Kami menggunakan cookie untuk meningkatkan pengalaman Anda. Dengan terus menelusuri situs ini, Anda setuju dengan penggunaan cookie oleh kami. Informasi Tambahan.
Sistem farmasi uap murni atau murni meliputi generator, katup kontrol, pipa atau jaringan pipa distribusi, perangkap termostatik termodinamika atau keseimbangan, pengukur tekanan, pereduksi tekanan, katup pengaman, dan akumulator volumetrik.
Sebagian besar komponen ini terbuat dari baja tahan karat 316 L dan mengandung gasket fluoropolymer (biasanya politetrafluoroetilen, juga dikenal sebagai Teflon atau PTFE), serta bahan semi-logam atau bahan elastomerik lainnya.
Komponen-komponen ini rentan terhadap korosi atau degradasi selama penggunaan, yang memengaruhi kualitas utilitas Uap Bersih (CS) yang telah selesai. Proyek yang dirinci dalam artikel ini mengevaluasi spesimen baja tahan karat dari empat studi kasus sistem CS, menilai risiko potensi dampak korosi pada proses dan sistem rekayasa kritis, serta menguji partikulat dan logam dalam kondensat.
Sampel komponen pipa dan sistem distribusi yang terkorosi ditempatkan untuk menyelidiki produk sampingan korosi. 9 Untuk setiap kasus tertentu, kondisi permukaan yang berbeda dievaluasi. Misalnya, efek perona pipi dan korosi standar dievaluasi.
Permukaan sampel referensi dinilai untuk mengetahui keberadaan endapan kemerahan menggunakan inspeksi visual, spektroskopi elektron Auger (AES), spektroskopi elektron untuk analisis kimia (ESCA), mikroskop elektron pemindaian (SEM), dan spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS).
Metode-metode ini dapat mengungkapkan sifat-sifat fisik dan atomik dari korosi dan endapan, serta menentukan faktor-faktor kunci yang mempengaruhi sifat-sifat cairan teknis atau produk akhir. satu
Produk korosi pada baja tahan karat dapat muncul dalam berbagai bentuk, seperti lapisan oksida besi berwarna merah muda (coklat atau merah) pada permukaan di bawah atau di atas lapisan oksida besi (hitam atau abu-abu)2. Kemampuan untuk bermigrasi ke hilir.
Lapisan oksida besi (noda hitam) dapat menebal seiring waktu karena endapan menjadi lebih jelas, sebagaimana dibuktikan oleh partikel atau endapan yang terlihat pada permukaan ruang sterilisasi dan peralatan atau wadah setelah sterilisasi uap, terjadi migrasi. Analisis laboratorium terhadap sampel kondensat menunjukkan sifat lumpur yang terdispersi dan jumlah logam yang larut dalam cairan CS. empat
Meskipun ada banyak alasan untuk fenomena ini, generator CS biasanya merupakan kontributor utama. Tidak jarang ditemukan oksida besi merah (coklat/merah) pada permukaan dan oksida besi (hitam/abu-abu) di ventilasi yang perlahan bermigrasi melalui sistem distribusi CS. 6
Sistem distribusi CS merupakan konfigurasi percabangan dengan beberapa titik penggunaan yang berakhir di area terpencil atau di ujung header utama dan berbagai subheader cabang. Sistem ini dapat mencakup sejumlah regulator untuk membantu memulai pengurangan tekanan/suhu pada titik penggunaan tertentu yang mungkin berpotensi menjadi titik korosi.
Korosi juga dapat terjadi pada perangkap desain higienis yang ditempatkan di berbagai titik dalam sistem untuk menghilangkan kondensat dan udara dari aliran uap bersih melalui perangkap, pipa hilir/pipa pembuangan, atau header kondensat.
Dalam sebagian besar kasus, migrasi balik kemungkinan terjadi ketika endapan karat terbentuk pada perangkap dan tumbuh ke hulu dan melampaui jaringan pipa yang berdekatan atau pengumpul titik penggunaan; karat yang terbentuk dalam perangkap atau komponen lain dapat terlihat di hulu sumbernya dengan migrasi konstan ke hilir dan ke hulu.
Beberapa komponen baja tahan karat juga menunjukkan berbagai tingkat struktur metalurgi sedang hingga tinggi, termasuk delta ferit. Kristal ferit diyakini dapat mengurangi ketahanan terhadap korosi, meskipun mungkin hanya ada dalam kadar 1–5%.
Ferit juga tidak tahan terhadap korosi seperti struktur kristal austenitik, sehingga lebih mudah mengalami korosi. Ferit dapat dideteksi secara akurat dengan probe ferit dan semi-akurat dengan magnet, tetapi ada keterbatasan yang signifikan.
Dari pengaturan sistem, melalui komisioning awal, dan pengaktifan generator CS baru dan pipa distribusi, ada sejumlah faktor yang berkontribusi terhadap korosi:
Seiring berjalannya waktu, unsur-unsur korosif seperti ini dapat menghasilkan produk korosi ketika bertemu, bergabung, dan tumpang tindih dengan campuran besi dan besi. Jelaga hitam biasanya terlihat pertama kali di generator, kemudian muncul di pipa pembuangan generator dan akhirnya di seluruh sistem distribusi CS.
Analisis SEM dilakukan untuk mengungkap struktur mikro produk sampingan korosi yang menutupi seluruh permukaan dengan kristal dan partikel lainnya. Latar belakang atau permukaan dasar tempat partikel ditemukan bervariasi dari berbagai tingkatan besi (Gbr. 1-3) hingga sampel umum, yaitu endapan silika/besi, berpasir, vitreous, dan homogen (Gbr. 4). Bellows perangkap uap juga dianalisis (Gbr. 5-6).
Pengujian AES merupakan metode analisis yang digunakan untuk menentukan kimia permukaan baja tahan karat dan mendiagnosis ketahanannya terhadap korosi. Pengujian ini juga menunjukkan kerusakan lapisan pasif dan penurunan konsentrasi kromium dalam lapisan pasif saat permukaannya rusak akibat korosi.
Untuk mengkarakterisasi komposisi unsur permukaan setiap sampel, pemindaian AES (profil konsentrasi unsur permukaan terhadap kedalaman) digunakan.
Setiap lokasi yang digunakan untuk analisis dan penambahan SEM telah dipilih dengan cermat untuk memberikan informasi dari beberapa wilayah yang umum. Setiap studi memberikan informasi dari beberapa lapisan molekuler teratas (diperkirakan 10 angstrom [Å] per lapisan) hingga kedalaman paduan logam (200–1000 Å).
Jumlah zat besi (Fe), kromium (Cr), nikel (Ni), oksigen (O), dan karbon (C) yang signifikan telah tercatat di semua wilayah Rouge. Data dan hasil AES diuraikan di bagian studi kasus.
Hasil AES secara keseluruhan untuk kondisi awal menunjukkan bahwa oksidasi kuat terjadi pada sampel dengan konsentrasi Fe dan O (oksida besi) yang luar biasa tinggi dan kandungan Cr yang rendah di permukaan. Endapan kemerahan ini mengakibatkan pelepasan partikel yang dapat mencemari produk dan permukaan yang bersentuhan dengan produk.
Setelah perona pipi dihilangkan, sampel yang "dipasivasi" menunjukkan pemulihan lengkap dari lapisan pasif, dengan Cr mencapai tingkat konsentrasi yang lebih tinggi daripada Fe, dengan rasio permukaan Cr:Fe berkisar antara 1,0 hingga 2,0 dan secara keseluruhan tidak adanya oksida besi.
Berbagai permukaan kasar dianalisis menggunakan XPS/ESCA untuk membandingkan konsentrasi unsur dan keadaan oksidasi spektral Fe, Cr, sulfur (S), kalsium (Ca), natrium (Na), fosfor (P), nitrogen (N), dan O. dan C (tabel A).
Terdapat perbedaan yang jelas dalam kandungan Cr dari nilai yang mendekati lapisan pasif ke nilai yang lebih rendah yang biasanya ditemukan pada logam dasar. Kadar besi dan kromium yang ditemukan pada permukaan menunjukkan ketebalan dan kadar endapan merah yang berbeda. Pengujian XPS telah menunjukkan peningkatan Na, C atau Ca pada permukaan kasar dibandingkan dengan permukaan yang dibersihkan dan dipasivasi.
Pengujian XPS juga menunjukkan kadar C yang tinggi dalam besi merah (hitam) serta Fe(x)O(y) (oksida besi) dalam warna merah. Data XPS tidak berguna untuk memahami perubahan permukaan selama korosi karena data tersebut mengevaluasi logam merah dan logam dasar. Pengujian XPS tambahan dengan sampel yang lebih besar diperlukan untuk mengevaluasi hasil dengan tepat.
Penulis sebelumnya juga mengalami kesulitan mengevaluasi data XPS. 10 Pengamatan lapangan selama proses penghilangan menunjukkan bahwa kandungan karbon tinggi dan biasanya dihilangkan dengan penyaringan selama pemrosesan. Mikrograf SEM yang diambil sebelum dan setelah perawatan penghilangan kerutan menggambarkan kerusakan permukaan yang disebabkan oleh endapan ini, termasuk pengelupasan dan porositas, yang secara langsung memengaruhi korosi.
Hasil XPS setelah pasivasi menunjukkan bahwa rasio kandungan Cr:Fe pada permukaan jauh lebih tinggi ketika film pasivasi dibentuk kembali, sehingga mengurangi laju korosi dan efek buruk lainnya pada permukaan.
Sampel kupon menunjukkan peningkatan yang signifikan dalam rasio Cr:Fe antara permukaan "apa adanya" dan permukaan yang dipasivasi. Rasio Cr:Fe awal diuji dalam kisaran 0,6 hingga 1,0, sedangkan rasio pasivasi pasca-perlakuan berkisar antara 1,0 hingga 2,5. Nilai untuk baja tahan karat yang dipoles secara elektro dan dipasivasi berada di antara 1,5 dan 2,5.
Pada sampel yang mengalami pasca-pemrosesan, kedalaman maksimum rasio Cr:Fe (ditetapkan menggunakan AES) berkisar antara 3 hingga 16 Å. Rasio tersebut sebanding dengan data dari penelitian sebelumnya yang diterbitkan oleh Coleman2 dan Roll.9 Permukaan semua sampel memiliki kadar standar Fe, Ni, O, Cr, dan C. Kadar rendah P, Cl, S, N, Ca, dan Na juga ditemukan di sebagian besar sampel.
Residu ini biasanya berasal dari pembersih kimia, air murni, atau pemolesan elektro. Setelah analisis lebih lanjut, ditemukan beberapa kontaminasi silikon di permukaan dan pada berbagai tingkat kristal austenit itu sendiri. Sumbernya tampaknya adalah kandungan silika dalam air/uap, pemolesan mekanis, atau kaca penglihatan yang terlarut atau tergores dalam sel pembangkit CS.
Produk korosi yang ditemukan dalam sistem CS dilaporkan sangat bervariasi. Hal ini disebabkan oleh kondisi sistem yang bervariasi dan penempatan berbagai komponen seperti katup, perangkap, dan aksesori lainnya yang dapat menyebabkan kondisi korosif dan produk korosi.
Selain itu, komponen pengganti sering kali dimasukkan ke dalam sistem yang tidak dipasivasi dengan benar. Produk korosi juga sangat dipengaruhi oleh desain generator CS dan kualitas air. Beberapa jenis genset adalah reboiler sementara yang lain adalah tubular flasher. Generator CS biasanya menggunakan layar ujung untuk menghilangkan uap air dari uap bersih, sementara generator lain menggunakan baffle atau siklon.
Beberapa menghasilkan patina besi yang hampir padat di pipa distribusi dan besi merah yang menutupinya. Blok yang terhalang membentuk lapisan besi hitam dengan lapisan oksida besi di bawahnya dan menciptakan fenomena permukaan atas kedua dalam bentuk lapisan jelaga yang lebih mudah dibersihkan dari permukaan.
Biasanya, endapan seperti jelaga yang mengandung besi ini jauh lebih menonjol daripada endapan berwarna merah besi, dan lebih mudah bergerak. Karena meningkatnya tingkat oksidasi besi dalam kondensat, lumpur yang dihasilkan dalam saluran kondensat di dasar pipa distribusi memiliki lumpur oksida besi di atas lumpur besi.
Lapisan oksida besi melewati pengumpul kondensat, terlihat di saluran pembuangan, dan lapisan atas mudah terkelupas dari permukaan. Kualitas air berperan penting dalam komposisi kimia lapisan ini.
Kandungan hidrokarbon yang lebih tinggi menghasilkan terlalu banyak jelaga pada lipstik, sedangkan kandungan silika yang lebih tinggi menghasilkan kandungan silika yang lebih tinggi, sehingga menghasilkan lapisan lipstik yang halus atau mengilap. Seperti yang disebutkan sebelumnya, kaca pengukur ketinggian air juga rentan terhadap korosi, yang memungkinkan serpihan dan silika masuk ke dalam sistem.
Pistol merupakan penyebab kekhawatiran dalam sistem uap karena lapisan tebal dapat terbentuk yang membentuk partikel. Partikel-partikel ini terdapat pada permukaan uap atau dalam peralatan sterilisasi uap. Bagian berikut menjelaskan kemungkinan efek obat.
SEM As-Is pada Gambar 7 dan 8 menunjukkan sifat mikrokristalin karmin kelas 2 dalam kasus 1. Matriks kristal oksida besi yang sangat padat terbentuk di permukaan dalam bentuk residu berbutir halus. Permukaan yang didekontaminasi dan dipasivasi menunjukkan kerusakan akibat korosi yang mengakibatkan tekstur permukaan yang kasar dan sedikit berpori seperti yang ditunjukkan pada Gambar 9 dan 10.
Pemindaian NPP pada gambar 11 menunjukkan keadaan awal permukaan asli dengan oksida besi berat di atasnya. Permukaan yang dipasivasi dan dibersihkan (Gambar 12) menunjukkan bahwa film pasif sekarang memiliki kandungan Cr (garis merah) yang tinggi di atas Fe (garis hitam) pada rasio Cr:Fe > 1,0. Permukaan yang dipasivasi dan dibersihkan (Gambar 12) menunjukkan bahwa film pasif sekarang memiliki kandungan Cr (garis merah) yang tinggi di atas Fe (garis hitam) pada rasio Cr:Fe > 1,0. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь tidak perlu membayar Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Permukaan yang dipasivasi dan dihilangkan energinya (Gbr. 12) menunjukkan bahwa film pasif sekarang memiliki kandungan Cr yang meningkat (garis merah) dibandingkan dengan Fe (garis hitam) pada rasio 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。 Пассивированная и морщинистая поверхность (рис. 12) показывает, что пассивированная пленка теперь имеет более высокое содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Permukaan yang dipasivasi dan berkerut (Gbr. 12) menunjukkan bahwa film yang dipasivasi sekarang memiliki kandungan Cr yang lebih tinggi (garis merah) daripada Fe (garis hitam) pada rasio Cr:Fe > 1,0.
Film oksida kromium pasif yang lebih tipis (< 80 Å) lebih protektif daripada film oksida besi kristal setebal ratusan angstrom dari logam dasar dan lapisan kerak dengan kandungan besi lebih dari 65%.
Komposisi kimia dari permukaan yang dipasivasi dan dikerutkan kini sebanding dengan material poles yang dipasivasi. Endapan dalam kasus 1 adalah endapan kelas 2 yang dapat terbentuk di tempat; saat terakumulasi, partikel yang lebih besar terbentuk yang bermigrasi bersama uap.
Dalam kasus ini, korosi yang ditunjukkan tidak akan menyebabkan cacat serius atau penurunan kualitas permukaan. Kerutan normal akan mengurangi efek korosif pada permukaan dan menghilangkan kemungkinan migrasi partikel yang kuat yang mungkin terlihat.
Pada Gambar 11, hasil AES menunjukkan bahwa lapisan tebal di dekat permukaan memiliki kadar Fe dan O yang lebih tinggi (500 Å oksida besi; garis hijau lemon dan biru, berturut-turut), beralih ke kadar Fe, Ni, Cr, dan O yang didoping. Konsentrasi Fe (garis biru) jauh lebih tinggi daripada logam lainnya, meningkat dari 35% di permukaan menjadi lebih dari 65% dalam paduan.
Di permukaan, level O (garis hijau muda) berubah dari hampir 50% dalam paduan menjadi hampir nol pada ketebalan lapisan oksida lebih dari 700 Å. Kadar Ni (garis hijau tua) dan Cr (garis merah) sangat rendah di permukaan (< 4%) dan meningkat ke kadar normal (masing-masing 11% dan 17%) pada kedalaman paduan. Kadar Ni (garis hijau tua) dan Cr (garis merah) sangat rendah di permukaan (< 4%) dan meningkat ke kadar normal (masing-masing 11% dan 17%) pada kedalaman paduan. Уровни Ni (темно-зеленая линия) dan Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) и jumlah yang lebih besar (11% dan 17% соответственно) di глубине сплава. Kadar Ni (garis hijau tua) dan Cr (garis merah) sangat rendah di permukaan (<4%) dan meningkat ke kadar normal (masing-masing 11% dan 17%) di dalam paduan.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%）, yang berarti 11% dan 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) dan Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4%) и увеличиваются до нормального уровня в глубине tinggi (11% dan 17% tinggi). Kadar Ni (garis hijau tua) dan Cr (garis merah) di permukaan sangat rendah (<4%) dan meningkat ke kadar normal di dalam paduan (masing-masing 11% dan 17%).
Gambar AES pada gambar 12 menunjukkan bahwa lapisan rouge (oksida besi) telah dihilangkan dan lapisan pasif telah dipulihkan. Pada lapisan primer 15 Å, kadar Cr (garis merah) lebih tinggi daripada kadar Fe (garis hitam), yang merupakan lapisan pasif. Awalnya, kadar Ni pada permukaan adalah 9%, meningkat 60–70 Å di atas kadar Cr (± 16%), dan kemudian meningkat ke kadar paduan 200 Å.
Dimulai pada 2%, tingkat karbon (garis biru) turun menjadi nol pada 30 Å. Kadar Fe awalnya rendah (< 15%) dan kemudian sama dengan kadar Cr pada 15 Å dan terus meningkat hingga kadar paduan lebih dari 65% pada 150 Å. Kadar Fe awalnya rendah (< 15%) dan kemudian sama dengan kadar Cr pada 15 Å dan terus meningkat hingga kadar paduan lebih dari 65% pada 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å и продолжает увеличиваться до Anda akan membutuhkan 65% hingga 150 Å. Kadar Fe awalnya rendah (< 15%), kemudian menyamai kadar Cr pada 15 Å dan terus meningkat hingga lebih dari 65% kadar paduan pada 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。 Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å и продолжает tingkat bunga lebih tinggi 65 % sekitar 150 Å. Kandungan Fe awalnya rendah (< 15%), kemudian menyamai kandungan Cr pada 15 Å dan terus meningkat hingga kandungan paduan lebih dari 65% pada 150 Å.Kadar Cr meningkat hingga 25% pada permukaan pada 30 Å dan menurun hingga 17% dalam paduan.
Kadar O yang tinggi di dekat permukaan (garis hijau muda) menurun hingga nol setelah kedalaman 120 Å. Analisis ini menunjukkan lapisan pasif permukaan yang berkembang dengan baik. Foto SEM pada gambar 13 dan 14 menunjukkan sifat kristal yang kasar, kasar, dan berpori dari lapisan oksida besi permukaan ke-1 dan ke-2. Permukaan yang berkerut menunjukkan efek korosi pada permukaan kasar yang sebagian berlubang (Gambar 18-19).
Permukaan yang dipasivasi dan berkerut yang ditunjukkan pada gambar 13 dan 14 tidak tahan terhadap oksidasi yang parah. Gambar 15 dan 16 menunjukkan lapisan film pasif yang dipulihkan pada permukaan logam.