Vi bruger cookies til at forbedre din oplevelse.Ved at fortsætte med at browse på denne side accepterer du vores brug af cookies.Yderligere Information.
Rene eller rene dampfarmaceutiske systemer omfatter generatorer, kontrolventiler, distributionsrør eller rørledninger, termodynamiske eller ligevægtstermostatiske fælder, trykmålere, trykreduktionsventiler, sikkerhedsventiler og volumetriske akkumulatorer.
De fleste af disse dele er lavet af 316 L rustfrit stål og indeholder fluorpolymerpakninger (typisk polytetrafluorethylen, også kendt som Teflon eller PTFE), samt semi-metal eller andre elastomere materialer.
Disse komponenter er modtagelige for korrosion eller nedbrydning under brug, hvilket påvirker kvaliteten af ​​det færdige Clean Steam (CS)-værktøj.Projektet beskrevet i denne artikel evaluerede rustfri stålprøver fra fire CS-systemcasestudier, vurderede risikoen for potentielle korrosionspåvirkninger på proces- og kritiske tekniske systemer og testede for partikler og metaller i kondensat.
Prøver af korroderede rør- og distributionssystemkomponenter placeres for at undersøge korrosionsbiprodukter.9 For hvert specifikt tilfælde blev forskellige overfladeforhold evalueret.For eksempel blev standard blush og korrosionseffekter evalueret.
Overfladerne af referenceprøverne blev vurderet for tilstedeværelsen af ​​rødmeaflejringer ved hjælp af visuel inspektion, Auger elektronspektroskopi (AES), elektronspektroskopi til kemisk analyse (ESCA), scanningelektronmikroskopi (SEM) og røntgenfotoelektronspektroskopi (XPS).
Disse metoder kan afsløre de fysiske og atomare egenskaber af korrosion og aflejringer, samt bestemme de nøglefaktorer, der påvirker egenskaberne af tekniske væsker eller slutprodukter.en
Korrosionsprodukter af rustfrit stål kan antage mange former, såsom et karminlag af jernoxid (brunt eller rødt) på overfladen under eller over laget af jernoxid (sort eller gråt)2.Evne til at migrere nedstrøms.
Jernoxidlaget (sort rødme) kan blive tykkere over tid, efterhånden som aflejringerne bliver mere udtalte, hvilket fremgår af partikler eller aflejringer, der er synlige på overfladerne af steriliseringskammeret og udstyr eller beholdere efter dampsterilisering, der er migration.Laboratorieanalyse af kondensatprøver viste slammets dispergerede natur og mængden af ​​opløselige metaller i CS-væsken.fire
Selvom der er mange årsager til dette fænomen, er CS-generatoren normalt den største bidragyder.Det er ikke ualmindeligt at finde rødt jernoxid (brunt/rødt) på overflader og jernoxid (sort/grå) i ventilationsåbninger, der langsomt vandrer gennem CS distributionssystemet.6
CS-distributionssystemet er en forgreningskonfiguration med flere brugspunkter, der ender i fjerntliggende områder eller i slutningen af ​​hovedhovedet og forskellige forgreningsunderoverskrifter.Systemet kan omfatte et antal regulatorer for at hjælpe med at initiere tryk/temperaturreduktion på specifikke brugspunkter, der kan være potentielle korrosionspunkter.
Korrosion kan også forekomme i hygiejniske designfælder, der er placeret på forskellige punkter i systemet for at fjerne kondensat og luft fra at strømme ren damp gennem fælden, nedstrøms rør-/udløbsrør eller kondensatsamling.
I de fleste tilfælde er omvendt migration sandsynlig, hvor rustaflejringer opbygges på fælden og vokser opstrøms ind i og ud over tilstødende rørledninger eller samlere på stedet;rust, der dannes i fælder eller andre komponenter, kan ses opstrøms for kilden med konstant migration nedstrøms og opstrøms.
Nogle komponenter af rustfrit stål udviser også forskellige moderate til høje niveauer af metallurgiske strukturer, herunder deltaferrit.Ferritkrystaller menes at reducere korrosionsbestandigheden, selvom de kan være til stede i så lidt som 1-5%.
Ferrit er heller ikke så modstandsdygtig over for korrosion som den austenitiske krystalstruktur, så det vil fortrinsvis korrodere.Ferritter kan detekteres nøjagtigt med en ferritsonde og semi-præcise med en magnet, men der er betydelige begrænsninger.
Fra systemopsætning, gennem indledende idriftsættelse og opstart af en ny CS-generator og distributionsrør er der en række faktorer, der bidrager til korrosion:
Over tid kan ætsende elementer som disse producere korrosionsprodukter, når de mødes, kombineres og overlapper med blandinger af jern og jern.Sort sod ses normalt først i generatoren, derefter vises den i generatorens afgangsrør og til sidst i hele CS distributionssystemet.
SEM-analyse blev udført for at afsløre mikrostrukturen af ​​korrosionsbiprodukter, der dækkede hele overfladen med krystaller og andre partikler.Baggrunden eller den underliggende overflade, hvorpå partiklerne findes, varierer fra forskellige kvaliteter af jern (fig. 1-3) til almindelige prøver, nemlig silica/jern, sandede, glasagtige, homogene aflejringer (fig. 4).Dampfældebælgene blev også analyseret (fig. 5-6).
AES-test er en analytisk metode, der bruges til at bestemme overfladekemien af ​​rustfrit stål og diagnosticere dets korrosionsbestandighed.Det viser også forringelsen af ​​den passive film og faldet i koncentrationen af ​​krom i den passive film, da overfladen forringes på grund af korrosion.
For at karakterisere grundstofsammensætningen af ​​overfladen af ​​hver prøve blev AES-scanninger (koncentrationsprofiler af overfladeelementer over dybden) brugt.
Hvert websted, der bruges til SEM-analyse og -forstærkning, er blevet nøje udvalgt for at give oplysninger fra typiske regioner.Hver undersøgelse gav information fra de øverste få molekylære lag (estimeret til 10 ångstrøm [Å] pr. lag) til dybden af ​​metallegeringen (200-1000 Å).
Betydelige mængder jern (Fe), krom (Cr), nikkel (Ni), oxygen (O) og kulstof (C) er blevet registreret i alle regioner i Rouge.AES-data og resultater er skitseret i casestudiesektionen.
De overordnede AES-resultater for startbetingelserne viser, at stærk oxidation forekommer på prøver med usædvanligt høje koncentrationer af Fe og O (jernoxider) og lavt Cr-indhold på overfladen.Denne rødmosset aflejring resulterer i frigivelse af partikler, der kan forurene produktet og overflader i kontakt med produktet.
Efter at rødmen var fjernet, viste de "passiverede" prøver en fuldstændig genvinding af den passive film, hvor Cr nåede højere koncentrationsniveauer end Fe, med et Cr:Fe-overfladeforhold i området fra 1,0 til 2,0 og et generelt fravær af jernoxid.
Forskellige ru overflader blev analyseret ved hjælp af XPS/ESCA for at sammenligne grundstofkoncentrationer og spektrale oxidationstilstande af Fe, Cr, svovl (S), calcium (Ca), natrium (Na), fosfor (P), nitrogen (N) og O. og C (tabel A).
Der er en klar forskel i Cr-indhold fra værdier tæt på passiveringslaget til lavere værdier, der typisk findes i basislegeringer.Niveauerne af jern og krom fundet på overfladen repræsenterer forskellige tykkelser og kvaliteter af røde aflejringer.XPS-tests har vist en stigning i Na, C eller Ca på ru overflader sammenlignet med rensede og passiverede overflader.
XPS-test viste også høje niveauer af C i jernrød (sort) rød samt Fe(x)O(y) (jernoxid) i rød.XPS-data er ikke nyttige til at forstå overfladeændringer under korrosion, fordi de evaluerer både det røde metal og basismetallet.Yderligere XPS-test med større prøver er påkrævet for at kunne evaluere resultaterne korrekt.
Tidligere forfattere havde også svært ved at evaluere XPS-data.10 Feltobservationer under fjernelsesprocessen har vist, at kulstofindholdet er højt og normalt fjernes ved filtrering under forarbejdningen.SEM-mikrofotografier taget før og efter behandling med rynkefjernelse illustrerer overfladeskader forårsaget af disse aflejringer, herunder grubetæring og porøsitet, som direkte påvirker korrosion.
XPS-resultaterne efter passivering viste, at Cr:Fe-indholdsforholdet på overfladen var meget højere, når passiveringsfilmen blev gendannet, og derved reducerede korrosionshastigheden og andre negative virkninger på overfladen.
Kuponprøverne viste en signifikant stigning i Cr:Fe-forholdet mellem "som den er" overflade og den passiverede overflade.Indledende Cr:Fe-forhold blev testet i området fra 0,6 til 1,0, mens passiveringsforhold efter behandling varierede fra 1,0 til 2,5.Værdierne for elektropoleret og passiveret rustfrit stål er mellem 1,5 og 2,5.
I prøverne, der blev udsat for efterbehandling, varierede den maksimale dybde af Cr:Fe-forholdet (etableret ved hjælp af AES) fra 3 til 16 Å.De sammenligner positivt med data fra tidligere undersøgelser offentliggjort af Coleman2 og Roll.9 Overfladen af ​​alle prøver havde standardniveauer af Fe, Ni, O, Cr og C. Lave niveauer af P, Cl, S, N, Ca og Na blev også fundet i de fleste af prøverne.
Disse rester er typiske for kemiske rengøringsmidler, renset vand eller elektropolering.Ved yderligere analyse blev der fundet en vis siliciumforurening på overfladen og på forskellige niveauer af selve austenitkrystallen.Kilden ser ud til at være silicaindholdet i vandet/dampen, mekaniske polermidler eller opløst eller ætset skueglas i CS-genereringscellen.
Korrosionsprodukter fundet i CS-systemer er rapporteret at variere meget.Dette skyldes de varierende forhold i disse systemer og placeringen af ​​forskellige komponenter såsom ventiler, fælder og andet tilbehør, der kan føre til korrosive forhold og korrosionsprodukter.
Derudover indføres der ofte udskiftningskomponenter i systemet, som ikke er ordentligt passiverede.Korrosionsprodukter er også væsentligt påvirket af designet af CS-generatoren og kvaliteten af ​​vandet.Nogle typer generatorsæt er genopvarmere, mens andre er rørformede blink.CS-generatorer bruger typisk slutskærme til at fjerne fugt fra ren damp, mens andre generatorer bruger bafler eller cykloner.
Nogle giver en næsten solid jernpatina i fordelerrøret og det røde jern, der dækker det.Den forbløffede blok danner en sort jernfilm med en jernoxidrødme nedenunder og skaber et andet topoverfladefænomen i form af en sodet rødme, der er nemmere at tørre af overfladen.
Som regel er denne jernholdige sodlignende aflejring meget mere udtalt end den jernrøde og er mere mobil.På grund af den øgede oxidationstilstand af jernet i kondensatet har slammet, der dannes i kondensatkanalen i bunden af ​​fordelerrøret, jernoxidslam oven på jernslammet.
Jernoxidrødmen passerer gennem kondensatopsamleren, bliver synlig i afløbet, og det øverste lag gnides let af overfladen.Vandkvalitet spiller en vigtig rolle i den kemiske sammensætning af blush.
Højere kulbrinteindhold resulterer i for meget sod i læbestiften, mens højere silicaindhold resulterer i højere silicaindhold, hvilket resulterer i et glat eller blankt læbestiftlag.Som tidligere nævnt er skueglas til vandstand også tilbøjelige til korrosion, hvilket tillader snavs og silica at trænge ind i systemet.
Pistolen giver anledning til bekymring i dampsystemer, da der kan dannes tykke lag, som danner partikler.Disse partikler er til stede på dampoverflader eller i dampsteriliseringsudstyr.De følgende afsnit beskriver mulige lægemiddeleffekter.
Som-is-SEM'erne i figur 7 og 8 viser den mikrokrystallinske natur af klasse 2-karmin i tilfælde 1. En særlig tæt matrix af jernoxidkrystaller dannet på overfladen i form af en finkornet rest.Dekontaminerede og passiverede overflader viste korrosionsskader, hvilket resulterede i en ru og let porøs overfladetekstur som vist i figur 9 og 10.
NPP-scanning i fig.11 viser begyndelsestilstanden af ​​den oprindelige overflade med tungt jernoxid på. Den passiverede og fjernede overflade (figur 12) indikerer, at den passive film nu har et forhøjet Cr-indhold (rød linje) over Fe (sort linje) ved > 1,0 Cr:Fe-forhold. Den passiverede og fjernede overflade (figur 12) indikerer, at den passive film nu har et forhøjet Cr-indhold (rød linje) over Fe (sort linje) ved > 1,0 Cr:Fe-forhold. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имераснает повися ния) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Den passiverede og de-energiserede overflade (fig. 12) indikerer, at den passive film nu har et øget indhold af Cr (rød linje) sammenlignet med Fe (sort linje) ved et forhold på 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ﺿ）含量高于Fe（（黑ﺌ>0. . Cr（红线）含量高于Fe（黑线），Cr:Fe 比率> 1.0. (Personlig og grøn forretning (r. 12) показывает, что пассивированная пленка теперь имекет босекет ная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Den passiverede og rynkede overflade (fig. 12) viser, at den passiverede film nu har et højere Cr-indhold (rød linje) end Fe (sort linje) ved et Cr:Fe-forhold > 1,0.
En tyndere (< 80 Å) passiverende chromoxidfilm er mere beskyttende end hundreder af ångstrøm tyk krystallinsk jernoxidfilm fra et uædle metal- og kalklag med et jernindhold på mere end 65 %.
Den kemiske sammensætning af den passiverede og rynkede overflade er nu sammenlignelig med passiverede polerede materialer.Sedimentet i tilfælde 1 er et klasse 2-sediment, der kan dannes in situ;efterhånden som det akkumuleres, dannes der større partikler, som vandrer med dampen.
I dette tilfælde vil den viste korrosion ikke føre til alvorlige fejl eller forringelse af overfladekvaliteten.Normal rynkning vil reducere den ætsende effekt på overfladen og eliminere muligheden for kraftig migration af partikler, der kan blive synlige.
I figur 11 viser AES-resultater, at tykke lag nær overfladen har højere niveauer af Fe og O (500 Å jernoxid; henholdsvis citrongrønne og blå linjer), overgang til doterede niveauer af Fe, Ni, Cr og O. Fe-koncentrationen (blå linje) er meget højere end koncentrationen af ​​noget andet metal, stigende fra 35 % ved overfladen til over 6.5 % i overfladen.
Ved overfladen går O-niveauet (lysegrøn linje) fra næsten 50 % i legeringen til næsten nul ved en oxidfilmtykkelse på mere end 700 Å. Ni (mørkegrøn linje) og Cr (rød linje) niveauer er ekstremt lave ved overfladen (< 4 %) og stiger til normale niveauer (henholdsvis 11 % og 17 %) ved legeringsdybde. Ni (mørkegrøn linje) og Cr (rød linje) niveauer er ekstremt lave ved overfladen (< 4 %) og stiger til normale niveauer (henholdsvis 11 % og 17 %) ved legeringsdybde. Уровни Ni (темно-зеленая линия) og Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) og увеличиваюния (1% 1% инов) 7% соответственно) в глубине сплава. Niveauer af Ni (mørkegrøn linje) og Cr (rød linje) er ekstremt lave ved overfladen (<4 %) og stiger til normale niveauer (henholdsvis 11 % og 17 %) dybt i legeringen.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（<4%），而在合金深度处帰棹处帰戰加为 11 % 和 17 %）.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处帰浰加处帢加咺 11 % Уровни Ni (темно-зеленая линия) og Cr (красная линия) på поверхности чрезвычайно низки (<4%) og увеличиваются не сплава (11 % og 17 % соответственно). Niveauer af Ni (mørkegrøn linje) og Cr (rød linje) ved overfladen er ekstremt lave (<4%) og stiger til normale niveauer dybt i legeringen (henholdsvis 11% og 17%).
AES-billede i fig.12 viser, at det røde lag (jernoxid) er blevet fjernet, og passiveringsfilmen er blevet genoprettet.I det 15 Å primære lag er Cr-niveauet (rød linje) højere end Fe-niveauet (sort linje), som er en passiv film.Til at begynde med var Ni-indholdet på overfladen 9%, stigende med 60-70 Å over Cr-niveauet (± 16%), og derefter stigende til legeringsniveauet på 200 Å.
Startende ved 2% falder kulstofniveauet (blå linje) til nul ved 30 Å. Fe-niveauet er i starten lavt (< 15 %) og senere lig med Cr-niveauet ved 15 Å og fortsætter med at stige til legeringsniveauet ved mere end 65 % ved 150 Å. Fe-niveauet er i starten lavt (< 15 %) og senere lig med Cr-niveauet ved 15 Å og fortsætter med at stige til legeringsniveauet ved mere end 65 % ved 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å и продолжает увеличиваться до урлавне спло5% спло5% сп. Fe-niveauet er i starten lavt (< 15 %), er senere lig med Cr-niveauet ved 15 Å og fortsætter med at stige til over 65 % legeringsniveau ved 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 时继续增加刄倇臏鈇超鐇 Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加刄倇臏鈇超鐇 Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å и продолжает увелисявас mere end 65 % til 150 Å. Fe-indholdet er i starten lavt (< 15 %), senere svarer det til Cr-indholdet ved 15 Å og fortsætter med at stige, indtil legeringsindholdet er over 65 % ved 150 Å.Cr-niveauer stiger til 25% af overfladen ved 30 Å og falder til 17% i legeringen.
Det forhøjede O-niveau nær overfladen (lysegrøn linje) falder til nul efter en dybde på 120 Å.Denne analyse viste en veludviklet overfladepassiveringsfilm.SEM-fotografierne i figur 13 og 14 viser den ru, ru og porøse krystallinske natur af overfladens 1. og 2. jernoxidlag.Den rynkede overflade viser virkningen af ​​korrosion på en delvist groet ru overflade (figur 18-19).
De passiverede og rynkede overflader vist i figur 13 og 14 modstår ikke alvorlig oxidation.Figur 15 og 16 viser en gendannet passiveringsfilm på en metaloverflade.