Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз. Осы сайтты шолуды жалғастыру арқылы сіз біздің cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз. Қосымша ақпарат.
Таза немесе таза бу фармацевтикалық жүйелеріне генераторлар, басқару клапандары, тарату құбырлары немесе құбырлары, термодинамикалық немесе тепе-теңдік термостатикалық тұзақтар, қысым өлшегіштер, қысымды төмендеткіштер, қауіпсіздік клапандары және көлемдік аккумуляторлар кіреді.
Бұл бөлшектердің көпшілігі 316 л тот баспайтын болаттан жасалған және құрамында фторполимерлі төсемдер (әдетте политетрафторэтилен, тефлон немесе PTFE деп те аталады), сондай-ақ жартылай металл немесе басқа эластомерлі материалдар бар.
Бұл компоненттер пайдалану кезінде коррозияға немесе тозуға ұшырайды, бұл дайын Clean Steam (CS) құралының сапасына әсер етеді. Осы мақалада егжей-тегжейлі сипатталған жоба төрт CS жүйесінің жағдайлық зерттеулерінен алынған тот баспайтын болат үлгілерін бағалады, технологиялық және маңызды инженерлік жүйелерге коррозияның ықтимал әсер ету қаупін бағалады және конденсаттағы бөлшектер мен металдарға тексерілді.
Коррозияға ұшыраған құбырлар мен тарату жүйесінің компоненттерінің үлгілері коррозияның қосалқы өнімдерін зерттеу үшін орналастырылды. 9 Әрбір нақты жағдай үшін әртүрлі беткі жағдайлар бағаланды. Мысалы, стандартты қызару және коррозия әсерлері бағаланды.
Анықтамалық үлгілердің беттері қызарған шөгінділердің болуына көзбен шолу, Оже электронды спектроскопиясы (AES), химиялық талдауға арналған электронды спектроскопия (ESCA), сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) және рентгендік фотоэлектронды спектроскопия (XPS) арқылы бағаланды.
Бұл әдістер коррозия мен шөгінділердің физикалық және атомдық қасиеттерін анықтауға, сондай-ақ техникалық сұйықтықтардың немесе дайын өнімдердің қасиеттеріне әсер ететін негізгі факторларды анықтауға мүмкіндік береді.
Тот баспайтын болаттан жасалған коррозия өнімдері әртүрлі формада болуы мүмкін, мысалы, темір оксиді (қара немесе сұр) қабатының астындағы немесе үстіндегі бетінде темір оксидінің (қоңыр немесе қызыл) кармин қабаты пайда болуы мүмкін. 2. Ағын бойынша төмен қарай жылжу мүмкіндігі.
Темір оксиді қабаты (қара қызару) уақыт өте келе шөгінділер айқынырақ болған сайын қоюлануы мүмкін, бұл стерилизация камерасының және жабдықтардың немесе контейнерлердің беттерінде көрінетін бөлшектер немесе шөгінділермен дәлелденеді, бумен стерилизациялаудан кейін миграция болады. Конденсат үлгілерінің зертханалық талдауы шөгіндінің дисперсті сипатын және CS сұйықтығындағы еритін металдардың мөлшерін көрсетті. төрт
Бұл құбылыстың көптеген себептері болғанымен, әдетте CS генераторы негізгі себепші болып табылады. Беттерде қызыл темір оксидінің (қоңыр/қызыл) және CS тарату жүйесі арқылы баяу қозғалатын желдеткіштерде темір оксидінің (қара/сұр) болуы сирек емес. 6
CS тарату жүйесі - бұл шалғай аудандарда немесе негізгі тақырыптың және әртүрлі тармақшалардың соңында аяқталатын бірнеше пайдалану нүктелері бар тармақталған конфигурация. Жүйе коррозияға ұшырауы мүмкін нақты пайдалану нүктелерінде қысымды/температураны төмендетуді бастауға көмектесетін бірқатар реттегіштерді қамтуы мүмкін.
Коррозия жүйенің әртүрлі нүктелеріне орналастырылған гигиеналық жобалау тұзақтарында да пайда болуы мүмкін, олар тұзақ, төменгі ағыстағы құбырлар/шығару құбырлары немесе конденсат коллекторы арқылы таза бу ағып жатқан конденсат пен ауаны кетіру үшін қолданылады.
Көп жағдайда кері миграция тот шөгінділері тұзақта жиналып, іргелес құбырларға немесе пайдалану нүктелерінің коллекторларына және одан тыс жерлерге қарай өсетін жерлерде болуы мүмкін; тұзақтарда немесе басқа компоненттерде пайда болатын тот көзден жоғары қарай, төмен және жоғары қарай үнемі миграцияланатын кезде байқалады.
Кейбір тот баспайтын болаттан жасалған компоненттер, соның ішінде дельта-феррит, орташа және жоғары деңгейдегі металлургиялық құрылымдарды көрсетеді. Феррит кристалдары коррозияға төзімділікті төмендетеді деп есептеледі, дегенмен олар 1-5% ғана болуы мүмкін.
Феррит аустениттік кристалдық құрылым сияқты коррозияға төзімді емес, сондықтан ол коррозияға бейім. Ферриттерді феррит зондымен дәл, ал магнитпен жартылай дәл анықтауға болады, бірақ айтарлықтай шектеулер бар.
Жүйені орнатудан бастап, бастапқы іске қосуға дейін және жаңа CS генераторы мен тарату құбырларын іске қосуға дейін коррозияға ықпал ететін бірқатар факторлар бар:
Уақыт өте келе, осындай коррозиялық элементтер темір мен темір қоспаларымен кездескенде, біріккенде және қабаттасқанда коррозия өнімдерін тудыруы мүмкін. Қара күйе әдетте алдымен генераторда, содан кейін генератордың шығару құбырларында және ақырында CS тарату жүйесінде пайда болады.
Бүкіл бетті кристалдармен және басқа бөлшектермен жауып тұратын коррозияның қосалқы өнімдерінің микроқұрылымын анықтау үшін SEM талдауы жүргізілді. Бөлшектер табылған фон немесе астыңғы бет темірдің әртүрлі маркаларынан (1-3 сурет) бастап, кең таралған үлгілерге, атап айтқанда кремний/темір, құмды, шыны тәрізді, біртекті шөгінділерге дейін өзгереді (4 сурет). Бу ұстағыш сильфондар да талданды (5-6 сурет).
AES сынағы - тот баспайтын болаттың беткі химиялық құрамын анықтау және оның коррозияға төзімділігін диагностикалау үшін қолданылатын аналитикалық әдіс. Сондай-ақ, ол коррозияға байланысты беті нашарлаған сайын пассивті қабықшаның тозуын және пассивті қабықшадағы хром концентрациясының төмендеуін көрсетеді.
Әрбір үлгінің бетінің элементтік құрамын сипаттау үшін AES сканерлеулері (тереңдіктегі беттік элементтердің концентрация профильдері) пайдаланылды.
SEM талдауы мен күшейтуі үшін пайдаланылатын әрбір орын типтік аймақтардан ақпарат беру үшін мұқият таңдалды. Әрбір зерттеу бірнеше жоғарғы молекулалық қабаттардан (әр қабат үшін 10 ангстрем [Å] деп бағаланған) металл қорытпасының тереңдігіне (200–1000 Å) дейін ақпарат берді.
Руждың барлық аймақтарында темірдің (Fe), хромның (Cr), никельдің (Ni), оттегінің (O) және көміртектің (C) айтарлықтай мөлшері тіркелген. AES деректері мен нәтижелері жағдайды зерттеу бөлімінде сипатталған.
Бастапқы жағдайлар үшін жалпы AES нәтижелері Fe және O (темір оксидтері) концентрациясы әдеттен тыс жоғары және бетінде Cr мөлшері төмен үлгілерде күшті тотығу жүретінін көрсетеді. Бұл қызыл шөгінді өнімді және өніммен жанасатын беттерді ластайтын бөлшектердің бөлінуіне әкеледі.
Қызару жойылғаннан кейін, «пассивтендірілген» үлгілерде пассивті қабықшаның толық қалпына келуі байқалды, Cr Fe-ге қарағанда жоғары концентрация деңгейіне жетті, Cr:Fe беттік қатынасы 1,0-ден 2,0-ге дейін болды және темір оксидінің жалпы болмауы байқалды.
Fe, Cr, күкірт (S), кальций (Ca), натрий (Na), фосфор (P), азот (N), сондай-ақ O және C элементтерінің концентрацияларын және спектрлік тотығу күйлерін салыстыру үшін әртүрлі кедір-бұдыр беттер XPS/ESCA көмегімен талданды (А кестесі).
Пассивация қабатына жақын мәндерден негізгі қорытпаларда кездесетін төменгі мәндерге дейін Cr құрамында айқын айырмашылық бар. Бетінде кездесетін темір мен хром деңгейлері қызғылт шөгінділердің әртүрлі қалыңдығы мен дәрежесін көрсетеді. XPS сынақтары тазартылған және пассивтелген беттермен салыстырғанда кедір-бұдыр беттерде Na, C немесе Ca мөлшерінің артқанын көрсетті.
XPS сынағы темір қызылында (қара), қызылда C және қызылда Fe(x)O(y) (темір оксиді) жоғары деңгейін көрсетті. XPS деректері коррозия кезіндегі беткі өзгерістерді түсіну үшін пайдалы емес, себебі ол қызыл металды да, негізгі металды да бағалайды. Нәтижелерді дұрыс бағалау үшін үлкенірек үлгілермен қосымша XPS сынағы қажет.
Алдыңғы авторлар XPS деректерін бағалауда да қиындықтарға тап болды. 10 Жою процесіндегі далалық бақылаулар көміртегі мөлшерінің жоғары екенін және әдетте өңдеу кезінде сүзу арқылы жойылатынын көрсетті. Әжімдерді кетіруден бұрын және кейін түсірілген SEM микрографиялары коррозияға тікелей әсер ететін шөгінділер мен кеуектілікті қоса алғанда, осы шөгінділердің беткі зақымдануын көрсетеді.
Пассивациядан кейінгі XPS нәтижелері пассивация пленкасы қайта қалыптасқан кезде бетіндегі Cr:Fe құрамының қатынасы әлдеқайда жоғары екенін көрсетті, осылайша бетіндегі коррозия мен басқа да жағымсыз әсерлердің жылдамдығын төмендетеді.
Купон үлгілері «қазіргі қалпында» беті мен пассивтелген беті арасындағы Cr:Fe қатынасының айтарлықтай артқанын көрсетті. Бастапқы Cr:Fe қатынасы 0,6-дан 1,0-ге дейінгі диапазонда сыналды, ал өңдеуден кейінгі пассивтеу коэффициенттері 1,0-ден 2,5-ке дейін болды. Электролиттік жылтыратылған және пассивтелген тот баспайтын болаттар үшін мәндер 1,5-тен 2,5-ке дейін.
Кейінгі өңдеуге ұшыраған үлгілерде Cr:Fe қатынасының максималды тереңдігі (AES көмегімен анықталған) 3-тен 16 Å-ге дейін болды. Олар Coleman2 және Roll жариялаған бұрынғы зерттеулердің деректерімен жақсы салыстырылады.9 Барлық үлгілердің беттерінде Fe, Ni, O, Cr және C стандартты деңгейлері болды. Көптеген үлгілерде P, Cl, S, N, Ca және Na төмен деңгейлері де табылды.
Бұл қалдықтар химиялық тазартқыштарға, тазартылған суға немесе электрожылтыратуға тән. Әрі қарай талдау кезінде аустенит кристалының бетінде және әртүрлі деңгейлерінде кремнийдің ластануы анықталды. Көзі судың/будың құрамындағы кремний диоксиді, механикалық жылтыратқыштар немесе CS генерациялау ұяшығындағы еріген немесе ойылған көру әйнегі болып көрінеді.
Коррозия өнімдерінің CS жүйелерінде айтарлықтай өзгеретіні туралы хабарланады. Бұл жүйелердің әртүрлі жағдайларына және коррозиялық жағдайлар мен коррозия өнімдерінің пайда болуына әкелуі мүмкін клапандар, қақпандар және басқа да керек-жарақтар сияқты әртүрлі компоненттердің орналасуына байланысты.
Сонымен қатар, жүйеге дұрыс пассивтелмеген ауыстырылатын компоненттер жиі енгізіледі. Коррозия өнімдеріне CS генераторының дизайны мен судың сапасы да айтарлықтай әсер етеді. Генератор жинақтарының кейбір түрлері ребойлерлер, ал басқалары түтікшелі жарқылдатқыштар болып табылады. CS генераторлары әдетте таза будан ылғалды кетіру үшін соңғы экрандарды пайдаланады, ал басқа генераторлар бөгеттерді немесе циклондарды пайдаланады.
Кейбіреулері тарату құбырында және оны жауып тұрған қызыл темірде қатты темір патинасын түзеді. Шашыраңқы блок астында темір оксиді қызаруы бар қара темір қабықшасын түзеді және бетінен сүрту оңайырақ күйе қызаруы түрінде екінші жоғарғы бет құбылысын жасайды.
Әдетте, бұл темір тәрізді күйе тәрізді шөгінді темір-қызыл шөгіндіге қарағанда әлдеқайда айқын және қозғалғыш. Конденсаттағы темірдің тотығу күйінің жоғарылауына байланысты, тарату құбырының төменгі жағындағы конденсат каналында пайда болған шөгіндіде темір шөгіндісінің үстінде темір оксиді шөгіндісі болады.
Темір оксидінің қызаруы конденсат жинағыштан өтеді, дренажда көрінеді, ал үстіңгі қабаты бетінен оңай үйкеледі. Судың сапасы қызарудың химиялық құрамында маңызды рөл атқарады.
Көмірсутектердің жоғары мөлшері ерін далабында тым көп күйенің пайда болуына әкеледі, ал кремний диоксидінің жоғары мөлшері кремний диоксидінің жоғары мөлшеріне әкеледі, бұл тегіс немесе жылтыр ерін далабы қабатының пайда болуына әкеледі. Бұрын айтылғандай, су деңгейіндегі көзілдіріктер де коррозияға бейім, бұл қоқыс пен кремний диоксидінің жүйеге енуіне мүмкіндік береді.
Бу жүйелерінде қару алаңдаушылық тудырады, себебі қалың қабаттар бөлшектерді түзуі мүмкін. Бұл бөлшектер бу беттерінде немесе бумен зарарсыздандыру жабдықтарында болады. Келесі бөлімдерде дәрілік заттардың ықтимал әсерлері сипатталған.
7 және 8 суреттердегі As-Is SEM-дері 1 жағдайдағы 2-сыныпты карминнің микрокристалды табиғатын көрсетеді. Бетінде ұсақ түйіршікті қалдық түрінде пайда болған темір оксиді кристалдарының ерекше тығыз матрицасы. Ластанбаған және пассивтелген беттерде коррозия зақымдануы байқалды, бұл 9 және 10 суреттерде көрсетілгендей, кедір-бұдыр және аздап кеуекті беттік құрылымға әкелді.
11-суреттегі АЭС сканерлеуі ауыр темір оксиді бар бастапқы беттің бастапқы күйін көрсетеді. Пассивтелген және ыдыратылған бет (12-сурет) пассивті қабықшаның енді Fe (қара сызық) деңгейінен жоғары Cr (қызыл сызық) мөлшерінің > 1,0 Cr:Fe қатынасында жоғарылағанын көрсетеді. Пассивтелген және ыдыратылған бет (12-сурет) пассивті қабықшаның енді Fe (қара сызық) деңгейінен жоғары Cr (қызыл сызық) мөлшерінің > 1,0 Cr:Fe қатынасында жоғарылағанын көрсетеді. 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 Cr:Fe >10. Пассивтелген және энергиясыздандырылған бет (12-сурет) пассивті пленкада Cr:Fe > 1,0 қатынасында Fe-мен (қара сызық) салыстырғанда Cr (қызыл сызық) мөлшерінің жоғарылағанын көрсетеді.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（黏高于懈黑C:（黑） 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. Пассивтелген және әжімделген бет (12-сурет) пассивтелген пленканың енді Cr:Fe қатынасы > 1,0 болғанда Fe-ге (қара сызық) қарағанда Cr мөлшерінің (қызыл сызық) жоғары екенін көрсетеді.
Жұқа (<80 Å) пассивтендіретін хром оксиді пленкасы, құрамындағы темір мөлшері 65%-дан асатын негізгі металдан және қабыршақ қабатынан жасалған жүздеген ангстрем қалыңдықтағы кристалды темір оксиді пленкасына қарағанда қорғаныш қасиетіне ие.
Пассивтелген және әжімделген беттің химиялық құрамы енді пассивтелген жылтыратылған материалдармен салыстыруға болады. 1-жағдайдағы шөгінді - орнында түзілуі мүмкін 2-сыныпты шөгінді; ол жиналған сайын бумен бірге миграцияланатын ірі бөлшектер пайда болады.
Бұл жағдайда көрсетілген коррозия елеулі ақауларға немесе бет сапасының нашарлауына әкелмейді. Қалыпты әжімдер бетке коррозиялық әсерді азайтады және көрінуі мүмкін бөлшектердің күшті миграциясы мүмкіндігін жояды.
11-суретте AES нәтижелері бетіне жақын қалың қабаттарда Fe және O (500 Å темір оксиді; лимон жасыл және көк сызықтар сәйкесінше) деңгейлерінің жоғары екенін, Fe, Ni, Cr және O легирленген деңгейлеріне ауысатынын көрсетеді. Fe концентрациясы (көк сызық) кез келген басқа металға қарағанда әлдеқайда жоғары, бетіндегі 35%-дан қорытпада 65%-дан астамға дейін артады.
Бетінде O деңгейі (ашық жасыл сызық) қорытпадағы 50%-ға жуық оксид қабықшасының қалыңдығы 700 Å-ден асқанда нөлге жуық деңгейге дейін өзгереді. Ni (қою жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (< 4%) және қорытпа тереңдігінде қалыпты деңгейге дейін (сәйкесінше 11% және 17%) артады. Ni (қою жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (< 4%) және қорытпа тереңдігінде қалыпты деңгейге дейін (сәйкесінше 11% және 17%) артады. Уровни Ni (темно-зеленая линия) және Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) және увеличиваются до нормального уровня (11% және 17% соответственно) в глубине сплава. Ni (қою жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (<4%) және қорытпаның тереңінде қалыпты деңгейге дейін (сәйкесінше 11% және 17%) көтеріледі.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) және Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4%) және увеличиваются до нормального уровня в глубине сплава (11% және 17% соответственно). Бетіндегі Ni (қою жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері өте төмен (<4%) және қорытпаның тереңінде қалыпты деңгейге дейін көтеріледі (сәйкесінше 11% және 17%).
12-суреттегі AES суретінде қызыл (темір оксиді) қабатының алынып тасталғаны және пассивациялық пленка қалпына келтірілгені көрсетілген. 15 Å бастапқы қабатында Cr деңгейі (қызыл сызық) пассивті пленка болып табылатын Fe деңгейінен (қара сызық) жоғары. Бастапқыда бетіндегі Ni мөлшері 9% болды, Cr деңгейінен (± 16%) 60-70 Å жоғарылады, содан кейін 200 Å қорытпа деңгейіне дейін артты.
2%-дан бастап, көміртегі деңгейі (көк сызық) 30 Å-де нөлге дейін төмендейді. Fe деңгейі бастапқыда төмен (<15%), кейінірек 15 Å кезінде Cr деңгейіне тең болады және 150 Å кезінде 65%-дан астам қорытпа деңгейіне дейін артады. Fe деңгейі бастапқыда төмен (<15%), кейінірек 15 Å кезінде Cr деңгейіне тең болады және 150 Å кезінде 65%-дан астам қорытпа деңгейіне дейін артады. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å және продолжает увеличиваться до уровня сплава более 65% при 150 Å. Fe деңгейі бастапқыда төмен (<15%), кейінірек 15 Å температурада Cr деңгейіне тең болады және 150 Å температурада қорытпа деңгейі 65%-дан астамға дейін артады. 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%迶的合金含量。 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%迶的合金含量。 Содержание Fe изначально азкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å және продолжает увеличиваться до содержания сплава более 65 % при 150 Å. Fe мөлшері бастапқыда төмен (<15%), кейінірек ол 15 Å-де Cr мөлшеріне тең болады және 150 Å-де қорытпа мөлшері 65%-дан асқанша артады.Қорытпада Cr деңгейі 30 Å кезінде беттің 25%-ына дейін артады және 17%-ға дейін төмендейді.
Беткі қабатқа жақын жоғарылаған O деңгейі (ашық жасыл сызық) 120 Å тереңдіктен кейін нөлге дейін төмендейді. Бұл талдау беттік пассивациялық пленканың жақсы дамығанын көрсетті. 13 және 14 суреттердегі SEM фотосуреттері 1-ші және 2-ші темір оксиді қабаттарының кедір-бұдыр, кедір-бұдыр және кеуекті кристалды сипатын көрсетеді. Әжімделген бет коррозияның жартылай шұңқырлы кедір-бұдыр бетке әсерін көрсетеді (18-19 суреттер).
13 және 14 суреттерде көрсетілген пассивтелген және әжімделген беттер қатты тотығуға төтеп бермейді. 15 және 16 суреттерде металл бетіндегі қалпына келтірілген пассивациялық пленка көрсетілген.