ما از کوکی ها برای بهبود تجربه شما استفاده می کنیم.با ادامه مرور این سایت، با استفاده ما از کوکی ها موافقت می کنید.اطلاعات تکمیلی.
سیستم‌های دارویی بخار خالص یا خالص شامل ژنراتورها، شیرهای کنترل، لوله‌ها یا خطوط لوله توزیع، تله‌های ترموستاتیک ترمودینامیکی یا تعادلی، فشارسنج‌ها، کاهش‌دهنده‌های فشار، شیرهای ایمنی و انباشته‌کننده‌های حجمی هستند.
بیشتر این قطعات از فولاد ضد زنگ 316 لیتری ساخته شده اند و حاوی واشرهای فلوروپلیمری (معمولاً پلی تترا فلوئورواتیلن، همچنین به عنوان تفلون یا PTFE) و همچنین نیمه فلزی یا سایر مواد الاستومری هستند.
این اجزا در حین استفاده مستعد خوردگی یا تخریب هستند که بر کیفیت دستگاه بخار تمیز تمام شده (CS) تأثیر می گذارد.پروژه مشروح در این مقاله، نمونه‌های فولاد ضد زنگ را از چهار مطالعه موردی سیستم CS ارزیابی کرد، خطر اثرات خوردگی بالقوه بر فرآیند و سیستم‌های مهندسی حیاتی را ارزیابی کرد، و برای ذرات و فلزات موجود در میعانات آزمایش شد.
نمونه هایی از لوله های خورده شده و اجزای سیستم توزیع برای بررسی محصولات جانبی خوردگی قرار داده شده اند.9 برای هر مورد خاص، شرایط سطحی مختلف ارزیابی شد.برای مثال، رژگونه استاندارد و اثرات خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفت.
سطوح نمونه های مرجع برای حضور رسوبات رژگونه با استفاده از بازرسی بصری، طیف سنجی الکترونی اوگر (AES)، طیف سنجی الکترونی برای آنالیز شیمیایی (ESCA)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) و طیف سنجی فوتوالکترون اشعه ایکس (XPS) ارزیابی شد.
این روش ها می توانند خواص فیزیکی و اتمی خوردگی و رسوبات را آشکار کنند و همچنین عوامل کلیدی موثر بر خواص سیالات فنی یا محصولات نهایی را تعیین کنند.یکی
محصولات خوردگی فولاد ضد زنگ می توانند اشکال مختلفی داشته باشند، مانند یک لایه کارمینی از اکسید آهن (قهوه ای یا قرمز) در سطح زیر یا بالای لایه اکسید آهن (سیاه یا خاکستری)2.امکان مهاجرت به پایین دست.
لایه اکسید آهن (رژگونه سیاه) ممکن است در طول زمان ضخیم شود زیرا رسوبات بارزتر می شوند، همانطور که ذرات یا رسوبات قابل مشاهده بر روی سطوح محفظه استریلیزاسیون و تجهیزات یا ظروف پس از استریل شدن با بخار، مهاجرت وجود دارد.تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی نمونه های میعان، ماهیت پراکنده لجن و مقدار فلزات محلول در سیال CS را نشان داد.چهار
اگرچه دلایل زیادی برای این پدیده وجود دارد، معمولاً مولد CS عامل اصلی است.یافتن اکسید آهن قرمز (قهوه ای/قرمز) روی سطوح و اکسید آهن (سیاه/خاکستری) در دریچه هایی که به آرامی از طریق سیستم توزیع CS مهاجرت می کنند، غیرمعمول نیست.6
سیستم توزیع CS یک پیکربندی انشعاب با چندین نقطه استفاده است که به نواحی دورافتاده یا انتهای سرصفحه اصلی و زیر سر شاخه های مختلف ختم می شود.این سیستم ممکن است شامل تعدادی تنظیم کننده برای کمک به شروع کاهش فشار/دما در نقاط خاصی از استفاده باشد که ممکن است نقاط خوردگی بالقوه باشند.
خوردگی همچنین می‌تواند در تله‌های طراحی بهداشتی که در نقاط مختلف سیستم برای حذف میعانات و هوا از جریان بخار تمیز از طریق تله، لوله‌های پایین دست/لوله‌های تخلیه یا سربرگ میعانات قرار می‌گیرند، رخ دهد.
در اغلب موارد، جابجایی معکوس در جایی که رسوبات زنگ روی تله ایجاد می‌شود و در بالادست و خارج از خطوط لوله مجاور یا کلکتورهای نقطه استفاده رشد می‌کنند، محتمل است.زنگ‌هایی که در تله‌ها یا اجزای دیگر ایجاد می‌شوند را می‌توان در بالادست منبع با مهاجرت ثابت در پایین دست و بالادست مشاهده کرد.
برخی از اجزای فولاد ضد زنگ نیز سطوح مختلفی از ساختارهای متالورژیکی متوسط ​​تا بالا از جمله دلتا فریت را نشان می‌دهند.اعتقاد بر این است که کریستال های فریت مقاومت در برابر خوردگی را کاهش می دهند، حتی اگر ممکن است به اندازه 1-5٪ وجود داشته باشند.
فریت همچنین به اندازه ساختار بلوری آستنیتی در برابر خوردگی مقاوم نیست، بنابراین ترجیحاً خورده می شود.فریت ها را می توان با کاوشگر فریت به طور دقیق و با آهنربا نیمه دقیق تشخیص داد، اما محدودیت های قابل توجهی وجود دارد.
از راه‌اندازی سیستم، تا راه‌اندازی اولیه، و راه‌اندازی یک ژنراتور جدید CS و لوله‌کشی توزیع، تعدادی از عوامل به خوردگی کمک می‌کنند:
با گذشت زمان، عناصر خورنده مانند اینها می توانند محصولات خوردگی را هنگام برخورد، ترکیب و همپوشانی با مخلوط آهن و آهن ایجاد کنند.دوده سیاه معمولا ابتدا در ژنراتور دیده می شود، سپس در لوله های تخلیه ژنراتور و در نهایت در سراسر سیستم توزیع CS ظاهر می شود.
تجزیه و تحلیل SEM برای آشکار کردن ریزساختار محصولات جانبی خوردگی که کل سطح را با کریستال‌ها و ذرات دیگر پوشانده بودند، انجام شد.زمینه یا سطح زیرینی که ذرات روی آن یافت می شوند از درجه های مختلف آهن (شکل 1-3) تا نمونه های معمولی، یعنی رسوبات سیلیس/آهن، شنی، زجاجیه، و رسوبات همگن متفاوت است (شکل 4).دم تله بخار نیز مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت (شکل 5-6).
تست AES یک روش تحلیلی است که برای تعیین شیمی سطح فولاد ضد زنگ و تشخیص مقاومت به خوردگی آن استفاده می شود.همچنین زوال لایه غیرفعال و کاهش غلظت کروم در فیلم غیرفعال را با خراب شدن سطح در اثر خوردگی نشان می دهد.
برای توصیف ترکیب عنصری سطح هر نمونه، اسکن AES (پروفایل غلظت عناصر سطحی در عمق) استفاده شد.
هر سایت مورد استفاده برای تجزیه و تحلیل و تقویت SEM به دقت انتخاب شده است تا اطلاعاتی از مناطق معمولی ارائه دهد.هر مطالعه اطلاعاتی از چند لایه مولکولی بالایی (تخمین زده شده در 10 آنگستروم [Å] در هر لایه) تا عمق آلیاژ فلز (200-1000 Å) ارائه کرد.
مقادیر قابل توجهی آهن (Fe)، کروم (Cr)، نیکل (Ni)، اکسیژن (O) و کربن (C) در تمام مناطق روژ ثبت شده است.داده ها و نتایج AES در بخش مطالعه موردی بیان شده است.
نتایج کلی AES برای شرایط اولیه نشان می‌دهد که اکسیداسیون قوی روی نمونه‌هایی با غلظت‌های غیرعادی بالای Fe و O (اکسیدهای آهن) و محتوای کروم کم روی سطح رخ می‌دهد.این رسوب قرمز منجر به انتشار ذراتی می شود که می تواند محصول و سطوح در تماس با محصول را آلوده کند.
پس از برداشتن رژگونه، نمونه‌های "غیرفعال" بازیابی کامل فیلم غیرفعال را نشان دادند، با غلظت کروم به سطوح بالاتری نسبت به آهن، با نسبت سطح کروم: آهن در محدوده 1.0 تا 2.0 و عدم وجود کلی اکسید آهن.
سطوح مختلف ناهموار با استفاده از XPS/ESCA برای مقایسه غلظت‌های عنصری و حالت‌های اکسیداسیون طیفی آهن، کروم، گوگرد (S)، کلسیم (Ca)، سدیم (Na)، فسفر (P)، نیتروژن (N) و O. و C (جدول A) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.
تفاوت واضحی در محتوای کروم از مقادیر نزدیک به لایه غیرفعال سازی تا مقادیر پایین تر که معمولاً در آلیاژهای پایه یافت می شود وجود دارد.سطوح آهن و کروم موجود در سطح نشان دهنده ضخامت ها و درجات مختلف رسوبات سرخ است.تست های XPS افزایش Na، C یا Ca را در سطوح ناهموار در مقایسه با سطوح تمیز شده و غیر فعال نشان داده اند.
آزمایش XPS همچنین سطوح بالای C را در قرمز آهن (سیاه) و همچنین Fe(x)O(y) (اکسید آهن) در قرمز نشان داد.داده های XPS برای درک تغییرات سطح در هنگام خوردگی مفید نیستند زیرا هم فلز قرمز و هم فلز پایه را ارزیابی می کنند.برای ارزیابی مناسب نتایج، آزمایش XPS اضافی با نمونه های بزرگتر مورد نیاز است.
نویسندگان قبلی همچنین در ارزیابی داده های XPS مشکل داشتند.10 مشاهدات میدانی در طول فرآیند حذف نشان داده است که محتوای کربن زیاد است و معمولاً در طی فرآیند با فیلتراسیون حذف می شود.میکروگراف های SEM قبل و بعد از درمان رفع چین و چروک، آسیب سطحی ناشی از این رسوبات، از جمله حفره و تخلخل را نشان می دهد که مستقیماً بر خوردگی تأثیر می گذارد.
نتایج XPS پس از غیرفعال‌سازی نشان داد که نسبت محتوای کروم: آهن روی سطح زمانی که فیلم غیرفعال‌سازی دوباره تشکیل شد، بسیار بیشتر بود و در نتیجه نرخ خوردگی و سایر اثرات نامطلوب روی سطح را کاهش داد.
نمونه‌های کوپنی افزایش قابل‌توجهی در نسبت کروم: آهن بین سطح "همانطور که هست" و سطح غیرفعال شده نشان دادند.نسبت‌های اولیه کروم: آهن در محدوده 0.6 تا 1.0 آزمایش شدند، در حالی که نسبت‌های غیرفعال‌سازی پس از درمان از 1.0 تا 2.5 متغیر بودند.مقادیر برای فولادهای زنگ نزن برقی و غیر فعال بین 1.5 تا 2.5 است.
در نمونه‌هایی که پس از پردازش قرار گرفتند، حداکثر عمق نسبت کروم: آهن (که با استفاده از AES ایجاد شد) از 3 تا 16 Å متغیر بود.آنها به طور مطلوب با داده های مطالعات قبلی منتشر شده توسط Coleman2 و Roll مقایسه می شوند.سطوح تمام نمونه ها دارای سطوح استاندارد Fe، Ni، O، Cr و C بود. سطوح پایینی از P، Cl، S، N، Ca و Na نیز در بیشتر نمونه ها یافت شد.
این باقیمانده‌ها نمونه‌ای از پاک‌کننده‌های شیمیایی، آب تصفیه‌شده یا پولیش الکتریکی هستند.پس از تجزیه و تحلیل بیشتر، مقداری آلودگی سیلیکونی روی سطح و در سطوح مختلف خود کریستال آستنیت یافت شد.به نظر می رسد منبع، محتوای سیلیس آب/بخار، پولیش های مکانیکی، یا شیشه های دید حل شده یا حک شده در سلول تولید CS باشد.
گزارش شده است که محصولات خوردگی موجود در سیستم های CS بسیار متفاوت هستند.این به دلیل شرایط متفاوت این سیستم ها و قرار دادن اجزای مختلف مانند شیرها، تله ها و سایر لوازم جانبی است که می تواند منجر به شرایط خورنده و محصولات خوردگی شود.
علاوه بر این، اجزای جایگزین اغلب به سیستم وارد می شوند که به درستی غیرفعال نشده اند.محصولات خوردگی نیز به طور قابل توجهی تحت تأثیر طراحی ژنراتور CS و کیفیت آب قرار می گیرند.برخی از انواع مجموعه ژنراتورها جوشاننده هستند در حالی که برخی دیگر فلاشرهای لوله ای هستند.ژنراتورهای CS معمولاً از صفحه‌های انتهایی برای حذف رطوبت از بخار تمیز استفاده می‌کنند، در حالی که سایر ژنراتورها از بافل یا سیکلون استفاده می‌کنند.
برخی از آنها یک پتینه آهنی تقریباً جامد در لوله توزیع تولید می کنند و آهن قرمز رنگ آن را می پوشانند.بلوک گیج‌شده یک لایه آهن سیاه با یک رژگونه اکسید آهن در زیر تشکیل می‌دهد و دومین پدیده سطح بالایی را به شکل یک رژگونه دوده ایجاد می‌کند که راحت‌تر از روی سطح پاک می‌شود.
به عنوان یک قاعده، این رسوب دوده مانند آهنی بسیار بیشتر از رسوب قرمز آهنی است و متحرک تر است.به دلیل افزایش حالت اکسیداسیون آهن در میعانات، لجن تولید شده در کانال میعانات در پایین لوله توزیع دارای لجن اکسید آهن در بالای لجن آهن است.
رژگونه اکسید آهن از جمع کننده میعانات عبور می کند، در زهکشی نمایان می شود و لایه بالایی به راحتی از سطح مالش می یابد.کیفیت آب نقش مهمی در ترکیب شیمیایی رژگونه دارد.
محتوای هیدروکربن بالاتر باعث ایجاد دوده بیش از حد در رژ لب می شود، در حالی که محتوای سیلیس بیشتر منجر به محتوای سیلیس بیشتر می شود و در نتیجه یک لایه رژ لب صاف یا براق ایجاد می کند.همانطور که قبلا ذکر شد، عینک های دید سطح آب نیز مستعد خوردگی هستند و اجازه می دهند زباله ها و سیلیس وارد سیستم شوند.
تفنگ باعث نگرانی در سیستم های بخار می شود زیرا لایه های ضخیم می توانند تشکیل شوند که ذرات را تشکیل می دهند.این ذرات بر روی سطوح بخار یا در تجهیزات استریلیزاسیون بخار وجود دارند.بخش های زیر اثرات احتمالی دارو را شرح می دهند.
SEM های As-Is در شکل های 7 و 8 ماهیت ریز کریستالی کارمین کلاس 2 را در مورد 1 نشان می دهند. یک ماتریس به خصوص متراکم از کریستال های اکسید آهن که به شکل یک پسماند ریزدانه بر روی سطح تشکیل شده است.سطوح غیرعفونی شده و غیرفعال شده آسیب خوردگی را نشان دادند که منجر به بافت سطحی ناهموار و کمی متخلخل می شود همانطور که در شکل های 9 و 10 نشان داده شده است.
اسکن NPP در شکل.شکل 11 وضعیت اولیه سطح اولیه را با اکسید آهن سنگین روی آن نشان می دهد. سطح غیرفعال شده و تخلیه شده (شکل 12) نشان می دهد که لایه غیرفعال اکنون دارای محتوای کروم (خط قرمز) بالاتر از Fe (خط سیاه) در نسبت Cr:Fe 1.0 است. سطح غیرفعال شده و تخلیه شده (شکل 12) نشان می دهد که لایه غیرفعال اکنون دارای محتوای کروم (خط قرمز) بالاتر از Fe (خط سیاه) در نسبت Cr:Fe 1.0 است. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имеет повышенное содержание Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении, 1.0. سطح غیرفعال و بدون انرژی (شکل 12) نشان می دهد که لایه غیرفعال اکنون دارای محتوای کروم (خط قرمز) افزایش یافته در مقایسه با Fe (خط سیاه) با نسبت Cr:Fe > 1.0 است.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（钝化膜现在的Cr（红线）含量高于Fe（钝化膜现在的Cr（红线）含量高于 Fe. . 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 имеет более высокое содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении >1,F. سطح غیرفعال شده و چروکیده شده (شکل 12) نشان می دهد که لایه غیرفعال شده اکنون دارای محتوای کروم (خط قرمز) بالاتری نسبت به Fe (خط سیاه) در نسبت Cr:Fe > 1.0 است.
یک فیلم اکسید کروم غیرفعال کننده نازک تر (<80 Å) از صدها فیلم اکسید آهن کریستالی با ضخامت آنگستروم از یک فلز پایه و لایه مقیاس با محتوای آهن بیش از 65 درصد محافظت بیشتری دارد.
ترکیب شیمیایی سطح غیرفعال شده و چروکیده اکنون با مواد صیقلی غیرفعال شده قابل مقایسه است.رسوب مورد 1 یک رسوب کلاس 2 است که می تواند در محل تشکیل شود.همانطور که انباشته می شود، ذرات بزرگتری تشکیل می شوند که همراه با بخار مهاجرت می کنند.
در این حالت، خوردگی نشان داده شده منجر به نقص جدی یا بدتر شدن کیفیت سطح نخواهد شد.چین و چروک های معمولی اثر خورنده روی سطح را کاهش می دهد و امکان مهاجرت شدید ذرات را که ممکن است قابل رویت شوند از بین می برد.
در شکل 11، نتایج AES نشان می‌دهد که لایه‌های ضخیم نزدیک سطح دارای سطوح بالاتری از Fe و O (500 Å اکسید آهن؛ خطوط سبز لیمویی و آبی به ترتیب) هستند.
در سطح، سطح O (خط سبز روشن) از تقریباً 50٪ در آلیاژ به تقریباً صفر در ضخامت لایه اکسیدی بیش از 700 Å می رسد. سطوح Ni (خط سبز تیره) و کروم (خط قرمز) در سطح بسیار کم است (< 4٪) و به سطوح عادی (به ترتیب 11٪ و 17٪) در عمق آلیاژ افزایش می یابد. سطوح Ni (خط سبز تیره) و کروم (خط قرمز) در سطح بسیار کم است (< 4٪) و به سطوح عادی (به ترتیب 11٪ و 17٪) در عمق آلیاژ افزایش می یابد. Urovni Ni (temno-zelenaya liniya) و Cr (krasaya liniya) chrezvыchayno پایین‌تر از اعتبار (<4%) و uvelichivayutsya تا عادی (11% و 17% sootvestvenno) در گل‌ها. سطوح Ni (خط سبز تیره) و کروم (خط قرمز) در سطح بسیار کم است (<4٪) و به سطوح نرمال (به ترتیب 11٪ و 17٪) در عمق آلیاژ افزایش می یابد.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11% تا 17%).表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（<4%），而在合金湳度处增加11% Urovni Ni (temno-zelenaya liniya) و Cr (красная liniya) به طور کلی (<4%) و به طور معمول به طور معمول در گلوبین splava (11% و 17% sootvestvenno). سطوح Ni (خط سبز تیره) و کروم (خط قرمز) در سطح بسیار کم است (<4٪) و به سطوح نرمال در عمق آلیاژ افزایش می یابد (به ترتیب 11٪ و 17٪).
تصویر AES در شکل.12 نشان می دهد که لایه روژ (اکسید آهن) برداشته شده است و فیلم غیر فعال ترمیم شده است.در لایه اولیه 15 Å، سطح کروم (خط قرمز) بالاتر از سطح آهن (خط سیاه) است که یک فیلم غیرفعال است.در ابتدا، محتوای Ni در سطح 9٪ بود، افزایش 60-70 Å بالاتر از سطح کروم (± 16٪)، و سپس افزایش به سطح آلیاژ 200 Å.
با شروع از 2٪، سطح کربن (خط آبی) در 30 Å به صفر می رسد. سطح آهن در ابتدا کم است (<15%) و بعداً با سطح کروم در 15 Å برابر است و همچنان تا سطح آلیاژ در بیش از 65٪ در 150 Å افزایش می یابد. سطح آهن در ابتدا کم است (<15%) و بعداً با سطح کروم در 15 Å برابر است و همچنان تا سطح آلیاژ در بیش از 65٪ در 150 Å افزایش می یابد. Urovenь Fe вначале پایین (< 15%)، позже равен уровню Cr در 15 Å و همچنان ادامه دارد تا به 65% در 150 Å افزایش یابد. سطح آهن در ابتدا کم است (<15%)، بعداً با سطح کروم در 15 Å برابر می شود و تا سطح آلیاژ 150 به بیش از 65 درصد افزایش می یابد. Fe 含量最初很低(< 15٪) . Fe 含量最初很低(< 15٪) . بادرژانیه Fe مشخصاً پایین است (< 15 %)، با توجه به 15 Å و با افزایش 65 درصد در 150 Å. مقدار آهن در ابتدا کم است (<15%)، بعداً با محتوای کروم برابر با 15 Å می شود و تا زمانی که محتوای آلیاژ بیش از 65 درصد در 150 Å شود به افزایش ادامه می دهد.سطوح کروم در 30 Å به 25 درصد سطح افزایش می یابد و در آلیاژ به 17 درصد کاهش می یابد.
سطح O بالا در نزدیکی سطح (خط سبز روشن) پس از عمق 120 Å به صفر کاهش می یابد.این تجزیه و تحلیل یک فیلم غیرفعال سطح به خوبی توسعه یافته را نشان داد.عکس‌های SEM در شکل‌های 13 و 14 ماهیت کریستالی خشن، خشن و متخلخل لایه‌های اکسید آهن سطح 1 و 2 را نشان می‌دهند.سطح چروکیده اثر خوردگی را بر روی سطح ناهموار نیمه حفره ای نشان می دهد (شکل 18-19).
سطوح غیر فعال و چروکیده نشان داده شده در شکل های 13 و 14 در برابر اکسیداسیون شدید مقاومت نمی کنند.شکل 15 و 16 یک فیلم غیرفعال سازی بازسازی شده را بر روی یک سطح فلزی نشان می دهد.