Ons gebruik koekies om jou ervaring te verbeter. Deur voort te gaan om hierdie webwerf te besoek, stem jy in tot ons gebruik van koekies. Bykomende inligting.
Suiwer of suiwer stoom farmaseutiese stelsels sluit in kragopwekkers, beheerkleppe, verspreidingspype of pyplyne, termodinamiese of ewewigstermostatiese valle, drukmeters, drukverminderers, veiligheidskleppe en volumetriese akkumulators.
Die meeste van hierdie onderdele is gemaak van 316 L vlekvrye staal en bevat fluoropolimeer-pakkings (tipies politetrafluoroëtileen, ook bekend as Teflon of PTFE), sowel as semi-metaal of ander elastomere materiale.
Hierdie komponente is vatbaar vir korrosie of agteruitgang tydens gebruik, wat die kwaliteit van die voltooide Skoon Stoom (KS) nutsdiens beïnvloed. Die projek wat in hierdie artikel uiteengesit word, het vlekvrye staalmonsters van vier KS-stelselgevallestudies geëvalueer, die risiko van potensiële korrosie-impakte op proses- en kritieke ingenieurstelsels beoordeel, en getoets vir partikels en metale in kondensaat.
Monsters van gekorrodeerde pype en verspreidingstelselkomponente word geplaas om korrosie-byprodukte te ondersoek. 9 Vir elke spesifieke geval is verskillende oppervlaktoestande geëvalueer. Byvoorbeeld, standaardblos en korrosie-effekte is geëvalueer.
Die oppervlaktes van die verwysingsmonsters is geassesseer vir die teenwoordigheid van blosafsettings deur gebruik te maak van visuele inspeksie, Auger-elektronspektroskopie (AES), elektronspektroskopie vir chemiese analise (ESCA), skandeerelektronmikroskopie (SEM) en X-straal-fotoelektronspektroskopie (XPS).
Hierdie metodes kan die fisiese en atomiese eienskappe van korrosie en neerslae openbaar, asook die sleutelfaktore bepaal wat die eienskappe van tegniese vloeistowwe of eindprodukte beïnvloed.
Korrosieprodukte van vlekvrye staal kan baie vorme aanneem, soos 'n karmynlaag ysteroksied (bruin of rooi) op ​​die oppervlak onder of bo die laag ysteroksied (swart of grys)2. Vermoë om stroomaf te migreer.
Die ysteroksiedlaag (swart blos) kan mettertyd verdik namate die neerslae meer prominent word, soos blyk uit deeltjies of neerslae wat sigbaar is op die oppervlaktes van die sterilisasiekamer en toerusting of houers na stoomsterilisasie, daar is migrasie. Laboratoriumanalise van kondensaatmonsters het die verspreide aard van die slyk en die hoeveelheid oplosbare metale in die CS-vloeistof getoon.
Alhoewel daar baie redes vir hierdie verskynsel is, is die CS-generator gewoonlik die hoofbydraer. Dit is nie ongewoon om rooi ysteroksied (bruin/rooi) op ​​oppervlaktes en ysteroksied (swart/grys) in ventilasieopeninge te vind wat stadig deur die CS-verspreidingstelsel migreer nie. 6
Die CS-verspreidingstelsel is 'n vertakkingskonfigurasie met verskeie gebruikspunte wat eindig by afgeleë gebiede of aan die einde van die hoofkopleiding en verskeie vertakkingssubkopleidings. Die stelsel kan 'n aantal reguleerders insluit om druk-/temperatuurvermindering te help inisieer by spesifieke gebruikspunte wat potensiële korrosiepunte kan wees.
Korrosie kan ook voorkom in higiëniese ontwerp-valle wat op verskeie punte in die stelsel geplaas word om kondensaat en lug te verwyder uit vloeiende skoon stoom deur die val, stroomaf pype/afvoerpype of kondensaatkop.
In die meeste gevalle is omgekeerde migrasie waarskynlik waar roesafsettings op die lokval opbou en stroomop groei in en verder as aangrensende pypleidings of gebruikspuntversamelaars; roes wat in lokvalle of ander komponente vorm, kan stroomop van die bron gesien word met konstante migrasie stroomaf en stroomop.
Sommige vlekvrye staalkomponente vertoon ook verskeie matige tot hoë vlakke van metallurgiese strukture, insluitend delta-ferriet. Daar word geglo dat ferrietkristalle korrosieweerstand verminder, alhoewel hulle in so min as 1–5% teenwoordig kan wees.
Ferriet is ook nie so bestand teen korrosie soos die austenitiese kristalstruktuur nie, dus sal dit verkieslik korrodeer. Ferriete kan akkuraat opgespoor word met 'n ferrietsonde en semi-akkuraat met 'n magneet, maar daar is beduidende beperkings.
Van stelselopstelling, tot aanvanklike inbedryfstelling, en die aanvang van 'n nuwe CS-kragopwekker en verspreidingspype, is daar 'n aantal faktore wat bydra tot korrosie:
Met verloop van tyd kan korrosiewe elemente soos hierdie korrosieprodukte produseer wanneer hulle mengsels van yster en yster ontmoet, kombineer en oorvleuel. Swart roet word gewoonlik eers in die kragopwekker gesien, dan verskyn dit in die kragopwekker se afvoerpype en uiteindelik dwarsdeur die CS-verspreidingstelsel.
SEM-analise is uitgevoer om die mikrostruktuur van korrosiebyprodukte wat die hele oppervlak met kristalle en ander deeltjies bedek, te openbaar. Die agtergrond of onderliggende oppervlak waarop die deeltjies gevind word, wissel van verskillende grade yster (Fig. 1-3) tot algemene monsters, naamlik silika/yster, sanderig, glasagtig, homogene afsettings (Fig. 4). Die stoomvalbalg is ook geanaliseer (Fig. 5-6).
AES-toetsing is 'n analitiese metode wat gebruik word om die oppervlakchemie van vlekvrye staal te bepaal en die korrosieweerstand daarvan te diagnoseer. Dit toon ook die agteruitgang van die passiewe film en die afname in die konsentrasie van chroom in die passiewe film soos die oppervlak agteruitgaan as gevolg van korrosie.
Om die elementêre samestelling van die oppervlak van elke monster te karakteriseer, is AES-skanderings (konsentrasieprofiele van oppervlakelemente oor diepte) gebruik.
Elke terrein wat vir SEM-analise en -versterking gebruik word, is noukeurig gekies om inligting uit tipiese streke te verskaf. Elke studie het inligting verskaf van die boonste paar molekulêre lae (geskat op 10 Å per laag) tot die diepte van die metaallegering (200–1000 Å).
Beduidende hoeveelhede yster (Fe), chroom (Cr), nikkel (Ni), suurstof (O) en koolstof (C) is in alle streke van Rouge aangeteken. AES-data en -resultate word in die gevallestudie-afdeling uiteengesit.
Die algehele AES-resultate vir die aanvanklike toestande toon dat sterk oksidasie plaasvind op monsters met buitengewoon hoë konsentrasies Fe en O (ysteroksiede) en lae Cr-inhoud op die oppervlak. Hierdie rooierige neerslag lei tot die vrystelling van deeltjies wat die produk en oppervlaktes in kontak met die produk kan besoedel.
Nadat die blos verwyder is, het die "gepassiveerde" monsters 'n volledige herstel van die passiewe film getoon, met Cr wat hoër konsentrasievlakke as Fe bereik, met 'n Cr:Fe oppervlakverhouding wat wissel van 1.0 tot 2.0 en 'n algehele afwesigheid van ysteroksied.
Verskeie growwe oppervlaktes is met behulp van XPS/ESCA geanaliseer om elementkonsentrasies en spektrale oksidasietoestande van Fe, Cr, swael (S), kalsium (Ca), natrium (Na), fosfor (P), stikstof (N), en O, en C (tabel A) te vergelyk.
Daar is 'n duidelike verskil in Cr-inhoud van waardes naby die passiveringslaag tot laer waardes wat tipies in basislegerings voorkom. Die vlakke van yster en chroom wat op die oppervlak voorkom, verteenwoordig verskillende diktes en grade van rouge-afsettings. XPS-toetse het 'n toename in Na, C of Ca op growwe oppervlaktes getoon in vergelyking met skoongemaakte en gepassiveerde oppervlaktes.
XPS-toetsing het ook hoë vlakke van C in ysterrooi (swart) rooi sowel as Fe(x)O(y) (ysteroksied) in rooi getoon. XPS-data is nie nuttig om oppervlakveranderinge tydens korrosie te verstaan ​​nie, omdat dit beide die rooi metaal en die basismetaal evalueer. Bykomende XPS-toetsing met groter monsters is nodig om resultate behoorlik te evalueer.
Vorige outeurs het ook probleme ondervind met die evaluering van XPS-data. 10 Veldwaarnemings tydens die verwyderingsproses het getoon dat die koolstofinhoud hoog is en gewoonlik deur filtrasie tydens verwerking verwyder word. SEM-mikrograwe wat voor en na die rimpelverwyderingsbehandeling geneem is, illustreer die oppervlakskade wat deur hierdie neerslae veroorsaak word, insluitend putjies en porositeit, wat korrosie direk beïnvloed.
Die XPS-resultate na passivering het getoon dat die Cr:Fe-inhoudverhouding op die oppervlak baie hoër was toe die passiveringsfilm hervorm is, wat die tempo van korrosie en ander nadelige effekte op die oppervlak verminder het.
Die koeponmonsters het 'n beduidende toename in die Cr:Fe-verhouding tussen die "soos dit is"-oppervlak en die gepassiveerde oppervlak getoon. Aanvanklike Cr:Fe-verhoudings is getoets in die reeks van 0.6 tot 1.0, terwyl die passiveringsverhoudings na behandeling gewissel het van 1.0 tot 2.5. Die waardes vir elektrogepoleerde en gepassiveerde vlekvrye staal is tussen 1.5 en 2.5.
In die monsters wat aan naverwerking onderwerp is, het die maksimum diepte van die Cr:Fe-verhouding (vasgestel met behulp van AES) gewissel van 3 tot 16 Å. Hulle vergelyk gunstig met data van vorige studies gepubliseer deur Coleman2 en Roll.9 Die oppervlaktes van alle monsters het standaardvlakke van Fe, Ni, O, Cr en C gehad. Lae vlakke van P, Cl, S, N, Ca en Na is ook in die meeste van die monsters gevind.
Hierdie residue is tipies van chemiese skoonmaakmiddels, gesuiwerde water of elektropolering. Na verdere analise is 'n mate van silikonbesoedeling op die oppervlak en op verskillende vlakke van die austenietkristal self gevind. Die bron blyk die silika-inhoud van die water/stoom, meganiese poleermiddels of opgeloste of geëtste sigglas in die CS-genereringsel te wees.
Daar word berig dat korrosieprodukte wat in CS-stelsels voorkom, baie verskil. Dit is as gevolg van die wisselende toestande van hierdie stelsels en die plasing van verskeie komponente soos kleppe, afsluiters en ander bykomstighede wat tot korrosiewe toestande en korrosieprodukte kan lei.
Daarbenewens word vervangingskomponente dikwels in die stelsel ingebring wat nie behoorlik gepassiveer is nie. Korrosieprodukte word ook aansienlik beïnvloed deur die ontwerp van die CS-kragopwekker en die kwaliteit van die water. Sommige tipes kragopwekkers is herverhitters, terwyl ander buisvormige flikkers is. CS-kragopwekkers gebruik tipies eindskerms om vog uit skoon stoom te verwyder, terwyl ander kragopwekkers keerplate of siklone gebruik.
Sommige produseer 'n byna soliede ysterpatina in die verspreidingspyp en die rooi yster wat dit bedek. Die gebarste blok vorm 'n swart ysterfilm met 'n ysteroksiedblos daaronder en skep 'n tweede boonste oppervlakverskynsel in die vorm van 'n roetige blos wat makliker van die oppervlak afgevee kan word.
As 'n reël is hierdie ysterhoudende roetagtige neerslag baie meer prominent as die ysterrooi een, en is meer mobiel. As gevolg van die verhoogde oksidasietoestand van die yster in die kondensaat, het die slyk wat in die kondensaatkanaal aan die onderkant van die verspreidingspyp gegenereer word, ysteroksiedslyk bo-op die ysterslyk.
Die ysteroksied-blos gaan deur die kondensaatversamelaar, word sigbaar in die drein, en die boonste laag word maklik van die oppervlak afgevryf. Watergehalte speel 'n belangrike rol in die chemiese samestelling van blos.
Hoër koolwaterstofinhoud lei tot te veel roet in lipstiffie, terwyl hoër silika-inhoud lei tot hoër silika-inhoud, wat lei tot 'n gladde of glansende lipstiffielaag. Soos vroeër genoem, is watervlak-sigglase ook geneig tot korrosie, wat veroorsaak dat puin en silika die stelsel binnedring.
Die geweer is 'n bron van kommer in stoomstelsels, aangesien dik lae kan vorm wat deeltjies vorm. Hierdie deeltjies is teenwoordig op stoomoppervlaktes of in stoomsterilisasietoerusting. Die volgende afdelings beskryf moontlike geneesmiddeleffekte.
Die Soos-Is SEM's in Figure 7 en 8 toon die mikrokristallyne aard van klas 2 karmien in geval 1. 'n Besonder digte matriks van ysteroksiedkristalle het op die oppervlak gevorm in die vorm van 'n fynkorrelrige residu. Gedekontamineerde en gepassiveerde oppervlaktes het korrosieskade getoon wat 'n growwe en effens poreuse oppervlaktekstuur tot gevolg gehad het, soos getoon in Figure 9 en 10.
NPP-skandering in fig. 11 toon die aanvanklike toestand van die oorspronklike oppervlak met swaar ysteroksied daarop. Die gepassiveerde en ontrouge oppervlak (Figuur 12) dui aan dat die passiewe film nou 'n verhoogde Cr (rooi lyn) inhoud bo die Fe (swart lyn) het teen 'n verhouding van > 1.0 Cr:Fe. Die gepassiveerde en ontrouge oppervlak (Figuur 12) dui aan dat die passiewe film nou 'n verhoogde Cr (rooi lyn) inhoud bo die Fe (swart lyn) het teen 'n verhouding van > 1.0 Cr:Fe. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперень имесет повыѶ (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Die gepassiveerde en gede-energiseerde oppervlak (Fig. 12) dui aan dat die passiewe film nou 'n verhoogde inhoud van Cr (rooi lyn) het in vergelyking met Fe (swart lyn) teen 'n verhouding van Cr:Fe > 1.0.钝化和去皱表面（图12）表明，钝化膜现在的Cr（红线）含量高于Fe（黑缌Fe（黑ﺌ> 1.0. Cr（红线）含量高于Fe（黑线），Cr:Fe 比率> 1.0. Пассивированная и морщинистая поверхность (рис. 12) показывает, что пассивированная пленка теперь имекет босекет Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Die gepassiveerde en gerimpelde oppervlak (Fig. 12) toon dat die gepassiveerde film nou 'n hoër Cr-inhoud (rooi lyn) as Fe (swart lyn) het teen 'n Cr:Fe-verhouding > 1.0.
'n Dunner (< 80 Å) passiverende chroomoksiedfilm is meer beskermend as 'n honderde Å dik kristallyne ysteroksiedfilm van 'n basismetaal- en skaallaag met 'n ysterinhoud van meer as 65%.
Die chemiese samestelling van die gepassiveerde en gerimpelde oppervlak is nou vergelykbaar met gepassiveerde gepoleerde materiale. Die sediment in geval 1 is 'n klas 2-sediment wat in situ gevorm kan word; soos dit ophoop, word groter deeltjies gevorm wat saam met die stoom migreer.
In hierdie geval sal die getoonde korrosie nie lei tot ernstige foute of agteruitgang van die oppervlakkwaliteit nie. Normale plooie sal die korrosiewe effek op die oppervlak verminder en die moontlikheid van sterk migrasie van deeltjies wat sigbaar mag word, uitskakel.
In Figuur 11 toon AES-resultate dat dik lae naby die oppervlak hoër vlakke van Fe en O het (500 Å ysteroksied; onderskeidelik suurlemoengroen en blou lyne), wat oorgaan na gedoteerde vlakke van Fe, Ni, Cr en O. Die Fe-konsentrasie (blou lyn) is baie hoër as dié van enige ander metaal, en styg van 35% aan die oppervlak tot meer as 65% in die allooi.
Aan die oppervlak gaan die O-vlak (liggroen lyn) van byna 50% in die allooi tot byna nul by 'n oksiedfilmdikte van meer as 700 Å. Die Ni- (donkergroen lyn) en Cr- (rooi lyn) vlakke is uiters laag aan die oppervlak (< 4%) en neem toe tot normale vlakke (onderskeidelik 11% en 17%) op legeringsdiepte. Die Ni- (donkergroen lyn) en Cr- (rooi lyn) vlakke is uiters laag aan die oppervlak (< 4%) en neem toe tot normale vlakke (onderskeidelik 11% en 17%) op legeringsdiepte. Уровни Ni (темно-зеленая линия) en Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) en увеличиваются (11% en 17% соответственно) в глубине сплава. Vlakke van Ni (donkergroen lyn) en Cr (rooi lyn) is uiters laag aan die oppervlak (<4%) en styg tot normale vlakke (onderskeidelik 11% en 17%) diep in die allooi.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处增加到正常水平（分别为11% 和17%）.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处增加到歌常水平（分别咺11% Уровни Ni (темно-зеленая линия) en Cr (красная линия) op поверхности чрезвычайно низки (<4%) en увеличиваюния глубине сплава (11% en 17% соответственно). Vlakke van Ni (donkergroen lyn) en Cr (rooi lyn) aan die oppervlak is uiters laag (<4%) en styg tot normale vlakke diep in die allooi (onderskeidelik 11% en 17%).
Die AES-beeld in fig. 12 toon dat die rouge (ysteroksied) laag verwyder is en die passiveringsfilm herstel is. In die 15 Å primêre laag is die Cr-vlak (rooi lyn) hoër as die Fe-vlak (swart lyn), wat 'n passiewe film is. Aanvanklik was die Ni-inhoud op die oppervlak 9%, wat met 60–70 Å bo die Cr-vlak (± 16%) toegeneem het, en toe gestyg het tot die legeringsvlak van 200 Å.
Beginnende by 2%, daal die koolstofvlak (blou lyn) tot nul by 30 Å. Die Fe-vlak is aanvanklik laag (< 15%) en later gelyk aan die Cr-vlak by 15 Å en bly styg tot die legeringsvlak van meer as 65% by 150 Å. Die Fe-vlak is aanvanklik laag (< 15%) en later gelyk aan die Cr-vlak by 15 Å en bly styg tot die legeringsvlak van meer as 65% by 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 A и продолжает увеличиваться до урлавне спо5% 5% Å. Die Fe-vlak is aanvanklik laag (< 15%), later gelyk aan die Cr-vlak by 15 Å en bly styg tot meer as 65% van die legeringsvlak by 150 Å. Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加切超超的合金含量. Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加切超超的合金含量. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %). сплава более 65 % при 150 Å. Die Fe-inhoud is aanvanklik laag (< 15%), later is dit gelyk aan die Cr-inhoud by 15 Å en bly toeneem totdat die legeringsinhoud meer as 65% by 150 Å is.Cr-vlakke neem toe tot 25% van die oppervlak by 30 Å en daal tot 17% in die allooi.
Die verhoogde O2-vlak naby die oppervlak (liggroen lyn) daal tot nul na 'n diepte van 120 Å. Hierdie analise het 'n goed ontwikkelde oppervlakpassiveringsfilm getoon. Die SEM-foto's in figure 13 en 14 toon die growwe, growwe en poreuse kristallyne aard van die oppervlak se eerste en tweede ysteroksiedlae. Die gerimpelde oppervlak toon die effek van korrosie op 'n gedeeltelik geputte growwe oppervlak (Figure 18-19).
Die gepassiveerde en gerimpelde oppervlaktes wat in figure 13 en 14 getoon word, weerstaan ​​nie ernstige oksidasie nie. Figure 15 en 16 toon 'n herstelde passiveringsfilm op 'n metaaloppervlak.