Обоснование выбора конструционных материалов и способов защиты от коррозии насадочного биореактора

Основной средой в аппарате является смесь культуральной жидкости и сточных вод, поступающих на очистку.

В аппарат для поддержания жизнедеятельности гриба подаётся кислород. Поэтому использование углеродистой стали для изготовления элементов аппарата, контактирующего с грибом, нецелесообразно, так как углеродистая сталь подвержена коррозии с кислородной деполяризацией.

Коррозия с кислородной деполяризацией – это процессы коррозии металлов, в которой катодная деполяризация осуществляется растворенным в электролите О₂ по реакции: О₂ + 4e + 2H₂O = 4OH.

Использование высоколегированных сталей продиктовано технологически, чтобы исключить коррозию и попадание оксидов железа в препарат.

Помимо коррозии с кислородной деполяризацией возможна точечная коррозия из-за присутствия в аппарате ионов SO₄^2- (от раствора серной кислоты, с помощью которого доводят рН).

К стали, из которой изготавливается аппарат, предъявляются следующие требования:

1) коррозионная стойкость в данной среде;

2) хорошая свариваемость при толщине листа 8-10 мм;

Всем вышеперечисленным требования отвечает высоколегированная сталь типа Х18Н10Т, так как она является стойкой в средах, содержащих растворы солей NН₄NО₃ и КН₂РО₄, также хорошо устойчива к ионам SO₄^2- и Cl^-. Но из экономических соображений выбираем сталь, экономно легированную по никелю типа 08Х22Н6Т ГОСТ 5632-72, так как она более дешевая и обладает более высокими прочностными характеристиками, что позволяет уменьшить толщину листа, сэкономить материал. Эта сталь обладает хорошей свариваемостью ручной и автоматической сваркой. Этот тип стали часто применяется при изготовлении жидкофазных аппаратов в биотехнологической и пищевой промышленностях. Она стойка к коррозии с кислородной деполяризацией.

Опоры, рубашку и крепежные детали аппарата выполняются из углеродистых сталей, поэтому на воздухе они могут быть подвержены атмосферной коррозии. Для защиты этих деталей от атмосферной коррозии используют покрытие эмалью для влажных помещений. Первый слой грунтовки ЭП-057, ТУ-10-1117-75 и после выдержки двойным слоем эмали ЭП-525.

Таблица материалов, используемых при изготовлении фильтрационной установки