Við notum vafrakökur til að bæta upplifun þína. Með því að halda áfram að vafra um þessa síðu samþykkir þú notkun okkar á vafrakökum. Frekari upplýsingar.
Hrein eða hrein gufulyfjakerfi eru meðal annars rafalar, stjórnlokar, dreifileiðslur eða leiðslur, varmafræðilegar eða jafnvægis hitastillar gildrur, þrýstimælar, þrýstilækkarar, öryggislokar og rúmmálssafnarar.
Flestir þessir hlutar eru úr 316 L ryðfríu stáli og innihalda flúorpólýmerþéttingar (venjulega pólýtetraflúoróetýlen, einnig þekkt sem Teflon eða PTFE), sem og hálfmálm eða önnur teygjanleg efni.
Þessir íhlutir eru viðkvæmir fyrir tæringu eða niðurbroti við notkun, sem hefur áhrif á gæði fullunninna hreinsuðugufu (CS) búnaðar. Verkefnið sem lýst er í þessari grein mat sýni úr ryðfríu stáli úr fjórum tilviksrannsóknum á CS kerfum, mat hættu á hugsanlegum áhrifum tæringar á ferli og mikilvæg verkfræðikerfi og prófaði fyrir agnir og málma í þéttivatni.
Sýni af tærðum pípum og íhlutum dreifikerfa eru sett til að rannsaka aukaafurðir tæringar.9 Fyrir hvert einstakt tilfelli voru mismunandi yfirborðsaðstæður metnar. Til dæmis voru áhrif staðlaðrar roða og tæringar metin.
Yfirborð viðmiðunarsýnanna var metið til að athuga hvort roðaútfellingar væru til staðar með sjónrænni skoðun, Auger rafeindalitrófsgreiningu (AES), rafeindalitrófsgreiningu til efnagreiningar (ESCA), skannandi rafeindasmásjá (SEM) og röntgen-ljósrafeindalitrófsgreiningu (XPS).
Þessar aðferðir geta leitt í ljós eðlisfræðilega og atómfræðilega eiginleika tæringar og útfellinga, sem og ákvarðað lykilþætti sem hafa áhrif á eiginleika tæknilegra vökva eða lokaafurða.
Tæringarafurðir úr ryðfríu stáli geta komið fram á margvíslegan hátt, svo sem karmínlag af járnoxíði (brúnt eða rautt) á yfirborðinu fyrir neðan eða ofan járnoxíðlagið (svart eða grátt)2. Geta til að berast niður á við.
Járnoxíðlagið (svartur roði) getur þykknað með tímanum eftir því sem útfellingarnar verða meira áberandi, eins og sést af ögnum eða útfellingum sem sjást á yfirborði sótthreinsunarklefans og búnaðar eða íláta eftir gufusótthreinsun, þar sem flæði á sér stað. Rannsóknarstofugreining á þéttivatnssýnum sýndi dreifðan eðli seyjunnar og magn leysanlegra málma í CS vökvanum. fjórir
Þó að margar ástæður séu fyrir þessu fyrirbæri er það yfirleitt CS-framleiðandinn sem veldur því helst. Það er ekki óalgengt að finna rautt járnoxíð (brúnt/rautt) á yfirborðum og járnoxíð (svart/grátt) í loftræstiopum sem ferðast hægt um CS-dreifikerfið.
Dreifikerfið fyrir CS er greinótt kerfi með mörgum notkunarstöðum sem enda á afskekktum svæðum eða við enda aðalrásarinnar og ýmissa greinóttra undirrása. Kerfið getur innihaldið fjölda eftirlitsaðila til að hjálpa til við að hefja þrýstings-/hitalækkun á tilteknum notkunarstöðum sem geta verið hugsanlegir tæringarpunktar.
Tæring getur einnig komið fyrir í hreinlætislegum gildrum sem eru settar á ýmsa staði í kerfinu til að fjarlægja þéttivatn og loft úr hreinum gufu sem rennur í gegnum gildruna, niðurstreymislögn/útrennslislögn eða þéttivatnshaus.
Í flestum tilfellum er líklegt að öfug flutningur sést þar sem ryðútfellingar safnast fyrir á gildrunni og vaxa uppstreymis inn í og ​​út fyrir aðliggjandi leiðslur eða safnara á notkunarstöðum; ryð sem myndast í gildrum eða öðrum íhlutum sést uppstreymis frá upptökunni með stöðugum flutningi niður og uppstreymis.
Sumir íhlutir úr ryðfríu stáli sýna einnig ýmis konar málmfræðilega uppbyggingu, þar á meðal deltaferrít. Talið er að ferrítkristallar minnki tæringarþol, jafnvel þótt þeir séu aðeins til staðar í 1–5%.
Ferrít er heldur ekki eins tæringarþolið og austenítísk kristallabygging, þannig að það tærist frekar. Hægt er að greina ferrít nákvæmlega með ferrítmæli og hálfnákvæmt með segli, en það eru verulegar takmarkanir.
Frá uppsetningu kerfisins, í gegnum fyrstu gangsetningu og gangsetningu nýs CS rafstöðvar og dreifingarleiðslur, eru fjölmargir þættir sem stuðla að tæringu:
Með tímanum geta tærandi efni eins og þessi myndað tæringarefni þegar þau mæta, sameinast og skarast við blöndur af járni og járni. Svart sót sést venjulega fyrst í rafstöðinni, síðan í útblásturslögnum rafstöðvarinnar og að lokum um allt dreifikerfi CS.
SEM greining var framkvæmd til að sýna örbyggingu tæringarafurða sem þekja allt yfirborðið með kristöllum og öðrum ögnum. Bakgrunnurinn eða undirliggjandi yfirborðið sem agnirnar finnast á er breytilegt frá ýmsum járngæðum (Mynd 1-3) til algengra sýna, þ.e. kísil/járns, sands, glerkenndra og einsleitra útfellinga (Mynd 4). Gufufellubælgurinn var einnig greindur (Mynd 5-6).
AES prófun er greiningaraðferð sem notuð er til að ákvarða yfirborðsefnafræði ryðfrís stáls og greina tæringarþol þess. Hún sýnir einnig hnignun á óvirku filmunni og lækkun á styrk króms í óvirku filmunni þegar yfirborðið hrörnar vegna tæringar.
Til að greina frumefnasamsetningu yfirborðs hvers sýnis voru notaðar AES skannanir (styrksnið yfirborðsþátta yfir dýpi).
Hvert svæði sem notað er fyrir rafeindasmásjárgreiningu og -aukningu hefur verið vandlega valið til að veita upplýsingar frá dæmigerðum svæðum. Hver rannsókn veitti upplýsingar frá efstu sameindalögunum (áætlað 10 ångström [Å] á hvert lag) niður í dýpt málmblöndunnar (200–1000 Å).
Umtalsvert magn af járni (Fe), krómi (Cr), nikkel (Ni), súrefni (O) og kolefni (C) hefur verið skráð í öllum héruðum Rouge. Gögn og niðurstöður AES eru útskýrðar í kaflanum um rannsóknina.
Heildarniðurstöður AES fyrir upphafsskilyrðin sýna að sterk oxun á sér stað í sýnum með óvenju háan styrk af Fe og O (járnoxíðum) og lágu Cr-innihaldi á yfirborðinu. Þessi rauðleita útfelling veldur losun agna sem geta mengað vöruna og yfirborð sem eru í snertingu við vöruna.
Eftir að roðinn var fjarlægður sýndu „óvirku“ sýnin að óvirka filman hafði náð fullum bata, þar sem Cr náði hærri styrk en Fe, með Cr:Fe yfirborðshlutfalli á bilinu 1,0 til 2,0 og almennt fjarveru járnoxíðs.
Ýmsar hrjúfar yfirborðsfletir voru greindar með XPS/ESCA til að bera saman frumefnaþéttni og litrófsoxunarástand Fe, Cr, brennisteins (S), kalsíums (Ca), natríums (Na), fosfórs (P), köfnunarefnis (N) og O, og C (tafla A).
Greinilegur munur er á Cr-innihaldi frá gildum nálægt óvirkjunarlaginu upp í lægri gildi sem finnast venjulega í grunnmálmblöndum. Magn járns og króms sem finnst á yfirborðinu táknar mismunandi þykkt og gæði óvirkra útfellinga. XPS prófanir hafa sýnt aukningu á Na, C eða Ca á hrjúfum yfirborðum samanborið við hreinsuð og óvirk yfirborð.
XPS prófanir sýndu einnig hátt gildi af C í járnrauðu (svörtu) rauðu sem og Fe(x)O(y) (járnoxíð) í rauðu. XPS gögn eru ekki gagnleg til að skilja breytingar á yfirborði við tæringu þar sem þau meta bæði rauða málminn og grunnmálminn. Frekari XPS prófanir með stærri sýnum eru nauðsynlegar til að meta niðurstöðurnar rétt.
Fyrri höfundar áttu einnig erfitt með að meta XPS gögn.10 Athuganir á vettvangi meðan á fjarlægingarferlinu stóð hafa sýnt að kolefnisinnihaldið er hátt og er venjulega fjarlægt með síun við vinnslu. SEM smásjármyndir teknar fyrir og eftir hrukkufjarlægingarmeðferð sýna yfirborðsskemmdir sem þessar útfellingar valda, þar á meðal holur og gegndræpi, sem hafa bein áhrif á tæringu.
Niðurstöður XPS eftir óvirkjun sýndu að hlutfallið Cr:Fe innihalds á yfirborðinu var mun hærra þegar óvirkjunarfilman var endurmótuð, sem dró úr tæringarhraða og öðrum skaðlegum áhrifum á yfirborðið.
Sýnin á mælikvörðunum sýndu marktæka aukningu á Cr:Fe hlutfallinu milli yfirborðsins „eins og það var“ og yfirborðsins sem óvirkjað var. Upphafleg Cr:Fe hlutföll voru prófuð á bilinu 0,6 til 1,0, en hlutföll eftir óvirkjun voru á bilinu 1,0 til 2,5. Gildi fyrir rafpólerað og óvirkjað ryðfrítt stál eru á bilinu 1,5 til 2,5.
Í sýnunum sem gengust undir eftirvinnslu var hámarksdýpt Cr:Fe hlutfallsins (ákvarðað með AES) á bilinu 3 til 16 Å. Þau bera sig vel saman við gögn úr fyrri rannsóknum sem Coleman2 og Roll birtu.9 Yfirborð allra sýnanna hafði staðlað magn af Fe, Ni, O, Cr og C. Lítið magn af P, Cl, S, N, Ca og Na fannst einnig í flestum sýnunum.
Þessar leifar eru dæmigerðar fyrir efnahreinsiefni, hreinsað vatn eða rafpólun. Við frekari greiningu fannst einhver sílikonmengun á yfirborðinu og á mismunandi stigum austenítkristallsins sjálfs. Uppspretta mengunar virðist vera kísilinnihald vatnsins/gufunnar, vélræn fægiefni eða uppleyst eða etsað sjóngler í CS-framleiðslufrumunni.
Tæringarefni sem finnast í CS-kerfum eru sögð vera mjög mismunandi. Þetta er vegna mismunandi aðstæðna kerfanna og staðsetningar ýmissa íhluta eins og loka, gildra og annars fylgihluta sem geta leitt til tæringar og tæringarefna.
Að auki eru oft settir íhlutir í kerfið sem eru ekki rétt óvirkjaðir. Hönnun CS-rafallsins og gæði vatnsins hafa einnig veruleg áhrif á tæringarafurðir. Sumar gerðir rafstöðva eru endurkautar á meðan aðrar eru rörlaga blikkþrýstir. CS-rafstöðvar nota venjulega endasigti til að fjarlægja raka úr hreinum gufu, á meðan aðrir rafstöðvar nota varnarþrýstijafnara eða hvirfilvindur.
Sumar mynda næstum heila járnlitun í dreifipípunni og rauða járninu sem hylur hana. Hliðrandi blokkin myndar svarta járnhúð með járnoxíðroða undir og skapar annað yfirborðsfyrirbæri í formi sótkennds roða sem auðveldara er að þurrka af yfirborðinu.
Að jafnaði er þessi járnkennda sótkennda útfelling mun áberandi en sú járnrauða og hreyfanlegri. Vegna aukinnar oxunarástands járnsins í þéttivatninu hefur seyjan sem myndast í þéttivatnsrásinni neðst í dreifileiðslunni járnoxíðsley ofan á járnsleðjunni.
Járnoxíðliturinn fer í gegnum þéttivatnssafnarann, verður sýnilegur í niðurfallinu og efsta lagið nuddast auðveldlega af yfirborðinu. Vatnsgæði gegna mikilvægu hlutverki í efnasamsetningu litarins.
Hærra kolvetnisinnihald leiðir til of mikils sóts í varalit, en hærra kísilinnihald leiðir til hærra kísilinnihalds, sem leiðir til slétts eða glansandi varalitslags. Eins og áður hefur komið fram eru vatnsborðsgler einnig viðkvæm fyrir tæringu, sem gerir óhreinindum og kísil kleift að komast inn í kerfið.
Í gufukerfum er byssan áhyggjuefni þar sem þykk lög geta myndast sem mynda agnir. Þessar agnir eru til staðar á gufuyfirborðum eða í gufusóttthreinsunarbúnaði. Í eftirfarandi köflum er lýst hugsanlegum áhrifum lyfja.
SEM-myndirnar í „óbreyttu ástandi“ á myndum 7 og 8 sýna örkristallaða eiginleika karmíns af flokki 2 í tilviki 1. Sérstaklega þétt fylki af járnoxíðkristöllum myndaðist á yfirborðinu í formi fínkornóttrar leifar. Afmengaðar og óvirkjaðar yfirborðsmeðhöndlaðar fletir sýndu tæringarskemmdir sem leiddu til hrjúfrar og örlítið gegndræprar yfirborðsáferðar eins og sýnt er á myndum 9 og 10.
Skannun á kjarnorkuveri á mynd 11 sýnir upphaflegan ástand yfirborðsins með þungu járnoxíði á því. Óvirka og afrógaða yfirborðið (mynd 12) gefur til kynna að óvirka filman hefur nú hækkað Cr-innihald (rauða línan) umfram Fe (svarta línan) við > 1,0 Cr:Fe hlutfall. Óvirka og afrógaða yfirborðið (mynd 12) gefur til kynna að óvirka filman hefur nú hækkað Cr-innihald (rauða línan) umfram Fe (svarta línan) við > 1,0 Cr:Fe hlutfall. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имесет повы (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Óvirkjaða og orkulausa yfirborðið (mynd 12) gefur til kynna að óvirka filman hefur nú aukið innihald Cr (rauða línan) samanborið við Fe (svörta línan) í hlutfallinu 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，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 имолекет босекет Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Óvirkjaða og hrukkaða yfirborðið (mynd 12) sýnir að óvirkjaða filman hefur nú hærra Cr-innihald (rauða línan) en Fe (svarta línan) við Cr:Fe hlutfall > 1,0.
Þynnri (< 80 Å) óvirkjandi krómoxíðfilma veitir meiri verndandi áhrif en kristallað járnoxíðfilma, sem er hundrað angströmm þykk, úr grunnmálmi og hjúpslagi með járninnihaldi sem er meira en 65%.
Efnasamsetning yfirborðsins sem hefur verið meðhöndlað með óvirkum og hrukkuðum efnum er nú sambærileg við yfirborð sem hefur verið meðhöndlað með óvirkum slípuðum efnum. Setið í tilviki 1 er set af flokki 2 sem getur myndast á staðnum; þegar það safnast fyrir myndast stærri agnir sem flytjast með gufunni.
Í þessu tilviki mun tæringin sem sést ekki leiða til alvarlegra galla eða versnunar á yfirborðsgæðum. Venjuleg hrukkamyndun mun draga úr tæringaráhrifum á yfirborðið og útiloka möguleikann á miklum flutningi agna sem gætu orðið sýnilegar.
Á mynd 11 sýna niðurstöður AES að þykk lög nálægt yfirborðinu hafa hærra magn af Fe og O (500 Å af járnoxíði; sítrónugrænar og bláar línur, talið í sömu röð), sem breytist í efnað magn af Fe, Ni, Cr og O. Fe-styrkurinn (bláa línan) er mun hærri en í nokkrum öðrum málmum og eykst úr 35% við yfirborðið í yfir 65% í málmblöndunni.
Við yfirborðið fer O-gildið (ljósgræn lína) úr næstum 50% í málmblöndunni niður í næstum núll við þykkt oxíðfilmu sem er meira en 700 Å. Ni-gildi (dökkgræn lína) og Cr (rauð lína) eru afar lág við yfirborðið (< 4%) og hækka í eðlilegt gildi (11% og 17%, talið í sömu röð) við málmblöndudýpi. Ni-gildi (dökkgræn lína) og Cr (rauð lína) eru afar lág við yfirborðið (< 4%) og hækka í eðlilegt gildi (11% og 17%, talið í sömu röð) við málmblöndudýpi. Уровни Ni (темно-зеленая линия) og Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) og увеличиварются (11% og 17% соответственно) в глубине сплава. Magn Ni (dökkgræn lína) og Cr (rauða línan) er afar lágt við yfirborðið (<4%) og hækkar í eðlilegt horf (11% og 17%) djúpt í málmblöndunni.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) og Cr (красная линия) в поверхности чрезвычайно низки (<4%) og увеличиварются глубине сплава (11% og 17% соответственно). Magn Ni (dökkgræn lína) og Cr (rauð lína) á yfirborðinu er afar lágt (<4%) og hækkar í eðlilegt horf djúpt í málmblöndunni (11% og 17%, talið í sömu röð).
AES myndin á mynd 12 sýnir að rauða lagið (járnoxíð) hefur verið fjarlægt og óvirkjunarfilman hefur verið endurreist. Í 15 Å aðallaginu er Cr-magnið (rauða línan) hærra en Fe-magnið (svarta línan), sem er óvirk filma. Í upphafi var Ni-innihaldið á yfirborðinu 9%, jókst um 60–70 Å yfir Cr-magnið (± 16%) og síðan upp í málmblöndumagn upp á 200 Å.
Byrjar við 2%, kolefnismagnið (bláa línan) lækkar niður í núll við 30 Å. Fe-magnið er upphaflega lágt (< 15%) og síðar jafnt Cr-magninu við 15 Å og heldur áfram að hækka þar til málmblöndumagnið er meira en 65% við 150 Å. Fe-magnið er upphaflega lágt (< 15%) og síðar jafnt Cr-magninu við 15 Å og heldur áfram að hækka þar til málmblöndumagnið er meira en 65% við 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Á и продолжает увеличиваться до уровень спо5% 5% 5% Å. Fe-magnið er upphaflega lágt (< 15%), síðar jafnast það við Cr-magn við 15 Å og heldur áfram að hækka í yfir 65% málmblöndustig við 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 5%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 5%超的合金含量. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Á и продолжает уветься сплава более 65% при 150 Å. Fe-innihaldið er upphaflega lágt (< 15%), síðar jafnast það á við Cr-innihaldið við 15 Å og heldur áfram að aukast þar til málmblönduinnihaldið er yfir 65% við 150 Å.Cr-magn eykst í 25% af yfirborðinu við 30 Å og lækkar í 17% í málmblöndunni.
Hækkað O2-gildi nálægt yfirborðinu (ljósgræn lína) lækkar niður í núll eftir 120 Å dýpi. Þessi greining sýndi fram á vel þróaða yfirborðsþolmyndun. SEM ljósmyndirnar á myndum 13 og 14 sýna hrjúft, gróft og gegndræpt kristallað eðli fyrsta og annars járnoxíðlagsins á yfirborðinu. Hrukkótt yfirborð sýnir áhrif tæringar á að hluta til gróft yfirborð (myndir 18-19).
Óvirkjuðu og krumpuðu yfirborðin sem sýnd eru á myndum 13 og 14 þola ekki mikla oxun. Myndir 15 og 16 sýna endurgerða óvirkjuðu filmu á málmyfirborði.