Ние използваме бисквитки, за да подобрим вашето изживяване.Продължавайки да разглеждате този сайт, вие се съгласявате с използването на бисквитки.Допълнителна информация.
Фармацевтичните системи с чиста или чиста пара включват генератори, контролни клапани, разпределителни тръби или тръбопроводи, термодинамични или равновесни термостатични капани, манометри, редуктори на налягане, предпазни клапани и обемни акумулатори.
Повечето от тези части са направени от неръждаема стомана 316 L и съдържат флуорополимерни уплътнения (обикновено политетрафлуоретилен, известен също като тефлон или PTFE), както и полуметални или други еластомерни материали.
Тези компоненти са податливи на корозия или разграждане по време на употреба, което се отразява на качеството на готовата помощна програма Clean Steam (CS).Проектът, описан подробно в тази статия, оцени образци от неръждаема стомана от четири казуса на CS система, оцени риска от потенциални корозионни въздействия върху процеси и критични инженерни системи и тества за частици и метали в кондензат.
Поставят се проби от корозирали тръбопроводи и компоненти на разпределителната система, за да се изследват страничните продукти от корозия.9 За всеки конкретен случай бяха оценени различни повърхностни условия.Например бяха оценени стандартните ефекти на изчервяване и корозия.
Повърхностите на референтните проби бяха оценени за наличие на румени отлагания с помощта на визуална инспекция, Оже електронна спектроскопия (AES), електронна спектроскопия за химичен анализ (ESCA), сканираща електронна микроскопия (SEM) и рентгенова фотоелектронна спектроскопия (XPS).
Тези методи могат да разкрият физичните и атомни свойства на корозията и отлаганията, както и да определят ключовите фактори, които влияят върху свойствата на техническите течности или крайните продукти.един
Продуктите от корозия на неръждаема стомана могат да приемат много форми, като карминов слой от железен оксид (кафяв или червен) на повърхността под или над слоя от железен оксид (черен или сив)2.Възможност за мигриране надолу по течението.
Слоят от железен оксид (черен руж) може да се сгъсти с времето, тъй като отлаганията стават по-изразени, както се вижда от частици или отлагания, видими по повърхностите на стерилизационната камера и оборудването или контейнерите след стерилизация с пара, има миграция.Лабораторният анализ на пробите от кондензат показа дисперсния характер на утайката и количеството на разтворими метали в CS течността.четири
Въпреки че има много причини за това явление, CS генераторът обикновено е основният фактор.Не е необичайно да откриете червен железен оксид (кафяв/червен) върху повърхности и железен оксид (черен/сив) във вентилационни отвори, които бавно мигрират през разпределителната система CS.6
Системата за разпространение на CS е разклонена конфигурация с множество точки на използване, завършващи в отдалечени области или в края на главния хедър и различни подзаглавия на разклонения.Системата може да включва редица регулатори, които да помогнат за иницииране на намаляване на налягането/температурата в специфични точки на употреба, които може да са точки на потенциална корозия.
Корозия може да възникне и в сифони с хигиеничен дизайн, които се поставят на различни места в системата за отстраняване на кондензат и въздух от протичащата чиста пара през сифона, тръбопровода надолу по веригата/тръбопровода за изпускане или колектора за кондензат.
В повечето случаи обратната миграция е вероятна, когато отлаганията от ръжда се натрупват върху уловителя и растат нагоре по течението в и отвъд съседни тръбопроводи или колектори на мястото на използване;ръждата, която се образува в капани или други компоненти, може да се види нагоре по течението на източника с постоянна миграция надолу и нагоре по течението.
Някои компоненти от неръждаема стомана също показват различни умерени до високи нива на металургични структури, включително делта ферит.Смята се, че феритните кристали намаляват устойчивостта на корозия, въпреки че могат да присъстват само в 1–5%.
Феритът също не е толкова устойчив на корозия, колкото аустенитната кристална структура, така че за предпочитане ще корозира.Феритите могат да бъдат точно открити с феритна сонда и полуточни с магнит, но има значителни ограничения.
От настройката на системата, през първоначалното пускане в експлоатация и стартирането на нов CS генератор и разпределителен тръбопровод, има редица фактори, които допринасят за корозията:
С течение на времето корозивни елементи като тези могат да произведат корозионни продукти, когато се срещнат, комбинират и припокрият със смеси от желязо и желязо.Черните сажди обикновено се виждат първо в генератора, след това се появяват в изпускателната тръба на генератора и в крайна сметка в разпределителната система на CS.
Извършен е SEM анализ, за ​​да се разкрие микроструктурата на страничните продукти от корозия, покриващи цялата повърхност с кристали и други частици.Фонът или подлежащата повърхност, върху която се намират частиците, варира от различни степени на желязо (фиг. 1-3) до обикновени проби, а именно силициев диоксид/желязо, пясъчни, стъкловидни, хомогенни отлагания (фиг. 4).Бяха анализирани и меховете на парния уловител (фиг. 5-6).
AES тестването е аналитичен метод, използван за определяне на химичния състав на повърхността на неръждаема стомана и диагностициране на нейната устойчивост на корозия.Той също така показва влошаването на пасивния филм и намаляването на концентрацията на хром в пасивния филм, тъй като повърхността се влошава поради корозия.
За характеризиране на елементния състав на повърхността на всяка проба бяха използвани AES сканирания (профили на концентрация на повърхностни елементи в дълбочина).
Всеки сайт, използван за SEM анализ и разширяване, е внимателно подбран, за да предостави информация от типични региони.Всяко изследване предостави информация от най-горните няколко молекулярни слоя (изчислени на 10 ангстрьома [Å] на слой) до дълбочината на металната сплав (200–1000 Å).
Във всички региони на Руж са регистрирани значителни количества желязо (Fe), хром (Cr), никел (Ni), кислород (O) и въглерод (C).Данните и резултатите от AES са описани в раздела за казуси.
Общите резултати от AES за първоначалните условия показват, че силно окисление възниква при проби с необичайно високи концентрации на Fe и O (железни оксиди) и ниско съдържание на Cr на повърхността.Това румено отлагане води до отделяне на частици, които могат да замърсят продукта и повърхностите в контакт с продукта.
След премахване на руменината, „пасивираните“ проби показват пълно възстановяване на пасивния филм, като Cr достига по-високи нива на концентрация от Fe, с повърхностно съотношение Cr:Fe, вариращо от 1,0 до 2,0 и цялостна липса на железен оксид.
Различни грапави повърхности бяха анализирани с помощта на XPS/ESCA за сравняване на елементарни концентрации и спектрални степени на окисление на Fe, Cr, сяра (S), калций (Ca), натрий (Na), фосфор (P), азот (N) и O. и C (таблица A).
Има ясна разлика в съдържанието на Cr от стойности, близки до пасивиращия слой, до по-ниски стойности, които обикновено се срещат в неблагородни сплави.Нивата на желязо и хром, открити на повърхността, представляват различни дебелини и степени на червени отлагания.XPS тестовете показват увеличение на Na, C или Ca върху грапави повърхности в сравнение с почистени и пасивирани повърхности.
XPS тестването също показа високи нива на C в желязно червено (черно) червено, както и Fe(x)O(y) (железен оксид) в червено.XPS данните не са полезни за разбиране на промените на повърхността по време на корозия, тъй като оценяват както червения метал, така и основния метал.Необходимо е допълнително XPS тестване с по-големи проби, за да се оценят правилно резултатите.
Предишни автори също са имали затруднения при оценката на XPS данните.10 Наблюденията на място по време на процеса на отстраняване показват, че съдържанието на въглерод е високо и обикновено се отстранява чрез филтриране по време на обработката.SEM микрографи, направени преди и след лечение за премахване на бръчки, илюстрират повърхностните щети, причинени от тези отлагания, включително питинг и порьозност, които пряко засягат корозията.
Резултатите от XPS след пасивиране показаха, че съотношението на съдържанието на Cr:Fe на повърхността е много по-високо, когато пасивиращият филм се формира отново, като по този начин се намалява скоростта на корозия и други неблагоприятни ефекти върху повърхността.
Пробите от купони показват значително увеличение на съотношението Cr:Fe между повърхността „както е“ и пасивираната повърхност.Първоначалните съотношения Cr:Fe бяха тествани в диапазона от 0,6 до 1,0, докато съотношенията на пасивация след третиране варираха от 1,0 до 2,5.Стойностите за електрополирани и пасивирани неръждаеми стомани са между 1,5 и 2,5.
В пробите, подложени на последваща обработка, максималната дълбочина на съотношението Cr:Fe (установено с помощта на AES) варира от 3 до 16 Å.Те се сравняват благоприятно с данните от предишни проучвания, публикувани от Coleman2 и Roll.9 Повърхностите на всички проби имат стандартни нива на Fe, Ni, O, Cr и C. Ниски нива на P, Cl, S, N, Ca и Na също бяха открити в повечето от пробите.
Тези остатъци са типични за химически почистващи препарати, пречистена вода или електрополиране.При по-нататъшен анализ беше открито известно замърсяване със силиций на повърхността и на различни нива на самия кристал аустенит.Източникът изглежда е съдържанието на силициев диоксид във водата/парата, механичните полиращи средства или разтвореното или гравирано наблюдателно стъкло в клетката за генериране на CS.
Съобщава се, че корозионните продукти, открити в CS системи, варират значително.Това се дължи на различните условия на тези системи и разположението на различни компоненти като клапани, сифони и други аксесоари, които могат да доведат до корозивни условия и продукти от корозия.
Освен това в системата често се въвеждат резервни компоненти, които не са правилно пасивирани.Корозионните продукти също се влияят значително от конструкцията на CS генератора и качеството на водата.Някои видове генераторни комплекти са ребойлери, докато други са тръбни мигачи.Генераторите CS обикновено използват крайни сита за отстраняване на влагата от чистата пара, докато други генератори използват прегради или циклони.
Някои произвеждат почти твърда желязна патина в разпределителната тръба и червеното желязо, което я покрива.Обърканият блок образува черен железен филм с руж от железен оксид отдолу и създава втори феномен на горната повърхност под формата на сажди руж, който е по-лесен за изтриване от повърхността.
По правило този желязо-сажден налеп е много по-изразен от желязочервения и е по-подвижен.Поради повишеното състояние на окисление на желязото в кондензата, утайката, генерирана в кондензатния канал на дъното на разпределителната тръба, има утайка от железен оксид върху желязната утайка.
Ружът от железен оксид преминава през колектора за кондензат, става видим в канализацията и горният слой лесно се изтрива от повърхността.Качеството на водата играе важна роля в химичния състав на ружа.
По-високото съдържание на въглеводороди води до твърде много сажди в червилото, докато по-високото съдържание на силициев диоксид води до по-високо съдържание на силициев диоксид, което води до гладък или лъскав слой червило.Както бе споменато по-рано, стъклата за наблюдение на нивото на водата също са податливи на корозия, позволявайки отломки и силициев диоксид да навлязат в системата.
Пистолетът е причина за безпокойство в парните системи, тъй като могат да се образуват дебели слоеве, които образуват частици.Тези частици присъстват на парни повърхности или в оборудване за парна стерилизация.Следващите раздели описват възможните лекарствени ефекти.
SEMs As-Is на Фигури 7 и 8 показват микрокристалната природа на кармин от клас 2 в случай 1. Особено плътна матрица от кристали железен оксид, образувана на повърхността под формата на финозърнест остатък.Обеззаразените и пасивирани повърхности показаха корозионни щети, водещи до груба и леко пореста повърхностна текстура, както е показано на фигури 9 и 10.
Сканиране на АЕЦ на фиг.11 показва първоначалното състояние на оригиналната повърхност с тежък железен оксид върху нея. Пасивираната и дерогирана повърхност (Фигура 12) показва, че пасивният филм сега има повишено съдържание на Cr (червена линия) над Fe (черна линия) при > 1,0 съотношение Cr:Fe. Пасивираната и дерогирана повърхност (Фигура 12) показва, че пасивният филм сега има повишено съдържание на Cr (червена линия) над Fe (черна линия) при > 1,0 съотношение Cr:Fe. Пасивираната и обесточена повърхност (рис. 12) показва, че пасивната лента вече има повишено съдържание на Cr (червена линия) в сравнение с Fe (черна линия) при съотношение Cr:Fe > 1,0. Пасивираната и без захранване повърхност (фиг. 12) показва, че пасивният филм сега има повишено съдържание на Cr (червена линия) в сравнение с Fe (черна линия) при съотношение 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（黑线），Cr:Fe 比率> 1.0 。 Cr（红线）含量高于Fe（黑线），Cr:Fe 比率> 1.0。 Пасивираната и морщиниста повърхност (рис. 12) показва, че пасивираната лента вече има по-високо съдържание на Cr (червена линия), отколкото Fe (черна линия), при съотношение Cr:Fe > 1,0. Пасивираната и набръчкана повърхност (фиг. 12) показва, че пасивираният филм сега има по-високо съдържание на Cr (червена линия) от Fe (черна линия) при съотношение Cr:Fe > 1,0.
По-тънък (< 80 Å) пасивиращ филм от хромен оксид е по-защитен от филм от кристален железен оксид с дебелина стотици ангстрьоми от неблагороден метал и слой от нагар със съдържание на желязо над 65%.
Химическият състав на пасивираната и набръчкана повърхност сега е сравним с пасивираните полирани материали.Утайката в случай 1 е утайка от клас 2, която може да се образува in situ;докато се натрупва, се образуват по-големи частици, които мигрират с парата.
В този случай показаната корозия няма да доведе до сериозни дефекти или влошаване на качеството на повърхността.Нормалното набръчкване ще намали корозионния ефект върху повърхността и ще премахне възможността за силна миграция на частици, които могат да станат видими.
На Фигура 11 резултатите от AES показват, че дебелите слоеве в близост до повърхността имат по-високи нива на Fe и O (500 Å железен оксид; съответно лимоненозелени и сини линии), преминавайки към легирани нива на Fe, Ni, Cr и O. Концентрацията на Fe (синя линия) е много по-висока от тази на всеки друг метал, нараствайки от 35% на повърхността до над 65% в сплавта.
На повърхността нивото на O (светлозелена линия) преминава от почти 50% в сплавта до почти нула при дебелина на оксидния филм над 700 Å. Нивата на Ni (тъмнозелена линия) и Cr (червена линия) са изключително ниски на повърхността (< 4%) и се повишават до нормални нива (съответно 11% и 17%) в дълбочина на сплавта. Нивата на Ni (тъмнозелена линия) и Cr (червена линия) са изключително ниски на повърхността (< 4%) и се повишават до нормални нива (съответно 11% и 17%) в дълбочина на сплавта. Уровните на Ni (тъмно-зелена линия) и Cr (червена линия) са изключително ниски на повърхността (<4%) и се увеличават до нормално ниво (11% и 17% съответно) в дълбочината на сплава. Нивата на Ni (тъмнозелена линия) и Cr (червена линия) са изключително ниски на повърхността (<4%) и нарастват до нормални нива (съответно 11% и 17%) дълбоко в сплавта.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% и 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% Уровните на Ni (тъмно-зелена линия) и Cr (червена линия) на повърхността са изключително ниски (<4%) и се повишават до нормално ниво в дълбочината на сплава (11% и 17% съответно). Нивата на Ni (тъмнозелена линия) и Cr (червена линия) на повърхността са изключително ниски (<4%) и нарастват до нормални нива дълбоко в сплавта (11% и 17% съответно).
AES изображение на фиг.12 показва, че червеният слой (железен оксид) е отстранен и пасивиращият филм е възстановен.В основния слой от 15 Å нивото на Cr (червена линия) е по-високо от нивото на Fe (черна линия), което е пасивен филм.Първоначално съдържанието на Ni на повърхността е 9%, увеличавайки се с 60–70 Å над нивото на Cr (± 16%) и след това се увеличава до нивото на сплавта от 200 Å.
Започвайки от 2%, нивото на въглерод (синя линия) пада до нула при 30 Å. Нивото на Fe първоначално е ниско (< 15%) и по-късно е равно на нивото на Cr при 15 Å и продължава да нараства до нивото на сплавта при повече от 65% при 150 Å. Нивото на Fe първоначално е ниско (< 15%) и по-късно е равно на нивото на Cr при 15 Å и продължава да нараства до нивото на сплавта при повече от 65% при 150 Å. Нивото на Fe първоначално е ниско (< 15%), след това нивото на Cr при 15 Å и продължава да се увеличава до нивото на сплав над 65% при 150 Å. Нивото на Fe първоначално е ниско (< 15%), по-късно се изравнява с нивото на Cr при 15 Å и продължава да нараства до над 65% ниво на сплавта при 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 时继续增加到超过65% 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 时继续增加到超过65% 的合金含量。 Съдържанието на Fe е значително ниско (< 15 %), но може да се изравни съдържанието на Cr при 15 Å и продължава да се увеличава до съдържание на сплав над 65 % при 150 Å. Съдържанието на Fe първоначално е ниско (< 15%), по-късно се изравнява със съдържанието на Cr при 15 Å и продължава да нараства, докато съдържанието на сплавта е над 65% при 150 Å.Нивата на Cr се повишават до 25% от повърхността при 30 Å и намаляват до 17% в сплавта.
Повишеното ниво на O близо до повърхността (светлозелена линия) намалява до нула след дълбочина от 120 Å.Този анализ демонстрира добре развит повърхностен пасивиращ филм.SEM снимките на фигури 13 и 14 показват грапавия, грапав и порест кристален характер на повърхностните 1-ви и 2-ри слоеве железен оксид.Набръчканата повърхност показва ефекта на корозия върху частично назъбена грапава повърхност (Фигури 18-19).
Пасивираните и набръчкани повърхности, показани на фигури 13 и 14, не издържат на силно окисление.Фигури 15 и 16 показват реставриран пасивиращ филм върху метална повърхност.