Käytämme evästeitä parantaaksemme käyttökokemustasi.Jatkamalla tämän sivuston selaamista hyväksyt evästeiden käytön.Lisäinformaatio.
Puhtaan tai puhtaan höyryn farmaseuttisiin järjestelmiin kuuluvat generaattorit, ohjausventtiilit, jakeluputket tai -putkistot, termodynaamiset tai tasapainotermostaattiset erottimet, painemittarit, paineenalennuslaitteet, varoventtiilit ja tilavuusakut.
Suurin osa näistä osista on valmistettu 316 litran ruostumattomasta teräksestä ja sisältävät fluoripolymeeritiivisteitä (yleensä polytetrafluorieteeni, joka tunnetaan myös nimellä Teflon tai PTFE) sekä puolimetallia tai muita elastomeerisia materiaaleja.
Nämä komponentit ovat alttiita korroosiolle tai hajoamiselle käytön aikana, mikä vaikuttaa valmiin Clean Steam (CS) -apuohjelman laatuun.Tässä artikkelissa kuvattu projekti arvioi ruostumattomasta teräksestä valmistettuja näytteitä neljästä CS-järjestelmän tapaustutkimuksesta, arvioi mahdollisten korroosiovaikutusten riskiä prosessissa ja kriittisissä suunnittelujärjestelmissä sekä testattiin hiukkasten ja metallien varalta lauhteesta.
Näytteitä syöpyneistä putkistoista ja jakelujärjestelmän komponenteista sijoitetaan korroosion sivutuotteiden tutkimiseksi.9 Jokaista erityistapausta varten arvioitiin erilaiset pintaolosuhteet.Esimerkiksi tavanomaiset poskipuna- ja korroosiovaikutukset arvioitiin.
Vertailunäytteiden pinnoilta arvioitiin punoituskerrostumien esiintyminen käyttämällä visuaalista tarkastusta, Auger-elektronispektroskopiaa (AES), elektronispektroskopiaa kemiallista analyysiä varten (ESCA), pyyhkäisyelektronimikroskooppia (SEM) ja röntgenfotoelektronispektroskopiaa (XPS).
Näillä menetelmillä voidaan paljastaa korroosion ja kerrostumien fysikaaliset ja atomiominaisuudet sekä määrittää teknisten nesteiden tai lopputuotteiden ominaisuuksiin vaikuttavat keskeiset tekijät.yksi
Ruostumattoman teräksen korroosiotuotteet voivat olla monimuotoisia, kuten rautaoksidikerroksen (ruskea tai punainen) karmiinikerros rautaoksidikerroksen (musta tai harmaa) ala- tai yläpuolella2.Mahdollisuus siirtyä alavirtaan.
Rautaoksidikerros (musta punoitus) voi paksuuntua ajan myötä, kun kerrostumat korostuvat, mikä on osoituksena hiukkasista tai kerrostumista, jotka näkyvät sterilointikammion ja laitteiden tai säiliöiden pinnoilla höyrysteriloinnin jälkeen, migraatiota tapahtuu.Kondensaattinäytteiden laboratorioanalyysi osoitti lietteen hajaantuneen luonteen ja liukoisten metallien määrän CS-nesteessä.neljä
Vaikka tähän ilmiöön on monia syitä, CS-generaattori on yleensä pääasiallinen tekijä.Ei ole harvinaista löytää punaista rautaoksidia (ruskea/punainen) pinnoilta ja rautaoksidia (musta/harmaa) tuuletusaukoissa, jotka kulkeutuvat hitaasti CS-jakelujärjestelmän läpi.6
CS-jakelujärjestelmä on haarautuva konfiguraatio, jossa on useita käyttöpisteitä, jotka päättyvät syrjäisille alueille tai pääotsikon ja eri haara-aliotsikoiden loppuun.Järjestelmä voi sisältää useita säätimiä, jotka auttavat käynnistämään paineen/lämpötilan alentamisen tietyissä käyttökohteissa, jotka voivat olla mahdollisia korroosiokohtia.
Korroosiota voi esiintyä myös hygieenisissa suunnitteluluukuissa, jotka sijoitetaan järjestelmän eri kohtiin poistamaan lauhteen ja ilman erottimen, alavirran putkiston/poistoputkiston tai lauhteen kokoojan läpi virtaavasta puhtaasta höyrystä.
Useimmissa tapauksissa päinvastainen kulkeutuminen on todennäköistä, kun ruostekertymiä kerääntyy loukkuun ja ne kasvavat ylävirtaan viereisiin putkilinjoihin tai käyttöpisteen keräilijöihin ja niiden ulkopuolelle.ansoihin tai muihin komponentteihin muodostuva ruoste voidaan nähdä lähteen ylävirtaan, ja se kulkeutuu jatkuvasti myötä- ja ylävirtaan.
Joissakin ruostumattoman teräksen osissa on myös erilaisia ​​kohtalaisia ​​tai korkeita metallurgisia rakenteita, mukaan lukien delta-ferriitti.Ferriittikiteiden uskotaan vähentävän korroosionkestävyyttä, vaikka niitä voi ollakin vain 1–5 %.
Ferriitti ei myöskään kestä yhtä korroosiota kuin austeniittinen kiderakenne, joten se mieluiten syöpyy.Ferriitit voidaan havaita tarkasti ferriittianturilla ja puolitarkasti magneetilla, mutta niissä on merkittäviä rajoituksia.
Järjestelmän asennuksesta ensimmäiseen käyttöönottoon ja uuden CS-generaattorin ja jakeluputkiston käynnistykseen asti on useita tekijöitä, jotka vaikuttavat korroosioon:
Ajan myötä tällaiset syövyttävät elementit voivat tuottaa korroosiotuotteita, kun ne kohtaavat, yhdistyvät ja menevät päällekkäin raudan ja raudan seosten kanssa.Musta noki näkyy yleensä ensin generaattorissa, sitten se ilmestyy generaattorin purkausputkistoon ja lopulta koko CS-jakelujärjestelmään.
SEM-analyysi suoritettiin paljastamaan korroosion sivutuotteiden mikrorakenne, joka peitti koko pinnan kiteillä ja muilla hiukkasilla.Tausta tai alla oleva pinta, jolta hiukkaset löytyvät, vaihtelee eri rautalaaduista (kuvat 1-3) tavallisiin näytteisiin, nimittäin piidioksidi/rauta-, hiekka-, lasimaiset, homogeeniset kerrostumat (kuva 4).Myös höyrylukon palkeet analysoitiin (kuvat 5-6).
AES-testaus on analyyttinen menetelmä, jolla määritetään ruostumattoman teräksen pintakemia ja diagnosoidaan sen korroosionkestävyys.Se osoittaa myös passiivikalvon huononemisen ja kromin pitoisuuden vähenemisen passiivikalvossa pinnan huonontuessa korroosion vuoksi.
Kunkin näytteen pinnan alkuainekoostumuksen karakterisoimiseksi käytettiin AES-skannauksia (pintaelementtien pitoisuusprofiileja syvyyden yli).
Jokainen SEM-analyysiin ja -lisätykseen käytetty sivusto on valittu huolellisesti tarjoamaan tietoja tyypillisiltä alueilta.Jokainen tutkimus tarjosi tietoa muutamasta ylimmästä molekyylikerroksesta (arviolta 10 angströmiä [Å] kerrosta kohti) metalliseoksen syvyyteen (200–1000 Å).
Kaikilla Rougen alueilla on havaittu merkittäviä määriä rautaa (Fe), kromia (Cr), nikkeliä (Ni), happea (O) ja hiiltä (C).AES-tiedot ja tulokset on esitelty tapaustutkimusosiossa.
Yleiset AES-tulokset alkuolosuhteissa osoittavat, että voimakasta hapettumista tapahtuu näytteissä, joissa on epätavallisen korkeat Fe- ja O-pitoisuudet (rautaoksidit) ja alhainen Cr-pitoisuus pinnalla.Tämä punertava kerros johtaa hiukkasten vapautumiseen, jotka voivat saastuttaa tuotteen ja tuotteen kanssa kosketuksissa olevat pinnat.
Kun poskipuna oli poistettu, "passivoidut" näytteet osoittivat passiivisen kalvon täydellisen palautumisen, kun Cr saavutti korkeammat pitoisuustasot kuin Fe, Cr:Fe-pintasuhteen ollessa 1,0-2,0 ja rautaoksidin puuttuessa.
Erilaisia ​​karkeita pintoja analysoitiin käyttämällä XPS/ESCA:ta Fe:n, Cr:n, rikin (S), kalsiumin (Ca), natriumin (Na), fosforin (P), typen (N) sekä O:n ja C:n alkuainepitoisuuksien ja spektraalisten hapetustilojen vertaamiseksi (taulukko A).
Cr-pitoisuudessa on selvä ero passivointikerroksen läheisistä arvoista alhaisempiin arvoihin, joita tyypillisesti esiintyy perusseoksissa.Pinnalla olevat raudan ja kromin määrät edustavat eri paksuisia ja eri laatuisia rouge kerrostumia.XPS-testit ovat osoittaneet Na-, C- tai Ca-pitoisuuden lisääntymistä karkeilla pinnoilla verrattuna puhdistettuun ja passivoituun pintaan.
XPS-testaus osoitti myös korkeat C-pitoisuudet raudanpunaisessa (musta) punaisessa sekä Fe(x)O(y) (rautaoksidi) punaisessa.XPS-tiedoista ei ole hyötyä pintamuutosten ymmärtämiseen korroosion aikana, koska se arvioi sekä punaisen metallin että perusmetallin.Ylimääräinen XPS-testaus suuremmilla näytteillä on tarpeen tulosten arvioimiseksi oikein.
Aiemmilla kirjoittajilla oli myös vaikeuksia arvioida XPS-tietoja.10 Poistoprosessin aikana tehdyt kenttähavainnot ovat osoittaneet, että hiilipitoisuus on korkea ja se poistetaan yleensä prosessoinnin aikana suodattamalla.SEM-mikrokuvat, jotka on otettu ennen ja jälkeen ryppyjen poistokäsittelyn, havainnollistavat näiden kerrostumien aiheuttamia pintavaurioita, mukaan lukien pistemäisyys ja huokoisuus, jotka vaikuttavat suoraan korroosioon.
XPS-tulokset passivoinnin jälkeen osoittivat, että pinnan Cr:Fe-pitoisuuden suhde oli paljon suurempi, kun passivointikalvo muodostettiin uudelleen, mikä vähensi korroosion nopeutta ja muita pinnan haitallisia vaikutuksia.
Kuponkinäytteet osoittivat merkittävän kasvun Cr:Fe-suhteessa "sellaisenaan" pinnan ja passivoidun pinnan välillä.Alkuperäiset Cr:Fe-suhteet testattiin välillä 0,6 - 1,0, kun taas hoidon jälkeiset passivointisuhteet vaihtelivat välillä 1,0 - 2,5.Sähkökiillotettujen ja passivoivien ruostumattomien terästen arvot ovat välillä 1,5 - 2,5.
Jälkikäsitellyissä näytteissä Cr:Fe-suhteen enimmäissyvyys (määritetty AES:llä) vaihteli välillä 3 - 16 Å.Ne vertautuvat suotuisasti Coleman2:n ja Rollin aiempien tutkimusten tietoihin.9 Kaikkien näytteiden pinnoilla oli vakiotasot Fe, Ni, O, Cr ja C. Useimmissa näytteissä havaittiin myös alhaisia ​​P-, Cl-, S-, N, Ca ja Na tasoja.
Nämä jäämät ovat tyypillisiä kemiallisille puhdistusaineille, puhdistetulle vedelle tai sähkökiillotukselle.Lisäanalyysissä havaittiin jonkin verran piikontaminaatiota itse austeniittikiteen pinnalta ja eri tasoilla.Lähteenä näyttää olevan veden/höyryn piidioksidipitoisuus, mekaaniset kiillotusaineet tai liuennut tai syövytetty näkölasi CS-sukupolven solussa.
CS-järjestelmissä esiintyvien korroosiotuotteiden kerrotaan vaihtelevan suuresti.Tämä johtuu näiden järjestelmien vaihtelevista olosuhteista ja erilaisten osien, kuten venttiilien, erottimien ja muiden lisävarusteiden sijoittelusta, jotka voivat johtaa syövyttäviä olosuhteita ja korroosiotuotteita.
Lisäksi järjestelmään tuodaan usein varaosia, joita ei ole passivoitu kunnolla.Korroosiotuotteisiin vaikuttavat merkittävästi myös CS-generaattorin suunnittelu ja veden laatu.Jotkin generaattorisarjat ovat uudelleenkeittimiä, kun taas toiset ovat putkimaisia ​​vilkkuja.CS-generaattorit käyttävät yleensä päätyverkkoja kosteuden poistamiseen puhtaasta höyrystä, kun taas muut generaattorit käyttävät ohjauslevyjä tai sykloneja.
Jotkut tuottavat lähes kiinteän rautapatinan jakeluputkeen ja sitä peittävään punaiseen rautaan.Hämmentynyt lohko muodostaa mustan rautakalvon, jonka alla on rautaoksidiposkipuna, ja luo toisen yläpinnan ilmiön nokinen poskipunan muodossa, joka on helpompi pyyhkiä pois pinnalta.
Yleensä tämä rautapitoinen nokimainen kerros on paljon voimakkaampi kuin raudanpunainen ja on liikkuvampi.Kondensaatissa olevan raudan kohonneen hapetusasteen vuoksi jakoputken pohjassa olevaan lauhdekanavaan syntyvässä lietteessä on rautaoksidilietettä rautalietteen päällä.
Rautaoksidipohjustus kulkee lauhteenkerääjän läpi, tulee näkyviin viemäriin ja pintakerros hankauttuu helposti pois pinnasta.Veden laadulla on tärkeä rooli poskipunan kemiallisessa koostumuksessa.
Suurempi hiilivetypitoisuus aiheuttaa liikaa nokea huulipunassa, kun taas korkeampi piidioksidipitoisuus johtaa korkeampaan piipitoisuuteen, mikä johtaa sileään tai kiiltävään huulipunakerrokseen.Kuten aiemmin mainittiin, vesitason tarkastuslasit ovat myös alttiita korroosiolle, jolloin roskia ja piidioksidia pääsee järjestelmään.
Ase on huolestuttava höyryjärjestelmissä, koska voi muodostua paksuja kerroksia, jotka muodostavat hiukkasia.Näitä hiukkasia on höyrypinnoilla tai höyrysterilointilaitteissa.Seuraavissa osissa kuvataan mahdollisia lääkkeiden vaikutuksia.
Sellaiset SEM:t kuvissa 7 ja 8 osoittavat luokan 2 karmiinin mikrokiteisen luonteen tapauksessa 1. Erityisen tiheä rautaoksidikiteiden matriisi, joka muodostui pinnalle hienorakeisena jäännöksenä.Dekontaminoiduissa ja passivoiduissa pinnoissa havaittiin korroosiovaurioita, jotka johtivat karkeaan ja hieman huokoiseen pintarakenteeseen, kuten kuvissa 9 ja 10 näkyy.
Ydinvoimalaitosskannaus kuvassa.Kuva 11 näyttää alkuperäisen pinnan alkutilan raskaan rautaoksidin päällä. Passivoitunut ja puhdistettu pinta (kuvio 12) osoittaa, että passiivikalvolla on nyt kohonnut Cr-pitoisuus (punainen viiva) Fe:n (musta viiva) yläpuolella > 1,0 Cr:Fe-suhteessa. Passivoitunut ja puhdistettu pinta (kuvio 12) osoittaa, että passiivikalvolla on nyt kohonnut Cr-pitoisuus (punainen viiva) Fe:n (musta viiva) yläpuolella > 1,0 Cr:Fe-suhteessa. Пассивированная и обесточенная поверхность (ris. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имераснит поверхность (рис. 12) линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Passivoitunut ja jännitteetön pinta (kuvio 12) osoittaa, että passiivikalvolla on nyt lisääntynyt Cr-pitoisuus (punainen viiva) verrattuna Fe:hen (musta viiva) suhteessa Cr:Fe > 1,0.钝化和去皱表面（图12）表明，钝化膜现在的Cr（红线）含量高于有12.12）量高于Fe（黑线. Cr（红线）含量高于Fe（黑线），Cr:Fe 比率> 1.0. Пассивированная и морщинистая поверхность (ris. 12) показывает, что пассивированная пленка теперь имеерасыж полодке имеееты болокет я линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Passivoitunut ja ryppyinen pinta (kuva 12) osoittaa, että passivoidun kalvon Cr-pitoisuus on nyt suurempi (punainen viiva) kuin Fe (musta viiva) Cr:Fe-suhteella > 1,0.
Ohuempi (< 80 Å) passivoiva kromioksidikalvo suojaa paremmin kuin satojen angströmien paksuinen kiteinen rautaoksidikalvo perusmetalli- ja hilsekerroksesta, jonka rautapitoisuus on yli 65 %.
Passivoidun ja ryppyisen pinnan kemiallinen koostumus on nyt verrattavissa passivoituun kiillotettuun materiaaliin.Sedimentti tapauksessa 1 on luokan 2 sedimentti, joka voi muodostua in situ;kun se kerääntyy, muodostuu suurempia hiukkasia, jotka kulkeutuvat höyryn mukana.
Tässä tapauksessa esitetty korroosio ei aiheuta vakavia puutteita tai pinnan laadun heikkenemistä.Normaali rypistyminen vähentää pinnan syövyttävää vaikutusta ja eliminoi mahdollisen hiukkasten voimakkaan siirtymisen, jotka voivat tulla näkyviin.
Kuvassa 11 AES-tulokset osoittavat, että pinnan lähellä olevissa paksuissa kerroksissa on korkeammat Fe- ja O-pitoisuudet (500 Å rautaoksidia; sitruunanvihreät ja siniset viivat, vastaavasti), siirtyen seostettuihin Fe-, Ni-, Cr- ja O-tasoihin. Fe-pitoisuus (sininen viiva) on paljon korkeampi kuin minkään muun metallin, kasvaen pinnan 35 %:sta yli 65 %:iin.
Pinnalla O-taso (vaaleanvihreä viiva) menee lejeeringin lähes 50 %:sta lähes nollaan oksidikalvon paksuudella yli 700 Å. Ni (tummanvihreä viiva) ja Cr (punainen viiva) tasot ovat erittäin alhaiset pinnalla (< 4 %) ja nousevat normaaleille tasoille (11 % ja 17 %) lejeeringin syvyydessä. Ni (tummanvihreä viiva) ja Cr (punainen viiva) tasot ovat erittäin alhaiset pinnalla (< 4 %) ja nousevat normaaleille tasoille (11 % ja 17 %) lejeeringin syvyydessä. Уровни Ni (темно-зеленая линия) и Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4 %) ja увеличиваются % норо1 нос1 до ответственно) в глубине сплава. Ni (tummanvihreä viiva) ja Cr (punainen viiva) tasot ovat erittäin alhaisia ​​pinnalla (<4 %) ja nousevat normaaleille tasoille (11 % ja 17 %) syvällä lejeeringissä.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金己度处增将11% tai 17%).表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金己度处增匫咺 11 % Уровни Ni (темно-зеленая линия) ja Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4 %) ja увеличиваются до нопорновленая линия lava (11% ja 17% соответственно). Ni (tummanvihreä viiva) ja Cr (punainen viiva) tasot pinnalla ovat erittäin alhaiset (<4 %) ja nousevat normaaleille tasoille syvällä lejeeringissä (11 % ja 17 %).
AES-kuva kuvassa.Kuvassa 12 näkyy, että rouge (rautaoksidi) -kerros on poistettu ja passivointikalvo on palautettu.15 Å:n primäärikerroksessa Cr-taso (punainen viiva) on korkeampi kuin Fe-taso (musta viiva), joka on passiivinen kalvo.Aluksi pinnan Ni-pitoisuus oli 9 %, noussut 60–70 Å Cr-tason yläpuolelle (± 16 %) ja nousi sitten 200 Å:n seostasolle.
Alkaen 2 %:sta, hiilitaso (sininen viiva) laskee nollaan 30 Å:n kohdalla. Fe-taso on aluksi alhainen (< 15 %) ja myöhemmin yhtä suuri kuin Cr-taso 15 Å:ssä ja jatkaa nousuaan metalliseostasolle yli 65 %:ssa 150 Å:n kohdalla. Fe-taso on aluksi alhainen (< 15 %) ja myöhemmin yhtä suuri kuin Cr-taso 15 Å:ssä ja jatkaa nousuaan metalliseostasolle yli 65 %:ssa 150 Å:n kohdalla. ' Fe-taso on aluksi alhainen (< 15 %), myöhemmin se vastaa Cr-tasoa 15 Å:ssä ja jatkaa nousuaan yli 65 %:n seostasolle 150 Å:n kohdalla. Fe 含量最初很低(< 15%), 后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在 150 Å 时继续增嫐皿隿凅諐. Fe 含量最初很低(< 15%), 后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在 150 Å 时继续增嫐皿隿凅諐. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å и продолжает увержает увержает увержанич более 65 % при 150 Å. Fe-pitoisuus on aluksi alhainen (< 15 %), myöhemmin se vastaa Cr-pitoisuutta 15 Å:ssä ja jatkaa nousuaan, kunnes seospitoisuus on yli 65 % 150 Å:ssä.Cr-tasot nousevat 25 prosenttiin pinnasta 30 Å:n kohdalla ja laskevat 17 prosenttiin lejeeringissä.
Kohonnut O-taso lähellä pintaa (vaaleanvihreä viiva) laskee nollaan 120 Å:n syvyyden jälkeen.Tämä analyysi osoitti hyvin kehittyneen pinnan passivointikalvon.SEM-valokuvat kuvissa 13 ja 14 osoittavat pinnan 1. ja 2. rautaoksidikerroksen karkean, karkean ja huokoisen kiteisen luonteen.Ryppyinen pinta osoittaa korroosion vaikutuksen osittain kuoppaiseen karkeaan pintaan (kuvat 18-19).
Kuvissa 13 ja 14 esitetyt passivoituneet ja ryppyiset pinnat eivät kestä voimakasta hapettumista.Kuvissa 15 ja 16 on restauroitu passivointikalvo metallipinnalla.