Rydym yn defnyddio cwcis i wella eich profiad. Drwy barhau i bori'r wefan hon, rydych yn cytuno i ni ddefnyddio cwcis. Gwybodaeth Ychwanegol.
Mae systemau fferyllol stêm pur neu bur yn cynnwys generaduron, falfiau rheoli, pibellau neu biblinellau dosbarthu, trapiau thermostatig thermodynamig neu gydbwysedd, mesuryddion pwysau, lleihäwyr pwysau, falfiau diogelwch, a chronwyr cyfeintiol.
Mae'r rhan fwyaf o'r rhannau hyn wedi'u gwneud o ddur di-staen 316 L ac yn cynnwys gasgedi fflworopolymer (polytetrafluoroethylene fel arfer, a elwir hefyd yn Teflon neu PTFE), yn ogystal â deunyddiau lled-fetel neu elastomerig eraill.
Mae'r cydrannau hyn yn agored i gyrydu neu ddirywiad yn ystod y defnydd, sy'n effeithio ar ansawdd y cyfleustodau Ager Glân (CS) gorffenedig. Gwerthusodd y prosiect a nodir yn yr erthygl hon sbesimenau dur di-staen o bedwar astudiaeth achos system CS, asesodd y risg o effeithiau cyrydu posibl ar brosesau a systemau peirianneg hanfodol, a phrofodd am ronynnau a metelau mewn cyddwysiad.
Gosodwyd samplau o bibellau wedi cyrydu a chydrannau system ddosbarthu i ymchwilio i sgil-gynhyrchion cyrydu. 9 Ar gyfer pob achos penodol, gwerthuswyd gwahanol amodau arwyneb. Er enghraifft, gwerthuswyd effeithiau gwrid safonol a chyrydu.
Aseswyd arwynebau'r samplau cyfeirio am bresenoldeb dyddodion gwrid gan ddefnyddio archwiliad gweledol, sbectrosgopeg electron Auger (AES), sbectrosgopeg electron ar gyfer dadansoddi cemegol (ESCA), microsgopeg electron sganio (SEM) a sbectrosgopeg ffotoelectron pelydr-X (XPS).
Gall y dulliau hyn ddatgelu priodweddau ffisegol ac atomig cyrydiad a dyddodion, yn ogystal â phennu'r ffactorau allweddol sy'n effeithio ar briodweddau hylifau technegol neu gynhyrchion terfynol.
Gall cynhyrchion cyrydiad dur di-staen gymryd sawl ffurf, fel haen carmin o ocsid haearn (brown neu goch) ar yr wyneb islaw neu uwchben yr haen o ocsid haearn (du neu lwyd)2. Y gallu i fudo i lawr yr afon.
Gall yr haen ocsid haearn (gwrid du) dewychu dros amser wrth i'r dyddodion ddod yn fwy amlwg, fel y dangosir gan ronynnau neu ddyddodion sy'n weladwy ar arwynebau'r siambr sterileiddio ac offer neu gynwysyddion ar ôl sterileiddio ag ager, mae mudo. Dangosodd dadansoddiad labordy o samplau cyddwysiad natur wasgaredig y slwtsh a faint o fetelau hydawdd yn yr hylif CS. pedwar
Er bod llawer o resymau dros y ffenomen hon, y generadur CS yw'r prif gyfrannwr fel arfer. Nid yw'n anghyffredin dod o hyd i ocsid haearn coch (brown/coch) ar arwynebau ac ocsid haearn (du/llwyd) mewn fentiau sy'n mudo'n araf trwy'r system ddosbarthu CS. 6
Mae system ddosbarthu CS yn gyfluniad canghennog gyda nifer o bwyntiau defnydd yn gorffen mewn ardaloedd anghysbell neu ar ddiwedd y prif bennawd ac amrywiol is-benawdau cangen. Gall y system gynnwys nifer o reoleiddwyr i helpu i gychwyn gostyngiad pwysau/tymheredd mewn mannau defnydd penodol a allai fod yn bwyntiau cyrydu posibl.
Gall cyrydiad hefyd ddigwydd mewn trapiau dylunio hylan sydd wedi'u gosod mewn gwahanol bwyntiau yn y system i gael gwared ar gyddwysiad ac aer o stêm glân sy'n llifo trwy'r trap, pibellau i lawr yr afon/pibellau rhyddhau neu bennawd cyddwysiad.
Yn y rhan fwyaf o achosion, mae mudo gwrthdro yn debygol lle mae dyddodion rhwd yn cronni ar y trap ac yn tyfu i fyny'r afon i mewn ac y tu hwnt i biblinellau cyfagos neu gasglwyr pwynt defnyddio; gellir gweld rhwd sy'n ffurfio mewn trapiau neu gydrannau eraill i fyny'r afon o'r ffynhonnell gyda mudo cyson i lawr yr afon ac i fyny'r afon.
Mae rhai cydrannau dur di-staen hefyd yn arddangos amrywiol lefelau cymedrol i uchel o strwythurau metelegol, gan gynnwys delta ferrite. Credir bod crisialau ferrite yn lleihau ymwrthedd i gyrydiad, er y gallent fod yn bresennol mewn cyn lleied â 1–5%.
Nid yw fferit mor wrthwynebus i gyrydiad â'r strwythur crisial austenitig chwaith, felly bydd yn cyrydu'n ffafriol. Gellir canfod fferitau'n gywir gyda chwiliedydd fferit ac yn lled-gywir gyda magnet, ond mae cyfyngiadau sylweddol.
O sefydlu'r system, trwy gomisiynu cychwynnol, a chychwyn generadur CS newydd a phibellau dosbarthu, mae nifer o ffactorau sy'n cyfrannu at gyrydiad:
Dros amser, gall elfennau cyrydol fel y rhain gynhyrchu cynhyrchion cyrydiad pan fyddant yn cwrdd, yn cyfuno, ac yn gorgyffwrdd â chymysgeddau o haearn a haearn. Fel arfer gwelir huddygl du yn gyntaf yn y generadur, yna mae'n ymddangos ym mhibellau rhyddhau'r generadur ac yn y pen draw ledled y system ddosbarthu CS.
Perfformiwyd dadansoddiad SEM i ddatgelu microstrwythur sgil-gynhyrchion cyrydiad sy'n gorchuddio'r wyneb cyfan â chrisialau a gronynnau eraill. Mae'r cefndir neu'r wyneb sylfaenol y ceir y gronynnau arno yn amrywio o wahanol raddau o haearn (Ffig. 1-3) i samplau cyffredin, sef silica/haearn, tywodlyd, gwydrog, dyddodion homogenaidd (Ffig. 4). Dadansoddwyd meginau'r trap stêm hefyd (Ffig. 5-6).
Mae prawf AES yn ddull dadansoddol a ddefnyddir i bennu cemeg arwyneb dur di-staen a diagnosio ei wrthwynebiad i gyrydiad. Mae hefyd yn dangos dirywiad y ffilm oddefol a'r gostyngiad yng nghrynodiad cromiwm yn y ffilm oddefol wrth i'r wyneb ddirywio oherwydd cyrydiad.
I nodweddu cyfansoddiad elfennol wyneb pob sampl, defnyddiwyd sganiau AES (proffiliau crynodiad elfennau arwyneb dros ddyfnder).
Mae pob safle a ddefnyddir ar gyfer dadansoddi ac ehangu SEM wedi'i ddewis yn ofalus i ddarparu gwybodaeth o ranbarthau nodweddiadol. Darparodd pob astudiaeth wybodaeth o'r ychydig haenau moleciwlaidd uchaf (amcangyfrifir bod 10 angstrom [Å] fesul haen) i ddyfnder yr aloi metel (200–1000 Å).
Mae symiau sylweddol o haearn (Fe), cromiwm (Cr), nicel (Ni), ocsigen (O) a charbon (C) wedi'u cofnodi ym mhob rhanbarth o Rouge. Mae data a chanlyniadau AES wedi'u hamlinellu yn yr adran astudiaeth achos.
Mae canlyniadau cyffredinol yr AES ar gyfer yr amodau cychwynnol yn dangos bod ocsideiddio cryf yn digwydd ar samplau â chrynodiadau anarferol o uchel o Fe ac O (ocsidau haearn) a chynnwys Cr isel ar yr wyneb. Mae'r dyddodiad cochlyd hwn yn arwain at ryddhau gronynnau a all halogi'r cynnyrch ac arwynebau sydd mewn cysylltiad â'r cynnyrch.
Ar ôl cael gwared ar y gwrid, dangosodd y samplau "wedi'u goddefu" adferiad llwyr o'r ffilm oddefol, gyda Cr yn cyrraedd lefelau crynodiad uwch na Fe, gyda chymhareb arwyneb Cr:Fe yn amrywio o 1.0 i 2.0 ac absenoldeb cyffredinol o ocsid haearn.
Dadansoddwyd amrywiol arwynebau garw gan ddefnyddio XPS/ESCA i gymharu crynodiadau elfennol a chyflyrau ocsideiddio sbectrol Fe, Cr, sylffwr (S), calsiwm (Ca), sodiwm (Na), ffosfforws (P), nitrogen (N), ac O. a C (tabl A).
Mae gwahaniaeth clir yng nghynnwys Cr o werthoedd sy'n agos at yr haen oddefol i werthoedd is a geir fel arfer mewn aloion sylfaen. Mae lefelau haearn a chromiwm a geir ar yr wyneb yn cynrychioli gwahanol drwch a graddau o ddyddodion rouge. Mae profion XPS wedi dangos cynnydd mewn Na, C neu Ca ar arwynebau garw o'i gymharu ag arwynebau wedi'u glanhau a'u goddefoli.
Dangosodd profion XPS lefelau uchel o C mewn coch haearn (du) yn ogystal â Fe(x)O(y) (ocsid haearn) mewn coch. Nid yw data XPS yn ddefnyddiol ar gyfer deall newidiadau arwyneb yn ystod cyrydiad oherwydd ei fod yn gwerthuso'r metel coch a'r metel sylfaen. Mae angen profion XPS ychwanegol gyda samplau mwy i werthuso canlyniadau'n iawn.
Roedd gan awduron blaenorol anhawster hefyd i werthuso data XPS.10 Mae arsylwadau maes yn ystod y broses dynnu wedi dangos bod y cynnwys carbon yn uchel ac fel arfer caiff ei dynnu trwy hidlo yn ystod prosesu. Mae micrograffau SEM a gymerwyd cyn ac ar ôl triniaeth tynnu crychau yn dangos y difrod i'r wyneb a achosir gan y dyddodion hyn, gan gynnwys tyllau a mandylledd, sy'n effeithio'n uniongyrchol ar gyrydiad.
Dangosodd canlyniadau'r XPS ar ôl goddefu fod y gymhareb cynnwys Cr:Fe ar yr wyneb yn llawer uwch pan ail-ffurfiwyd y ffilm goddefu, a thrwy hynny leihau cyfradd cyrydiad ac effeithiau andwyol eraill ar yr wyneb.
Dangosodd y samplau cwpon gynnydd sylweddol yn y gymhareb Cr:Fe rhwng yr arwyneb “fel y mae” a’r arwyneb goddefol. Profwyd cymarebau Cr:Fe cychwynnol yn yr ystod o 0.6 i 1.0, tra bod cymarebau goddefol ôl-driniaeth yn amrywio o 1.0 i 2.5. Mae’r gwerthoedd ar gyfer dur gwrthstaen electrosgleiniog a goddefol rhwng 1.5 a 2.5.
Yn y samplau a gafodd eu prosesu ar ôl hynny, roedd dyfnder mwyaf y gymhareb Cr:Fe (a sefydlwyd gan ddefnyddio AES) yn amrywio o 3 i 16 Å. Maent yn cymharu'n ffafriol â data o astudiaethau blaenorol a gyhoeddwyd gan Coleman2 a Roll.9 Roedd gan arwynebau'r holl samplau lefelau safonol o Fe, Ni, O, Cr, a C. Canfuwyd lefelau isel o P, Cl, S, N, Ca, ac Na hefyd yn y rhan fwyaf o'r samplau.
Mae'r gweddillion hyn yn nodweddiadol o lanhawyr cemegol, dŵr wedi'i buro, neu electro-sgleinio. Ar ôl dadansoddi ymhellach, canfuwyd rhywfaint o halogiad silicon ar yr wyneb ac ar wahanol lefelau o'r grisial austenit ei hun. Ymddengys mai'r ffynhonnell yw cynnwys silica'r dŵr/stêm, sgleiniau mecanyddol, neu wydr golwg wedi'i doddi neu wedi'i ysgythru yn y gell gynhyrchu CS.
Dywedir bod cynhyrchion cyrydiad a geir mewn systemau CS yn amrywio'n fawr. Mae hyn oherwydd amodau amrywiol y systemau hyn a lleoliad gwahanol gydrannau fel falfiau, trapiau ac ategolion eraill a all arwain at amodau cyrydiad a chynhyrchion cyrydiad.
Yn ogystal, mae cydrannau newydd yn aml yn cael eu cyflwyno i'r system nad ydynt wedi'u goddefu'n iawn. Mae cynhyrchion cyrydiad hefyd yn cael eu heffeithio'n sylweddol gan ddyluniad y generadur CS ac ansawdd y dŵr. Mae rhai mathau o setiau generaduron yn ail-ferwyr tra bod eraill yn fflachwyr tiwbaidd. Mae generaduron CS fel arfer yn defnyddio sgriniau diwedd i gael gwared â lleithder o stêm glân, tra bod generaduron eraill yn defnyddio bafflau neu seiclonau.
Mae rhai yn cynhyrchu patina haearn bron yn solet yn y bibell ddosbarthu a'r haearn coch sy'n ei gorchuddio. Mae'r bloc wedi'i ddrysu yn ffurfio ffilm haearn ddu gyda gwrid ocsid haearn oddi tano ac yn creu ail ffenomen arwyneb uchaf ar ffurf gwrid huddygl sy'n haws ei sychu oddi ar yr wyneb.
Fel rheol, mae'r dyddodiad tebyg i huddygl fferrig hwn yn llawer mwy amlwg na'r un haearn-goch, ac mae'n fwy symudol. Oherwydd cyflwr ocsideiddio uwch yr haearn yn y cyddwysiad, mae gan y slwtsh a gynhyrchir yn sianel y cyddwysiad ar waelod y bibell ddosbarthu slwtsh ocsid haearn ar ben y slwtsh haearn.
Mae'r gwrid ocsid haearn yn mynd trwy'r casglwr cyddwysiad, yn dod yn weladwy yn y draen, ac mae'r haen uchaf yn hawdd ei rhwbio oddi ar yr wyneb. Mae ansawdd dŵr yn chwarae rhan bwysig yng nghyfansoddiad cemegol gwrid.
Mae cynnwys hydrocarbon uwch yn arwain at ormod o huddygl mewn minlliw, tra bod cynnwys silica uwch yn arwain at gynnwys silica uwch, gan arwain at haen minlliw llyfn neu sgleiniog. Fel y soniwyd yn gynharach, mae gwydrau golwg lefel dŵr hefyd yn dueddol o gyrydu, gan ganiatáu i falurion a silica fynd i mewn i'r system.
Mae'r gwn yn destun pryder mewn systemau stêm gan y gall haenau trwchus ffurfio sy'n ffurfio gronynnau. Mae'r gronynnau hyn yn bresennol ar arwynebau stêm neu mewn offer sterileiddio stêm. Mae'r adrannau canlynol yn disgrifio effeithiau posibl cyffuriau.
Mae'r delweddau SEM Fel y Maen nhw yn Ffigurau 7 ac 8 yn dangos natur ficrogrisialog carmin dosbarth 2 yn achos 1. Ffurfiodd matrics arbennig o drwchus o grisialau ocsid haearn ar yr wyneb ar ffurf gweddillion mân. Dangosodd arwynebau wedi'u dadhalogi a'u goddefol ddifrod cyrydiad gan arwain at wead arwyneb garw ac ychydig yn fandyllog fel y dangosir yn Ffigurau 9 a 10.
Mae sgan NPP yn ffig. 11 yn dangos cyflwr cychwynnol yr arwyneb gwreiddiol gydag ocsid haearn trwm arno. Mae'r arwyneb wedi'i oddefoli a'i ddad-rowgio (Ffigur 12) yn dangos bod gan y ffilm oddefol bellach gynnwys Cr (llinell goch) uwchlaw'r Fe (llinell ddu) ar gymhareb Cr:Fe > 1.0. Mae'r arwyneb wedi'i oddefoli a'i ddad-rowgio (Ffigur 12) yn dangos bod gan y ffilm oddefol bellach gynnwys Cr (llinell goch) uwchlaw'r Fe (llinell ddu) ar gymhareb Cr:Fe > 1.0. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперьпимеыет содержание Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Mae'r arwyneb sydd wedi'i oddefoli a'i ddad-egnïo (Ffig. 12) yn dangos bod gan y ffilm oddefol bellach gynnwys uwch o Cr (llinell goch) o'i gymharu â Fe (llinell ddu) ar gymhareb o 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 (釻线）（釻线) Cr (红线）含量高于Fe), Cr:Fe 比率> 1.0。 Пассивированная и морщинистая поверхность (рис. 12) показывает, что пассивированная пленка теперь имекететельноки содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Mae'r arwyneb goddefol a chrychog (Ffig. 12) yn dangos bod gan y ffilm goddefol gynnwys Cr uwch (llinell goch) na Fe (llinell ddu) bellach ar gymhareb Cr:Fe > 1.0.
Mae ffilm ocsid cromiwm goddefol denau (< 80 Å) yn fwy amddiffynnol na ffilm ocsid haearn grisialog cannoedd o angstrom o drwch o haen fetel sylfaen a graddfa gyda chynnwys haearn o fwy na 65%.
Mae cyfansoddiad cemegol yr arwyneb goddefol a chrychlyd bellach yn gymharol â deunyddiau wedi'u caboli goddefol. Mae'r gwaddod yn achos 1 yn waddod dosbarth 2 sy'n gallu cael ei ffurfio in situ; wrth iddo gronni, mae gronynnau mwy yn cael eu ffurfio sy'n mudo gyda'r stêm.
Yn yr achos hwn, ni fydd y cyrydiad a ddangosir yn arwain at ddiffygion difrifol na dirywiad yn ansawdd yr wyneb. Bydd crychu arferol yn lleihau'r effaith cyrydol ar yr wyneb ac yn dileu'r posibilrwydd o fudo cryf o ronynnau a allai ddod yn weladwy.
Yn Ffigur 11, mae canlyniadau AES yn dangos bod gan haenau trwchus ger yr wyneb lefelau uwch o Fe ac O (500 Å o ocsid haearn; llinellau gwyrdd lemwn a glas, yn y drefn honno), gan drawsnewid i lefelau wedi'u dopio o Fe, Ni, Cr, ac O. Mae crynodiad Fe (llinell las) yn llawer uwch na chrynodiad unrhyw fetel arall, gan gynyddu o 35% ar yr wyneb i dros 65% yn yr aloi.
Ar yr wyneb, mae'r lefel O (llinell werdd golau) yn mynd o bron i 50% yn yr aloi i bron yn sero ar drwch ffilm ocsid o fwy na 700 Å. Mae lefelau Ni (llinell werdd dywyll) a Cr (llinell goch) yn isel iawn ar yr wyneb (< 4%) ac yn cynyddu i lefelau arferol (11% a 17%, yn y drefn honno) ar ddyfnder yr aloi. Mae lefelau Ni (llinell werdd dywyll) a Cr (llinell goch) yn isel iawn ar yr wyneb (< 4%) ac yn cynyddu i lefelau arferol (11% a 17%, yn y drefn honno) ar ddyfnder yr aloi. Уровни Ni (темно-зеленая линия) и Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) и увеличагоди уровня (11% и 17% соответственно) yn глубине сплава. Mae lefelau Ni (llinell werdd dywyll) a Cr (llinell goch) yn isel iawn ar yr wyneb (<4%) ac yn cynyddu i lefelau arferol (11% a 17% yn y drefn honno) yn ddwfn yn yr aloi.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%), 11% 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) и Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4%) и увеличнода уровня в глубине сплава (11% a 17% соответственно). Mae lefelau Ni (llinell werdd dywyll) a Cr (llinell goch) ar yr wyneb yn isel iawn (<4%) ac yn cynyddu i lefelau arferol yn ddwfn yn yr aloi (11% a 17% yn y drefn honno).
Mae delwedd AES yn ffig. 12 yn dangos bod yr haen rouge (ocsid haearn) wedi'i thynnu a bod y ffilm oddefol wedi'i hadfer. Yn yr haen gynradd 15 Å, mae lefel Cr (llinell goch) yn uwch na lefel Fe (llinell ddu), sy'n ffilm oddefol. I ddechrau, roedd cynnwys Ni ar yr wyneb yn 9%, gan gynyddu 60–70 Å uwchlaw lefel Cr (± 16%), ac yna cynyddu i lefel aloi o 200 Å.
Gan ddechrau ar 2%, mae lefel y carbon (llinell las) yn gostwng i sero ar 30 Å. Mae lefel Fe yn isel i ddechrau (< 15%) ac yn ddiweddarach yn hafal i lefel Cr ar 15 Å ac yn parhau i gynyddu i lefel yr aloi ar fwy na 65% ar 150 Å. Mae lefel Fe yn isel i ddechrau (< 15%) ac yn ddiweddarach yn hafal i lefel Cr ar 15 Å ac yn parhau i gynyddu i lefel yr aloi ar fwy na 65% ar 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 , и продолжает увеличиваться долеко 6 % 6 при 150 Å. Mae lefel yr aloi yn isel i ddechrau (< 15%), yn ddiweddarach mae'n hafal i lefel y Cr ar 15 Å ac yn parhau i gynyddu i dros 65% o lefel yr aloi ar 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 % 6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 % 6的合金含量. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Crи при 15 Å и продолжаедолжаедолиюю sодержания плава более 65 % ar gyfer 150 Å. Mae'r cynnwys Fe yn isel i ddechrau (< 15%), yn ddiweddarach mae'n hafal i'r cynnwys Cr ar 15 Å ac yn parhau i gynyddu nes bod cynnwys yr aloi dros 65% ar 150 Å.Mae lefelau Cr yn cynyddu i 25% o'r wyneb ar 30 Å ac yn gostwng i 17% yn yr aloi.
Mae'r lefel O uchel ger yr wyneb (llinell werdd golau) yn gostwng i sero ar ôl dyfnder o 120 Å. Dangosodd y dadansoddiad hwn ffilm goddefol arwyneb ddatblygedig iawn. Mae'r ffotograffau SEM yn ffigurau 13 a 14 yn dangos natur grisialog garw, garw a mandyllog haenau ocsid haearn 1af ac 2il yr wyneb. Mae'r wyneb crychlyd yn dangos effaith cyrydiad ar arwyneb garw sydd wedi'i dyllu'n rhannol (Ffigurau 18-19).
Nid yw'r arwynebau goddefol a chrychlyd a ddangosir yn ffigurau 13 a 14 yn gwrthsefyll ocsideiddio difrifol. Mae ffigurau 15 a 16 yn dangos ffilm goddefol wedi'i hadfer ar arwyneb metel.