Мы выкарыстоўваем файлы cookie, каб палепшыць ваш вопыт.Працягваючы прагляд гэтага сайта, вы згаджаецеся з выкарыстаннем файлаў cookie.Дадатковая інфармацыя.
Фармацэўтычныя сістэмы чыстага або чыстага пара ўключаюць генератары, рэгулюючыя клапаны, размеркавальныя трубы або трубаправоды, тэрмадынамічныя або раўнаважныя тэрмастатычныя пасткі, манометры, рэдуктары ціску, ахоўныя клапаны і аб'ёмныя акумулятары.
Большасць гэтых дэталяў зроблены з нержавеючай сталі 316 L і ўтрымліваюць фторпалімерныя пракладкі (звычайна політэтрафтарэтылен, таксама вядомы як тэфлон або тэфлон), а таксама паўметалічныя або іншыя эластамерныя матэрыялы.
Гэтыя кампаненты схільныя карозіі або дэградацыі падчас выкарыстання, што ўплывае на якасць гатовай утыліты Clean Steam (CS).Праект, падрабязна апісаны ў гэтым артыкуле, ацаніў узоры з нержавеючай сталі з чатырох тэматычных даследаванняў сістэмы CS, ацаніў рызыку патэнцыйнага ўздзеяння карозіі на тэхналагічныя і важныя інжынерныя сістэмы, а таксама праверыў на наяўнасць часціц і металаў у кандэнсаце.
Узоры падвергнутых карозіі трубаправодаў і кампанентаў размеркавальнай сістэмы змешчаны для даследавання пабочных прадуктаў карозіі.9 Для кожнага канкрэтнага выпадку ацэньваліся розныя ўмовы паверхні.Напрыклад, былі ацэнены стандартныя эфекты румян і карозіі.
Паверхні эталонных узораў ацэньвалі на наяўнасць румяных адкладаў з дапамогай візуальнага агляду, электроннай спектраскапіі Ожэ (AES), электроннай спектраскапіі для хімічнага аналізу (ESCA), сканіруючай электроннай мікраскапіі (SEM) і рэнтгенаўскай фотаэлектроннай спектраскапіі (XPS).
Гэтыя метады дазваляюць выявіць фізічныя і атамныя ўласцівасці карозіі і адкладаў, а таксама вызначыць ключавыя фактары, якія ўплываюць на ўласцівасці тэхнічных вадкасцей або канчатковых прадуктаў.адзін
Прадукты карозіі нержавеючай сталі могуць прымаць розныя формы, напрыклад кармінавы пласт аксіду жалеза (карычневы або чырвоны) на паверхні пад або над пластом аксіду жалеза (чорны або шэры)2.Магчымасць міграцыі ўніз па плыні.
Пласт аксіду жалеза (чорны румянец) з часам можа патаўшчацца, калі адклады становяцца больш выяўленымі, пра што сведчаць часціцы або адклады, бачныя на паверхнях стэрылізацыйнай камеры і абсталявання або кантэйнераў пасля стэрылізацыі парай, ёсць міграцыя.Лабараторны аналіз пробаў кандэнсату паказаў дысперсны характар ​​шламу і колькасць растваральных металаў у вадкасці КС.чатыры
Нягледзячы на ​​​​шмат прычын гэтай з'явы, генератар CS звычайна з'яўляецца галоўным фактарам.Нярэдка можна знайсці чырвоны аксід жалеза (карычневы/чырвоны) на паверхнях і аксід жалеза (чорны/шэры) у вентыляцыйных адтулінах, якія павольна перамяшчаюцца па размеркавальнай сістэме CS.6
Сістэма размеркавання CS - гэта разгалінаваная канфігурацыя з некалькімі кропкамі выкарыстання, якія заканчваюцца ў аддаленых раёнах або ў канцы галоўнага загалоўка і розных падзагалоўкаў галін.Сістэма можа ўключаць шэраг рэгулятараў, якія дапамагаюць ініцыяваць зніжэнне ціску/тэмпературы ў пэўных месцах выкарыстання, якія могуць быць патэнцыйнымі кропкамі карозіі.
Карозія таксама можа адбыцца ў гігіенічных сіфонах, якія размяшчаюцца ў розных месцах сістэмы для выдалення кандэнсату і паветра з чыстай пары, якая цячэ праз сіфон, трубаправод ніжэй па плыні/вывадны трубаправод або калектар кандэнсату.
У большасці выпадкаў зваротная міграцыя верагодная там, дзе адклады іржы назапашваюцца на пастцы і растуць уверх па плыні ў суседнія трубаправоды або калектары ў месцы выкарыстання;іржу, якая ўтвараецца ў пастках або іншых кампанентах, можна ўбачыць вышэй па плыні крыніцы з пастаяннай міграцыяй уніз і ўверх па плыні.
Некаторыя кампаненты з нержавеючай сталі таксама дэманструюць розныя металургічныя структуры ад сярэдняга да высокага ўзроўню, у тым ліку дэльта-ферыт.Лічыцца, што крышталі ферыту зніжаюць устойлівасць да карозіі, нават калі яны могуць прысутнічаць усяго ў 1–5%.
Ферыт таксама не такі ўстойлівы да карозіі, як аўстэнітная крышталічная структура, таму ён пераважна падвяргаецца карозіі.Ферыты можна дакладна выявіць з дапамогай ферытавага зонда і з паўдакладнасцю з дапамогай магніта, але ёсць істотныя абмежаванні.
Ад наладкі сістэмы да першапачатковага ўводу ў эксплуатацыю і запуску новага генератара CS і размеркавальных трубаправодаў існуе шэраг фактараў, якія спрыяюць карозіі:
З цягам часу каразійныя элементы, такія як гэтыя, могуць вырабляць прадукты карозіі, калі яны сустракаюцца, злучаюцца і перакрываюцца з сумесямі жалеза і жалеза.Чорная сажа звычайна з'яўляецца спачатку ў генератары, потым у выпускных трубах генератара і, у рэшце рэшт, ва ўсёй размеркавальнай сістэме CS.
СЭМ-аналіз быў праведзены, каб выявіць мікраструктуру пабочных прадуктаў карозіі, якія пакрываюць усю паверхню крышталямі і іншымі часціцамі.Фон або падсцілаючая паверхня, на якой знаходзяцца часціцы, вар'іруецца ад розных гатункаў жалеза (мал. 1-3) да звычайных узораў, а менавіта дыяксід крэмнія/жалеза, пясок, шклопадобнае цела, аднастайныя адклады (мал. 4).Таксама былі прааналізаваны сильфоны конденсатоотводчика (мал. 5-6).
Выпрабаванне AES - гэта аналітычны метад, які выкарыстоўваецца для вызначэння хімічнага складу паверхні нержавеючай сталі і дыягностыкі яе ўстойлівасці да карозіі.Гэта таксама паказвае пагаршэнне пасіўнай плёнкі і памяншэнне канцэнтрацыі хрому ў пасіўнай плёнцы па меры пагаршэння паверхні з-за карозіі.
Каб ахарактарызаваць элементны склад паверхні кожнага ўзору, выкарыстоўваліся сканы AES (профілі канцэнтрацыі элементаў паверхні па глыбіні).
Кожны сайт, які выкарыстоўваецца для аналізу і павелічэння SEM, быў старанна адабраны для прадастаўлення інфармацыі з тыповых рэгіёнаў.Кожнае даследаванне дало інфармацыю ад некалькіх верхніх малекулярных слаёў (паводле ацэнак 10 ангстрэм [Å] на пласт) да глыбіні металічнага сплаву (200–1000 Å).
Значныя колькасці жалеза (Fe), хрому (Cr), нікеля (Ni), кіслароду (O) і вугляроду (C) былі зафіксаваны ва ўсіх рэгіёнах Ружа.Дадзеныя і вынікі AES апісаны ў раздзеле тэматычных даследаванняў.
Агульныя вынікі AES для пачатковых умоў паказваюць, што моцнае акісленне адбываецца на ўзорах з незвычайна высокімі канцэнтрацыямі Fe і O (аксідаў жалеза) і нізкім утрыманнем Cr на паверхні.Гэты румяны адклад прыводзіць да выдзялення часціц, якія могуць забрудзіць прадукт і паверхні, якія датыкаюцца з прадуктам.
Пасля выдалення румяны "пасіваваныя" ўзоры паказалі поўнае аднаўленне пасіўнай плёнкі, пры гэтым канцэнтрацыя Cr дасягае больш высокіх узроўняў, чым Fe, з суадносінамі паверхні Cr:Fe у межах ад 1,0 да 2,0 і агульнай адсутнасцю аксіду жалеза.
Розныя шурпатыя паверхні былі прааналізаваны з дапамогай XPS/ESCA для параўнання канцэнтрацый элементаў і спектральных ступеняў акіслення Fe, Cr, серы (S), кальцыя (Ca), натрыю (Na), фосфару (P), азоту (N), а таксама O. і C (табліца A).
Існуе выразная розніца ва ўтрыманні Cr ад значэнняў, блізкіх да пласта пасівацыі, да больш нізкіх значэнняў, якія звычайна сустракаюцца ў базавых сплавах.Узровень жалеза і хрому, знойдзены на паверхні, уяўляе розную таўшчыню і ступень адкладаў румянай.Тэсты XPS паказалі павелічэнне Na, C або Ca на шурпатых паверхнях у параўнанні з ачышчанымі і пасіваванымі паверхнямі.
XPS-тэставанне таксама паказала высокія ўзроўні C у жалезным чырвоным (чорным) чырвоным, а таксама Fe(x)O(y) (аксід жалеза) у чырвоным.Даныя XPS не карысныя для разумення змяненняў паверхні падчас карозіі, таму што яны ацэньваюць як чырвоны, так і асноўны метал.Для належнай ацэнкі вынікаў патрабуецца дадатковае тэсціраванне XPS з вялікімі ўзорамі.
Папярэднія аўтары таксама мелі цяжкасці з ацэнкай дадзеных XPS.10 Палявыя назіранні падчас працэсу выдалення паказалі, што ўтрыманне вугляроду высокае і звычайна выдаляецца шляхам фільтрацыі падчас апрацоўкі.СЭМ-мікрафатаграфіі, зробленыя да і пасля лячэння маршчын, ілюструюць пашкоджанне паверхні, выкліканае гэтымі адкладамі, у тым ліку кропкі і сітаватасць, якія непасрэдна ўплываюць на карозію.
Вынікі XPS пасля пасівацыі паказалі, што суадносіны ўтрымання Cr:Fe на паверхні былі значна вышэйшымі, калі пасівацыйная плёнка была паўторна сфарміравана, тым самым зніжаючы хуткасць карозіі і іншых неспрыяльных уздзеянняў на паверхню.
Узоры купонаў паказалі значнае павелічэнне суадносін Cr:Fe паміж паверхняй «як ёсць» і пасіваванай паверхняй.Пачатковыя суадносіны Cr:Fe былі пратэставаны ў дыяпазоне ад 0,6 да 1,0, у той час як каэфіцыенты пасівацыі пасля апрацоўкі вагаліся ад 1,0 да 2,5.Значэнні для электрапаліраванай і пасіваванай нержавеючай сталі складаюць ад 1,5 да 2,5.
Ва ўзорах, падвергнутых пост-апрацоўцы, максімальная глыбіня адносіны Cr:Fe (устаноўленая з дапамогай AES) вагалася ад 3 да 16 Å.Яны выгадна параўноўваюцца з дадзенымі папярэдніх даследаванняў, апублікаванымі Coleman2 і Roll.9 Паверхні ўсіх узораў мелі стандартныя ўзроўні Fe, Ni, O, Cr і C. Нізкія ўзроўні P, Cl, S, N, Ca і Na таксама былі знойдзены ў большасці ўзораў.
Гэтыя рэшткі тыповыя для хімічных ачышчальнікаў, вычышчанай вады або электрапаліроўкі.Пасля далейшага аналізу было выяўлена некаторае забруджванне крэмніем на паверхні і на розных узроўнях самога крышталя аўстэніту.Здаецца, крыніцай з'яўляецца ўтрыманне кремнезема ў вадзе/пары, механічныя паліроўкі або растворанае або вытраўленае назіральнае шкло ў ячэйцы генерацыі CS.
Паведамляецца, што прадукты карозіі, знойдзеныя ў сістэмах CS, моцна адрозніваюцца.Гэта звязана з рознымі ўмовамі гэтых сістэм і размяшчэннем розных кампанентаў, такіх як клапаны, пасткі і іншыя прыналежнасці, якія могуць прывесці да карозійных умоў і прадуктаў карозіі.
Акрамя таго, часта ў сістэму ўводзяцца запасныя кампаненты, якія не пасівіраваны належным чынам.На прадукты карозіі таксама істотна ўплывае канструкцыя генератара CS і якасць вады.Некаторыя тыпы генератарных установак - гэта рэбойлеры, а іншыя - трубчастыя ўспышкі.Генератары CS звычайна выкарыстоўваюць канцавыя экраны для выдалення вільгаці з чыстай пары, у той час як іншыя генератары выкарыстоўваюць перагародкі або цыклоны.
Некаторыя ствараюць амаль цвёрдую жалезную паціну ў размеркавальнай трубе і чырвонае жалеза, якое яе пакрывае.Збянтэжаны блок утварае чорную жалезную плёнку з румянцам з аксіду жалеза і стварае другі феномен верхняй паверхні ў выглядзе сажыстага румянца, які лягчэй сцерці з паверхні.
Як правіла, гэты жалезіста-сажападобны адклад значна больш выяўлены, чым жалезіста-чырвоны, і больш рухомы.З-за павышэння ступені акіслення жалеза ў кандэнсаце асадак, які ўтвараецца ў кандэнсатным канале ўнізе размеркавальнай трубы, мае асадак аксіду жалеза паверх асадка жалеза.
Железоокисные румяны праходзяць праз зборнік кандэнсату, становяцца бачнымі ў сцёку, а верхні пласт лёгка сціраецца з паверхні.Важную ролю ў хімічным складзе румян гуляе якасць вады.
Больш высокае ўтрыманне вуглевадародаў прыводзіць да занадта вялікай колькасці сажы ў губной памадзе, у той час як больш высокае ўтрыманне дыяксіду крэмнія прыводзіць да большага ўтрымання дыяксіду крэмнія, што прыводзіць да гладкага або бліскучага пласта памады.Як згадвалася раней, назіральныя шкла для ўзроўню вады таксама схільныя карозіі, што дазваляе смеццю і кремнезему трапляць у сістэму.
Пісталет выклікае непакой у паравых сістэмах, паколькі могуць утварацца тоўстыя пласты, якія ўтвараюць часціцы.Гэтыя часціцы прысутнічаюць на паравых паверхнях або ў паравым стэрылізацыйным абсталяванні.У наступных раздзелах апісваюцца магчымыя эфекты прэпарата.
SEM як ёсць на малюнках 7 і 8 паказвае мікракрышталічную прыроду карміну класа 2 у выпадку 1. Асабліва шчыльная матрыца крышталяў аксіду жалеза ўтварылася на паверхні ў выглядзе дробназярністага астатку.Абеззаражаныя і пасіваваныя паверхні паказалі каразійныя пашкоджанні, што прывяло да шурпатай і злёгку сітаватай тэкстуры паверхні, як паказана на малюнках 9 і 10.
Разгортка АЭС на мал.11 паказвае пачатковы стан зыходнай паверхні з цяжкім аксідам жалеза на ёй. Пасіваваная і ачышчаная паверхня (малюнак 12) паказвае, што пасіўная плёнка цяпер мае павышанае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія) вышэй за Fe (чорная лінія) пры суадносінах Cr:Fe> 1,0. Пасіваваная і ачышчаная паверхня (малюнак 12) паказвае, што пасіўная плёнка цяпер мае павышанае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія) вышэй за Fe (чорная лінія) пры суадносінах Cr:Fe> 1,0. Пасіваваная і абясточаная паверхня (рыс. 12) паказвае на тое, што пасіўная плёнка цяпер мае павышанае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія) у параўнанні з Fe (чорная лінія) пры суадносінах Cr:Fe > 1,0. Пасіваваная і абясточаная паверхня (мал. 12) паказвае, што пасіўная плёнка цяпер мае павышанае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія) у параўнанні з Fe (чорная лінія) пры суадносінах 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. Пасівіраваная і маршчыністая паверхня (рыс. 12) паказвае, што пасівіраваная плёнка цяпер мае больш высокае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія), чым Fe (чорная лінія), пры суадносінах Cr:Fe > 1,0. Пасіваваная і маршчыністая паверхня (мал. 12) паказвае, што пасіваваная плёнка цяпер мае больш высокае ўтрыманне Cr (чырвоная лінія), чым Fe (чорная лінія) пры суадносінах Cr:Fe> 1,0.
Больш тонкая (< 80 Å) пасівуючая плёнка аксіду хрому з'яўляецца больш ахоўнай, чым плёнка крышталічнага аксіду жалеза таўшчынёй у сотні ангстрэм з асноўнага металу і пласта акаліны з утрыманнем жалеза больш за 65%.
Хімічны склад пасіваванай і маршчыністай паверхні цяпер параўнальны з пасіваванымі паліраванымі матэрыяламі.Асадак у выпадку 1 - гэта асадак класа 2, здольны ўтварацца на месцы;па меры назапашвання ўтвараюцца больш буйныя часціцы, якія мігруюць разам з парай.
У гэтым выпадку паказаная карозія не прывядзе да сур'ёзных дэфектаў або пагаршэння якасці паверхні.Нармальнае зморшчванне паменшыць каразійнае ўздзеянне на паверхню і выключыць магчымасць моцнай міграцыі часціц, якія могуць стаць бачнымі.
На малюнку 11 вынікі AES паказваюць, што тоўстыя пласты каля паверхні маюць больш высокі ўзровень Fe і O (500 Å аксіду жалеза; цытрынава-зялёныя і сінія лініі адпаведна), пераходзячы да легаваных узроўняў Fe, Ni, Cr і O. Канцэнтрацыя Fe (сіняя лінія) значна вышэйшая, чым у любога іншага металу, павялічваючыся з 35 % на паверхні да больш чым 65 % у сплаве.
На паверхні ўзровень O (светла-зялёная лінія) пераходзіць ад амаль 50% у сплаве да амаль нуля пры таўшчыні аксіднай плёнкі больш за 700 Å. Узроўні Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) вельмі нізкія на паверхні (<4%) і павялічваюцца да нармальных узроўняў (11% і 17%, адпаведна) на глыбіні сплаву. Узроўні Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) вельмі нізкія на паверхні (<4%) і павялічваюцца да нармальных узроўняў (11% і 17%, адпаведна) на глыбіні сплаву. Узроўні Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) надзвычай нізкія на паверхні (<4%) і павялічваюцца да нармальнага ўзроўню (11% і 17% адпаведна) у глыбіні сплаву. Узроўні Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) вельмі нізкія на паверхні (<4%) і павялічваюцца да нармальных узроўняў (11% і 17% адпаведна) у глыбіні сплаву.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% і 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% Узровень Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) на паверхні надзвычай нізкія (<4%) і павялічваюцца да нармальнага ўзроўню ў глыбіні сплаву (11% і 17% адпаведна). Узроўні Ni (цёмна-зялёная лінія) і Cr (чырвоная лінія) на паверхні вельмі нізкія (<4%) і павялічваюцца да нармальных узроўняў у глыбіні сплаву (11% і 17% адпаведна).
Выява AES на мал.12 паказвае, што румяны (аксід жалеза) пласт быў выдалены і пасіўная плёнка адноўлена.У першасным слоі 15 Å узровень Cr (чырвоная лінія) вышэйшы за ўзровень Fe (чорная лінія), які з'яўляецца пасіўнай плёнкай.Першапачаткова ўтрыманне Ni на паверхні складала 9%, павялічваючыся на 60-70 Å вышэй за ўзровень Cr (± 16%), а затым павялічваючыся да ўзроўню сплаву 200 Å.
Пачынаючы з 2%, узровень вугляроду (сіняя лінія) падае да нуля пры 30 Å. Узровень Fe першапачаткова нізкі (<15%), пазней роўны ўзроўню Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца да ўзроўню сплаву больш чым на 65% пры 150 Å. Узровень Fe першапачаткова нізкі (<15%), пазней роўны ўзроўню Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца да ўзроўню сплаву больш чым на 65% пры 150 Å. Узровень Fe спачатку нізкі (< 15%), пазней узровень Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца да ўзроўню сплаву больш за 65% пры 150 Å. Узровень Fe першапачаткова нізкі (<15%), пазней роўны ўзроўню Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца да больш чым 65% узроўню сплаву пры 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 到 超过 超过 65% 的 合金 合金 含量。。 含量 在 在 在 时 增加 到 超过 超过 65% 的 合金 合金 含量 含量 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 到 超过 超过 65% 的 合金 合金 含量。。 含量 在 在 在 时 增加 到 超过 超过 65% 的 合金 合金 含量 含量 含量 Утрыманне Fe значна нізкае (< 15 %), пазней яно роўна ўтрыманню Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца да ўтрымання сплаву больш за 65 % пры 150 Å. Утрыманне Fe першапачаткова нізкае (<15%), пазней яно роўна ўтрыманню Cr пры 15 Å і працягвае павялічвацца, пакуль утрыманне сплаву не перавысіць 65% пры 150 Å.Узровень Cr павялічваецца да 25% паверхні пры 30 Å і зніжаецца да 17% у сплаве.
Павышаны ўзровень O каля паверхні (светла-зялёная лінія) зніжаецца да нуля пасля глыбіні 120 Å.Гэты аналіз прадэманстраваў добра развітую плёнку для пасіўацыі паверхні.Фатаграфіі SEM на малюнках 13 і 14 паказваюць шурпаты, шурпаты і кіпры крышталічны характар ​​паверхні 1-га і 2-га слаёў аксіду жалеза.Маршчыністая паверхня дэманструе ўплыў карозіі на шурпатую паверхню з часткова ямкамі (малюнкі 18-19).
Пасіваваныя і зморшчаныя паверхні, паказаныя на малюнках 13 і 14, не вытрымліваюць моцнага акіслення.Малюнкі 15 і 16 паказваюць адноўленую пасіўную плёнку на металічнай паверхні.