Биз сиздин тажрыйбаңызды жакшыртуу үчүн кукилерди колдонобуз. Бул сайтты карап чыгууну улантуу менен, сиз биздин кукилерди колдонууга макулдугуңузду билдиресиз. Кошумча маалымат.
Таза же таза буу фармацевтикалык системаларына генераторлор, башкаруу клапандары, бөлүштүрүүчү түтүктөр же түтүктөр, термодинамикалык же тең салмактуулук термостатикалык тузактар, басым өлчөгүчтөр, басымды төмөндөткүчтөр, коопсуздук клапандары жана көлөмдүк аккумуляторлор кирет.
Бул тетиктердин көпчүлүгү 316 л дат баспас болоттон жасалган жана фторполимердик прокладкаларды (адатта политетрафторэтилен, ошондой эле тефлон же PTFE деп да аталат), ошондой эле жарым металл же башка эластомердик материалдарды камтыйт.
Бул компоненттер колдонуу учурунда коррозияга же бузулууга дуушар болушат, бул даяр Clean Steam (CS) утилитинин сапатына таасир этет. Бул макалада кеңири баяндалган долбоордо CS системасынын төрт кейс-стадисинен алынган дат баспас болоттон жасалган үлгүлөр бааланган, процесстерге жана маанилүү инженердик системаларга коррозиянын потенциалдуу таасиринин коркунучу бааланган жана конденсаттагы бөлүкчөлөр жана металлдар текшерилген.
Коррозияга учураган түтүктөрдүн жана бөлүштүрүү системасынын компоненттеринин үлгүлөрү коррозиянын кошумча продуктуларын изилдөө үчүн жайгаштырылган. 9 Ар бир конкреттүү учур үчүн ар кандай беттик шарттар бааланган. Мисалы, стандарттуу кызаруу жана коррозиянын таасири бааланган.
Эталондук үлгүлөрдүн беттери кызарган чөкмөлөрдүн бар экендигине визуалдык текшерүү, Оже электрондук спектроскопиясы (AES), химиялык анализ үчүн электрондук спектроскопия (ESCA), сканерлөөчү электрондук микроскопия (SEM) жана рентген фотоэлектрондук спектроскопиясы (XPS) аркылуу бааланган.
Бул ыкмалар коррозиянын жана чөкмөлөрдүн физикалык жана атомдук касиеттерин ачып бере алат, ошондой эле техникалык суюктуктардын же акыркы продуктулардын касиеттерине таасир этүүчү негизги факторлорду аныктай алат.
Дат баспас болоттон жасалган коррозия продуктулары ар кандай формада болушу мүмкүн, мисалы, темир кычкылы катмарынын (кара же боз) астындагы же үстүндөгү бетинде темир кычкылынын (күрөң же кызыл) кармин катмары2. Агым боюнча ылдый карай жылуу мүмкүнчүлүгү.
Темир кычкылынын катмары (кара кызаруу) убакыттын өтүшү менен коюуланышы мүмкүн, анткени чөкмөлөр айкыныраак болуп калат, муну стерилдөө камерасынын жана жабдуулардын же идиштердин бетинде көрүнгөн бөлүкчөлөр же чөкмөлөр далилдейт, буу менен стерилдөөдөн кийин миграция болот. Конденсат үлгүлөрүнүн лабораториялык анализи лайдын чачыранды мүнөзүн жана CS суюктугундагы эриген металлдардын көлөмүн көрсөттү. төрт
Бул кубулуштун көптөгөн себептери болгону менен, көбүнчө CS генератору негизги салым кошот. CS бөлүштүрүү системасы аркылуу жай жылган беттерде кызыл темир кычкылын (күрөң/кызыл) жана желдеткичтерде темир кычкылын (кара/боз) табуу сейрек эмес. 6
CS бөлүштүрүү системасы – бул алыскы аймактарда же негизги колонканын жана ар кандай тармактык подколонкалардын аягында аяктаган бир нече колдонуу чекиттери бар бутактануу конфигурациясы. Система потенциалдуу коррозия чекиттери болушу мүмкүн болгон белгилүү бир колдонуу чекиттеринде басымды/температураны төмөндөтүүнү баштоого жардам берүүчү бир катар жөнгө салгычтарды камтышы мүмкүн.
Коррозия ошондой эле системанын ар кайсы жерлерине жайгаштырылган гигиеналык конструкциядагы тузактарда да пайда болушу мүмкүн, алар тузак, ылдыйкы түтүктөр/чыгаруу түтүктөрү же конденсат коллектору аркылуу таза буу агып жаткан конденсатты жана абаны кетирүү үчүн колдонулат.
Көпчүлүк учурларда, тескери миграция дат чөкмөлөрү тузакта топтолуп, жогору карай жанаша жайгашкан түтүктөрдүн же колдонуу чекитинин коллекторлоруна кирип жана андан ары өсүп чыкканда болушу мүмкүн; тузакта же башка компоненттерде пайда болгон дат булактын жогору жагында жана төмөн жана жогору жагында тынымсыз миграция менен байкалат.
Кээ бир дат баспас болоттон жасалган компоненттер, анын ичинде дельта-феррит, орточо жана жогорку деңгээлдеги металлургиялык түзүлүштөрдү көрсөтөт. Феррит кристаллдары коррозияга туруктуулукту төмөндөтөт деп эсептелет, бирок алар 1–5% гана болушу мүмкүн.
Феррит аустениттик кристаллдык түзүлүш сыяктуу коррозияга туруктуу эмес, ошондуктан ал артыкчылыктуу түрдө коррозияга дуушар болот. Ферриттерди феррит зонд менен так, ал эми магнит менен жарым-жартылай так аныктоого болот, бирок олуттуу чектөөлөр бар.
Системаны орнотуудан баштап, алгачкы ишке киргизүүгө жана жаңы CS генераторун жана бөлүштүрүүчү түтүктөрдү ишке киргизүүгө чейин, коррозияга салым кошкон бир катар факторлор бар:
Убакыттын өтүшү менен, ушул сыяктуу коррозиялык элементтер темир менен темирдин аралашмалары менен жолукканда, биригип жана кабатташкан учурда коррозия продуктуларын пайда кылышы мүмкүн. Кара күйө, адатта, алгач генератордо, андан кийин генератордун разряддык түтүктөрүндө жана акырында CS бөлүштүрүү системасында пайда болот.
Бүтүндөй бетти кристаллдар жана башка бөлүкчөлөр менен каптаган коррозиянын кошумча продуктуларынын микроструктурасын аныктоо үчүн SEM анализи жүргүзүлдү. Бөлүкчөлөр жайгашкан фон же астыңкы бет темирдин ар кандай класстарынан (1-3-сүрөт) тартып, кеңири таралган үлгүлөргө, атап айтканда, кремний/темир, кум, айнек сымал, бир тектүү чөкмөлөргө чейин өзгөрөт (4-сүрөт). Буу кармоочу сильфондор да талданды (5-6-сүрөт).
AES сыноосу - дат баспас болоттун беттик химиясын аныктоо жана анын коррозияга туруктуулугун диагностикалоо үчүн колдонулган аналитикалык ыкма. Ошондой эле, ал коррозиядан улам бет начарлаган сайын пассивдүү пленканын начарлашын жана пассивдүү пленкадагы хромдун концентрациясынын төмөндөшүн көрсөтөт.
Ар бир үлгүнүн бетинин элементтик курамын мүнөздөө үчүн AES сканерлөөлөрү (тереңдиктеги беттик элементтердин концентрация профилдери) колдонулган.
SEM анализи жана көбөйтүү үчүн колдонулган ар бир жер типтүү аймактардан маалымат берүү үчүн кылдаттык менен тандалып алынган. Ар бир изилдөө бир нече жогорку молекулярдык катмарлардан (ар бир катмарда 10 ангстрем [Å] деп болжолдонгон) металл эритмесинин тереңдигине (200–1000 Å) чейин маалымат берген.
Руждун бардык аймактарында темирдин (Fe), хромдун (Cr), никельдин (Ni), кычкылтектин (O) жана көмүртектин (C) олуттуу өлчөмдөрү катталган. AES маалыматтары жана жыйынтыктары кейс-стади бөлүмүндө баяндалган.
Баштапкы шарттар үчүн жалпы AES жыйынтыктары Fe жана O (темир кычкылдары) адаттан тыш жогорку концентрациядагы жана бетинде Cr аз болгон үлгүлөрдө күчтүү кычкылдануу жүрөрүн көрсөтүп турат. Бул кызыл чөкмө продуктуну жана продукт менен байланышкан беттерди булгашы мүмкүн болгон бөлүкчөлөрдүн бөлүнүп чыгышына алып келет.
Кызаруу алынып салынгандан кийин, "пассивдештирилген" үлгүлөр пассивдүү пленканын толук калыбына келгенин көрсөттү, Cr Feге караганда жогорку концентрация деңгээлине жетти, Cr:Fe беттик катышы 1,0дон 2,0го чейин жана жалпысынан темир кычкылынын жоктугу байкалды.
Fe, Cr, күкүрт (S), кальций (Ca), натрий (Na), фосфор (P), азот (N), ошондой эле O жана C элементтеринин концентрацияларын жана спектрдик кычкылдануу даражаларын салыштыруу үчүн XPS/ESCA колдонуу менен ар кандай одуракай беттер талданды (А таблицасы).
Пассивдештирүү катмарына жакын маанилерден негизги эритмелерде кездешүүчү төмөнкү маанилерге чейин Cr курамында айкын айырмачылык бар. Бетинде кездешкен темир менен хромдун деңгээли кызыл түстөгү чөкмөлөрдүн ар кандай калыңдыктарын жана класстарын билдирет. XPS сыноолору тазаланган жана пассивдештирилген беттерге салыштырмалуу одуракай беттерде Na, C же Ca көбөйгөнүн көрсөттү.
XPS сыноосу темирдин кызылында (кара), кызылында жана Fe(x)O(y) (темир кычкылында) жогорку деңгээлдеги С көрсөткүчтөрүн көрсөттү. XPS маалыматтары коррозия учурундагы беттик өзгөрүүлөрдү түшүнүү үчүн пайдалуу эмес, анткени ал кызыл металлды да, негизги металлды да баалайт. Натыйжаларды туура баалоо үчүн чоңураак үлгүлөр менен кошумча XPS сыноосу талап кылынат.
Мурунку авторлор да XPS маалыматтарын баалоодо кыйынчылыктарга туш болушкан. 10 Алып салуу процессиндеги талаа байкоолору көмүртектин курамы жогору экенин жана адатта иштетүү учурунда чыпкалоо аркылуу алынып салынаарын көрсөттү. Бырыштарды кетирүүдөн мурун жана кийин тартылган SEM микрографиялары коррозияга түздөн-түз таасир этүүчү чуңкурлардын жана тешиктүүлүктүн пайда болушун кошо алганда, бул чөкмөлөрдүн беттик зыянын көрсөтөт.
Пассивдештирүүдөн кийинки XPS жыйынтыктары пассивдештирүү пленкасы кайра түзүлгөндө беттеги Cr:Fe курамынын катышы бир топ жогору болгонун, ошону менен беттеги коррозия жана башка терс таасирлердин ылдамдыгын азайтканын көрсөттү.
Купон үлгүлөрү "кандай болсо ошондой" бет менен пассивдештирилген беттин ортосундагы Cr:Fe катышынын олуттуу жогорулаганын көрсөттү. Баштапкы Cr:Fe катыштары 0,6дан 1,0го чейинки диапазондо сыналган, ал эми иштетүүдөн кийинки пассивдештирүү катыштары 1,0дон 2,5ке чейинки диапазондо болгон. Электролизделген жана пассивдештирилген дат баспас болоттор үчүн маанилер 1,5тен 2,5ке чейинки аралыкта.
Кайра иштетүүгө дуушар болгон үлгүлөрдө Cr:Fe катышынын максималдуу тереңдиги (AES аркылуу аныкталган) 3төн 16 Åге чейин болгон. Алар Coleman2 жана Roll тарабынан жарыяланган мурунку изилдөөлөрдүн маалыматтары менен жакшы салыштырылат.9 Бардык үлгүлөрдүн беттеринде Fe, Ni, O, Cr жана C стандарттуу деңгээлдери болгон. Көпчүлүк үлгүлөрдө P, Cl, S, N, Ca жана Na төмөн деңгээлдери да табылган.
Бул калдыктар химиялык тазалоочу каражаттарга, тазаланган сууга же электролизге мүнөздүү. Андан ары анализ жүргүзүүдө аустенит кристаллынын өзүнүн бетинде жана ар кандай деңгээлдеринде кремнийдин булганышы аныкталган. Булак суудагы/буудагы кремнийдин курамы, механикалык жылтыраткычтар же CS генерациялоочу клеткадагы эриген же оюлган көрүү айнеги болуп көрүнөт.
Коррозия продуктулары CS системаларында ар кандай экени кабарланууда. Бул системалардын ар кандай шарттарына жана коррозия шарттарына жана коррозия продуктуларына алып келиши мүмкүн болгон клапандар, тузактар ​​жана башка аксессуарлар сыяктуу ар кандай компоненттердин жайгашуусуна байланыштуу.
Мындан тышкары, көп учурда системага туура пассивдештирилбеген алмаштыруучу компоненттер киргизилет. Коррозия продуктуларына CS генераторунун дизайны жана суунун сапаты да олуттуу таасир этет. Генератор топтомдорунун айрым түрлөрү ребойлерлер, ал эми башкалары түтүктүү жаркылдаткычтар. CS генераторлору, адатта, таза буудан нымдуулукту кетирүү үчүн акыркы экрандарды колдонушат, ал эми башка генераторлор тосмолорду же циклондорду колдонушат.
Айрымдары бөлүштүрүүчү түтүктө жана аны каптаган кызыл темирде дээрлик катуу темир патинасын пайда кылат. Чатталган блок кара темир пленкасын пайда кылат, анын астында темир кычкылы кызарып, үстүнкү бетинде экинчи үстүнкү бетти сүртүү оңой болгон күйө кызаруусу түрүндөгү кубулушту жаратат.
Эреже катары, бул темир-көө сымал кен темир-кызылына караганда алда канча айкын жана кыймылдуураак. Конденсаттагы темирдин кычкылдануу даражасынын жогорулашынан улам, бөлүштүрүүчү түтүктүн түбүндөгү конденсат каналында пайда болгон лайдын үстүндө темир лайынын үстүндө темир кычкылынын лайы бар.
Темир кычкылынын кызаруусу конденсат чогулткуч аркылуу өтүп, дренажда көрүнүп калат жана үстүнкү катмары бетинен оңой сүртүлөт. Суунун сапаты кызаруунун химиялык курамында маанилүү ролду ойнойт.
Көмүртектердин курамы жогору болсо, помада өтө көп күйөө пайда болот, ал эми кремнийдин курамы жогору болсо, кремнийдин курамы жогору болуп, жылмакай же жылтырак помада катмары пайда болот. Жогоруда айтылгандай, суу деңгээлиндеги көз айнектер да коррозияга дуушар болуп, калдыктардын жана кремнийдин системага киришине жол берет.
Буу системаларында курал кооптонууну жаратат, анткени калың катмарлар бөлүкчөлөрдү пайда кылып, аларды пайда кылышы мүмкүн. Бул бөлүкчөлөр буу беттеринде же буу менен стерилдөөчү жабдууларда болот. Төмөнкү бөлүмдөрдө дары-дармектин мүмкүн болгон таасирлери сүрөттөлөт.
7 жана 8-сүрөттөрдөгү As-Is SEMлери 1-учурдагы 2-класстагы карминдин микрокристаллдык мүнөзүн көрсөтөт. Бетинде майда бүртүкчөлүү калдык түрүндө пайда болгон темир кычкылы кристаллдарынын өзгөчө тыгыз матрицасы. Дезинфекцияланган жана пассивдештирилген беттер коррозияга дуушар болуп, 9 жана 10-сүрөттөрдө көрсөтүлгөндөй, орой жана бир аз тешиктүү беттик текстурага алып келген.
11-сүрөттө көрсөтүлгөн АЭС сканерлөөсү оор темир кычкылы менен баштапкы беттин баштапкы абалын көрсөтөт. Пассивдүү жана деформацияланган бет (12-сүрөт) пассивдүү пленканын азыр Fe (кара сызык) жогору Cr (кызыл сызык) курамы > 1,0 Cr:Fe катышында жогорулаганын көрсөтүп турат. Пассивдүү жана деформацияланган бет (12-сүрөт) пассивдүү пленканын азыр Fe (кара сызык) жогору Cr (кызыл сызык) курамы > 1,0 Cr:Fe катышында жогорулаганын көрсөтүп турат. 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. Пассивдүү жана энергиясыз бет (12-сүрөт) пассивдүү пленкада Cr:Fe > 1,0 катышында Feге (кара сызык) салыштырмалуу Cr (кызыл сызык) көбүрөөк камтылганын көрсөтүп турат.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Fe（黏高于燈黑C:（黑C（缉缉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. Пассивдүү жана бырышкан бет (12-сүрөт) пассивдүү пленканын Cr:Fe катышы > 1,0 болгондо Cr курамы Feге (кара сызык) караганда жогору экенин көрсөтүп турат.
Жука (<80 Å) пассивдештирүүчү хром кычкылынын пленкасы, темирдин курамы 65% дан ашык болгон негизги металлдан жана кабырчык катмарынан жасалган жүздөгөн ангстрем калыңдыктагы кристаллдык темир кычкылынын пленкасына караганда көбүрөөк коргоочу.
Пассивдүү жана бырышкан беттин химиялык курамы азыр пассивдүү жылмаланган материалдарга окшош. 1-учурдагы чөкмө - бул ордунда пайда болууга жөндөмдүү 2-класстагы чөкмө; ал топтолуп жатканда, буу менен кошо миграцияланган чоңураак бөлүкчөлөр пайда болот.
Бул учурда, көрсөтүлгөн коррозия олуттуу кемчиликтерге же беттин сапатынын начарлашына алып келбейт. Кадимки бырыш беттеги коррозиялык таасирди азайтып, көрүнүп калышы мүмкүн болгон бөлүкчөлөрдүн күчтүү миграция мүмкүнчүлүгүн жокко чыгарат.
11-сүрөттө AESтин жыйынтыктары көрсөткөндөй, бетке жакын калың катмарларда Fe жана O (500 Å темир кычкылы; лимон жашыл жана көк сызыктар тиешелүүлүгүнө жараша) жогорку деңгээлде болот, ал эми Fe, Ni, Cr жана O легирленген деңгээлдерине өтөт. Fe концентрациясы (көк сызык) башка металлдарга караганда алда канча жогору, беттеги 35%дан эритмеде 65% дан ашыкка чейин жогорулайт.
Бетинде, эритмедеги О деңгээли (ачык жашыл сызык) 700 Å ашык кычкыл пленканын калыңдыгында дээрлик 50% дан дээрлик нөлгө чейин өзгөрөт. Ni (кочкул жашыл сызык) жана Cr (кызыл сызык) деңгээли жер бетинде өтө төмөн (< 4%) жана эритменин тереңдигинде кадимки деңгээлге чейин жогорулайт (тиешелүүлүгүнө жараша 11% жана 17%). Ni (кочкул жашыл сызык) жана Cr (кызыл сызык) деңгээли жер бетинде өтө төмөн (< 4%) жана эритменин тереңдигинде кадимки деңгээлге чейин жогорулайт (тиешелүүлүгүнө жараша 11% жана 17%). Уровни Ni (темно-зеленая линия) жана Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) жана увеличиваются до нормального уровня (11% жана 17% соответственно) в глубине сплава. Ni (кочкул жашыл сызык) жана Cr (кызыл сызык) деңгээли бетинде өтө төмөн (<4%) жана эритменин тереңинде кадимки деңгээлге чейин көтөрүлөт (тиешелүүлүгүнө жараша 11% жана 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) жана Cr (красная линия) на поверхности чрезвичайно низки (<4%) жана увеличиваются до нормального уровня в глубине сплава (11% жана 17% соответственно). Жер бетиндеги Ni (кочкул жашыл сызык) жана Cr (кызыл сызык) деңгээли өтө төмөн (<4%) жана эритменин тереңинде кадимки деңгээлге чейин көтөрүлөт (тиешелүүлүгүнө жараша 11% жана 17%).
12-сүрөттөгү AES сүрөтүндө кызыл (темир кычкылы) катмары алынып салынганы жана пассивдештирүүчү пленка калыбына келтирилгени көрсөтүлгөн. 15 Å баштапкы катмарында Cr деңгээли (кызыл сызык) пассивдүү пленка болгон Fe деңгээлинен (кара сызык) жогору. Башында бетиндеги Ni курамы 9% түзүп, Cr деңгээлинен (± 16%) 60–70 Å жогорулап, андан кийин 200 Å эритме деңгээлине чейин көтөрүлгөн.
2%дан баштап, көмүртектин деңгээли (көк сызык) 30 Åде нөлгө чейин төмөндөйт. Fe деңгээли башында төмөн (<15%), кийинчерээк 15 Å температурада Cr деңгээлине барабар болот жана 150 Å температурада 65% дан ашык эритме деңгээлине чейин көбөйө берет. Fe деңгээли башында төмөн (<15%), кийинчерээк 15 Å температурада Cr деңгээлине барабар болот жана 150 Å температурада 65% дан ашык эритме деңгээлине чейин көбөйө берет. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å жана продолжает увеличиваться до уровня сплава более 65% при 150 Å. Fe деңгээли башында төмөн (<15%), кийинчерээк 15 Å температурада Cr деңгээлине барабар болот жана 150 Å температурада 65% дан ашык эритме деңгээлине чейин жогорулай берет. 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 жана продолжает увеличиваться до содержания сплава более 65 % при 150 Å. Fe курамы башында аз болот (<15%), кийинчерээк ал 15 Åде Cr курамына барабар болот жана 150 Åде эритменин курамы 65% дан ашканга чейин көбөйө берет.Cr деңгээли 30 Å температурада беттин 25% га чейин жогорулайт жана куймада 17% га чейин төмөндөйт.
Бетке жакын көтөрүлгөн O деңгээли (ачык жашыл сызык) 120 Å тереңдиктен кийин нөлгө чейин төмөндөйт. Бул анализ беттин пассивдештирүүчү пленкасынын жакшы өнүккөнүн көрсөттү. 13 жана 14-сүрөттөрдөгү SEM сүрөттөрү 1- жана 2-беттеги темир кычкылынын катмарларынын орой, орой жана тешиктүү кристаллдык мүнөзүн көрсөтөт. Бырыштуу бет жарым-жартылай чуңкурлуу орой бетке коррозиянын таасирин көрсөтөт (18-19-сүрөттөр).
13 жана 14-сүрөттөрдө көрсөтүлгөн пассивдүү жана бырышкан беттер катуу кычкылданууга туруштук бере албайт. 15 жана 16-сүрөттөрдө металл бетинде калыбына келтирилген пассивдүү пленка көрсөтүлгөн.