biopelículas densas, lo que desencadena una corrosión influenciada microbiológicamente (MIC). A diferencia de la corrosión química o electroquímica convencional, la MIC se origina en las actividades metabólicas de los microorganismos. Las bacterias consumen oxígeno disuelto y producen metabolitos ácidos y sustancias sulfuradas dentro de la biopelícula, formando un microambiente localmente ácido y deficiente en oxígeno-bajo la capa biológica pegajosa. Esto destruye gravemente la película pasiva continua rica en cromo-sobre el acero inoxidable, lo que provoca una rápida corrosión por picaduras localizada que se desarrolla hacia el interior de la penetración del tubo. Muchas empresas de tratamiento de aguas residuales solo se centran en el control de la temperatura y la filtración circulante, ignorando el control microbiano regular, lo que resulta en frecuentes fugas perforadas ocultas de los tubos de calefacción debajo de gruesos sedimentos de biopelículas. Por lo tanto, se requieren estrategias integrales de optimización física, química y de procesos para restringir la formación de biopelículas e inhibir la corrosión microbiana. El mecanismo esencial de la corrosión influenciada microbiológicamente radica en el microambiente heterogéneo inducido por la cobertura de biopelícula. Después de que los microorganismos se adhieren y reproducen en la superficie del tubo calefactor, secretan polímeros extracelulares para formar biopelículas densas que aíslan la superficie metálica del agua circulante. Las bacterias reductoras de sulfato-se multiplican rápidamente en condiciones anaeróbicas dentro de la biopelícula, reduciendo los iones de sulfato a sulfuro de hidrógeno. El sulfuro de hidrógeno reacciona con el acero inoxidable para formar depósitos de sulfuro inestables, que destruyen la película pasiva y forman numerosas células de corrosión micro-galvánicas entre el área cubierta y la superficie metálica limpia. Mientras tanto, las bacterias del hierro oxidan los iones ferrosos solubles en sedimentos de óxido férrico, espesando aún más la biopelícula y agravando la corrosión local en las grietas. Las uniones soldadas, las áreas de pulido rugoso y las posiciones donde se depositan sólidos suspendidos son las más susceptibles a la adhesión de biopelículas y al inicio de MIC. Esta investigación presenta cuatro tecnologías de prevención sistemática para la corrosión microbiana: limpieza física regular, dosificación gradual de biocidas, regulación de la calidad del agua en circulación y modificación antibioincrustante de la superficie. En primer lugar, se implementa una limpieza periódica con chorro de agua a alta presión combinada con desincrustación ultrasónica en línea para eliminar las biopelículas y el lodo acumulado en el tubo de calentamiento. superficies. Para sistemas cerrados de circulación de agua, los ciclos de limpieza se establecen una vez cada tres meses; para entornos de aguas residuales de alta-concentración, el ciclo se acorta a 1,5 meses. La limpieza mecánica elimina el soporte de fijación necesario para la reproducción microbiana, evitando fundamentalmente la acumulación de biopelículas espesas en las posiciones locales. La limpieza manual con cepillo se complementa para las uniones de soldadura y-áreas de ángulo muerto donde el lavado a alta-presión no puede alcanzar para eliminar los sedimentos microbianos residuales. En segundo lugar, se adopta una dosificación de biocida compuesto científico para inhibir la reproducción microbiana. La adición alternada de biocidas oxidantes como el dióxido de cloro y biocidas no-oxidantes como la isotiazolinona evita la resistencia a los medicamentos causada por el uso-a largo plazo de un solo bactericida. La concentración de biocida residual en el agua en circulación se controla estrictamente dentro del rango seguro para suprimir la actividad de las bacterias reductoras de sulfato y de las bacterias del hierro sin causar corrosión química adicional al sustrato de acero inoxidable. Se realiza una detección regular de muestreo microbiano para ajustar la dosis y el ciclo de dosificación dinámicamente de acuerdo con los cambios de concentración bacteriana. En tercer lugar, los indicadores fisicoquímicos del agua en circulación están estrictamente regulados para cortar las fuentes de nutrientes microbianos. Los sólidos suspendidos, la demanda química de oxígeno, el nitrógeno amoniacal y el fosfato se monitorean periódicamente, y los procesos iniciales de filtración y precipitación se optimizan para reducir la materia orgánica y las sales nutritivas en las aguas residuales. El ajuste apropiado del valor de pH del agua en circulación al rango alcalino débil puede inhibir la actividad metabólica de la mayoría de los microorganismos corrosivos anaeróbicos y estabilizar simultáneamente la película pasiva rica en cromo-de acero inoxidable 316, logrando una doble protección anti-corrosión. En cuarto lugar, el tratamiento de modificación de la superficie anti-bioincrustante se lleva a cabo para calentar tubos que sirven en entornos de corrosión microbiana severa. Se aplica un pulido de espejo súper-o un revestimiento antibacteriano hidrofóbico en la pared exterior para reducir la fuerza de adhesión entre los microorganismos y la superficie del metal, inhibiendo en gran medida la adhesión inicial de bacterias y la formación de biopelículas. En comparación con las superficies pulidas ordinarias, las superficies modificadas pueden extender efectivamente el período de inducción de corrosión microbiana en más del doble. La verificación de seguimiento de campo muestra que los tubos de calentamiento que adoptan una limpieza regular más una dosificación alterna de biocida funcionan continuamente durante más de 24 meses sin corrosión microbiana evidente por picaduras. Por el contrario, los tubos calefactores no tratados y cubiertos con biopelículas sufren fugas de penetración local en un plazo de 6 a 9 meses. En conclusión, la eliminación mecánica de biopelículas, la esterilización selectiva con biocidas, el control de nutrientes de la calidad del agua y la modificación de la superficie antiadhesión pueden bloquear eficazmente todo el proceso de corrosión influenciada microbiológicamente. Estas medidas de control integrales eliminan el riesgo de corrosión oculto único en los sistemas de circulación de aguas residuales, extienden la vida útil de los tubos de calentamiento de acero inoxidable 316 y garantizan el funcionamiento estable y seguro de las instalaciones industriales de tratamiento de aguas residuales y circulación de agua.
