Wy brûke cookies om jo ûnderfining te ferbetterjen. Troch troch te gean mei it blêdzjen fan dizze side, geane jo akkoard mei ús gebrûk fan cookies. Oanfoljende ynformaasje.
Suvere of suvere stoomfarmaseutyske systemen omfetsje generators, kontrôlekleppen, distribúsjepipen of pipelines, termodynamyske of lykwichtstermostatyske fellen, drukmeters, drukreducers, feiligenskleppen en volumetryske akkumulatoren.
De measte fan dizze ûnderdielen binne makke fan 316 L roestfrij stiel en befetsje fluorpolymeerpakkingen (meastal polytetrafluoroethyleen, ek wol bekend as Teflon of PTFE), lykas healmetaal of oare elastomere materialen.
Dizze ûnderdielen binne gefoelich foar korrosje of degradaasje tidens gebrûk, wat ynfloed hat op de kwaliteit fan it ôfmakke Clean Steam (CS) nutsfoarsjenning. It projekt dat yn dit artikel detaillearre wurdt, evaluearre roestfrij stielen eksimplaren út fjouwer CS-systeem gefalstúdzjes, beoardiele it risiko fan potinsjele korrosje-ynfloeden op proses- en krityske yngenieurs systemen, en testte op dieltsjes en metalen yn kondensaat.
Stekproeven fan korrodearre piipliedingen en distribúsjesysteemkomponinten wurde pleatst om korrosjebyprodukten te ûndersykjen. 9 Foar elk spesifyk gefal waarden ferskate oerflakomstannichheden evaluearre. Bygelyks waarden standert blush- en korrosjeeffekten evaluearre.
De oerflakken fan 'e referinsjemonsters waarden beoardiele op 'e oanwêzigens fan blush-ôfsettings mei help fan fisuele ynspeksje, Auger-elektronenspektroskopie (AES), elektronenspektroskopie foar gemyske analyze (ESCA), scanning-elektronenmikroskopie (SEM) en röntgenfotoelektronspektroskopie (XPS).
Dizze metoaden kinne de fysike en atomêre eigenskippen fan korrosje en ôfsettings oan it ljocht bringe, en ek de wichtichste faktoaren bepale dy't ynfloed hawwe op de eigenskippen fan technyske floeistoffen of einprodukten.
Korrosjeprodukten fan roestfrij stiel kinne in protte foarmen oannimme, lykas in karmynlaach fan izerokside (brún of read) op it oerflak ûnder of boppe de laach fan izerokside (swart of griis)2. Fermogen om streamôfwerts te migrearjen.
De izeroksidelaach (swarte blos) kin mei de tiid dikker wurde as de ôfsettings dúdliker wurde, lykas bliken docht út dieltsjes of ôfsettings dy't sichtber binne op 'e oerflakken fan 'e sterilisaasjekeamer en apparatuer of konteners nei stoomsterilisaasje, is der migraasje. Laboratoariumanalyse fan kondensaatmonsters liet de fersprate aard fan it slib en de hoemannichte oplosbere metalen yn 'e CS-floeistof sjen. fjouwer
Hoewol't der in protte redenen binne foar dit ferskynsel, is de CS-generator meastal de wichtichste bydrage. It is net ûngewoan om read izerokside (brún/read) op oerflakken en izerokside (swart/griis) te finen yn fentilaasjekanalen dy't stadich troch it CS-distribúsjesysteem migrearje. 6
It CS-distribúsjesysteem is in fertakkingskonfiguraasje mei meardere gebrûkspunten dy't einigje yn ôfgelegen gebieten of oan 'e ein fan' e haadkoplieding en ferskate fertakkingsûnderkopliedingen. It systeem kin in oantal regulators omfetsje om druk-/temperatuerreduksje te helpen begjinnen op spesifike gebrûkspunten dy't potinsjele korrosjepunten kinne wêze.
Korrosje kin ek foarkomme yn hygiënyske ûntwerpfallen dy't op ferskate punten yn it systeem pleatst binne om kondensaat en loft te ferwiderjen fan streamende skjinne stoom troch de fal, streamôfwerts piping/ûntladingspipen of kondensaatkoptekst.
Yn 'e measte gefallen is omkearde migraasje wierskynlik wêr't roestôfsettings op 'e fal opbouwe en stroomopwaarts groeie yn en fierder as oanbuorjende pipelines of kollektors op gebrûkspunten; roest dy't foarmet yn falen of oare komponinten kin stroomopwaarts fan 'e boarne sjoen wurde mei konstante migraasje stroomafwaarts en stroomopwaarts.
Guon ûnderdielen fan roestfrij stiel litte ek ferskate matige oant hege nivo's fan metallurgyske struktueren sjen, ynklusyf deltaferrite. Ferritekristallen wurde leaud de korrosjebestriding te ferminderjen, ek al kinne se mar yn 1-5% oanwêzich wêze.
Ferryt is ek net sa bestindich tsjin korrosje as de austenityske kristalstruktuer, dus it sil by foarkar korrodearje. Ferryten kinne sekuer detektearre wurde mei in ferrytsonde en semi-sekuer mei in magneet, mar d'r binne wichtige beheiningen.
Fan systeemopset, oant earste yn gebrûk nommen wurde, en it opstarten fan in nije CS-generator en distribúsjepipen, binne d'r in oantal faktoaren dy't bydrage oan korrosje:
Mei de tiid kinne korrosive eleminten lykas dizze korrosjeprodukten produsearje as se mingsels fan izer en izer moetsje, kombinearje en oerlaapje. Swarte roet wurdt meastal earst yn 'e generator sjoen, dan ferskynt it yn 'e ôffierpipen fan' e generator en úteinlik yn it heule CS-distribúsjesysteem.
SEM-analyze waard útfierd om de mikrostruktuer fan korrosjebyprodukten te iepenbierjen dy't it heule oerflak bedekke mei kristallen en oare dieltsjes. De eftergrûn of ûnderlizzende oerflak wêrop de dieltsjes fûn wurde farieart fan ferskate graden izer (Fig. 1-3) oant gewoane samples, nammentlik silika/izer, sânich, glêsachtich, homogene ôfsettings (Fig. 4). De balgen fan 'e stoomkondensator waarden ek analysearre (Fig. 5-6).
AES-testen is in analytyske metoade dy't brûkt wurdt om de oerflakgemy fan roestfrij stiel te bepalen en de korrosjebestriding te diagnostisearjen. It lit ek de ferswakking fan 'e passive film en de ôfname fan 'e konsintraasje fan chromium yn 'e passive film sjen as it oerflak ferslechteret troch korrosje.
Om de elemintêre gearstalling fan it oerflak fan elk stekproef te karakterisearjen, waarden AES-scans (konsintraasjeprofilen fan oerflakeleminten oer djipte) brûkt.
Elke lokaasje dy't brûkt wurdt foar SEM-analyze en fergrutting is soarchfâldich selektearre om ynformaasje te jaan út typyske regio's. Elke stúdzje levere ynformaasje fan 'e boppeste pear molekulêre lagen (rûsd op 10 Å per laach) oant de djipte fan 'e metaallegering (200–1000 Å).
Signifikante hoemannichten izer (Fe), chromium (Cr), nikkel (Ni), soerstof (O) en koalstof (C) binne registrearre yn alle regio's fan Rouge. AES-gegevens en resultaten wurde beskreaun yn 'e gefalstúdzjeseksje.
De algemiene AES-resultaten foar de begjinbetingsten litte sjen dat sterke oksidaasje foarkomt by samples mei ungewoan hege konsintraasjes fan Fe en O (izeroksiden) en in leech Cr-gehalte op it oerflak. Dizze rûge ôfsetting resulteart yn it frijkommen fan dieltsjes dy't it produkt en oerflakken yn kontakt mei it produkt kinne fersmoargje.
Nei't de blos fuorthelle wie, lieten de "passivearre" samples in folslein herstel fan 'e passive film sjen, wêrby't Cr hegere konsintraasjenivo's berikte as Fe, mei in Cr:Fe oerflakferhâlding fariearjend fan 1.0 oant 2.0 en in algemiene ôfwêzigens fan izerokside.
Ferskate rûge oerflakken waarden analysearre mei XPS/ESCA om elemintêre konsintraasjes en spektrale oksidaasjetastannen fan Fe, Cr, swevel (S), kalsium (Ca), natrium (Na), fosfor (P), stikstof (N), en O, en C te fergelykjen (tabel A).
Der is in dúdlik ferskil yn Cr-ynhâld fan wearden tichtby de passivaasjelaach oant legere wearden dy't typysk fûn wurde yn basislegeringen. De nivo's fan izer en chromium dy't op it oerflak fûn wurde, fertsjintwurdigje ferskillende dikten en graden fan rouge-ôfsettings. XPS-tests hawwe in tanimming fan Na, C of Ca op rûge oerflakken sjen litten yn ferliking mei skjinmakke en passivearre oerflakken.
XPS-testen lieten ek hege nivo's fan C sjen yn izerread (swart) read, lykas Fe(x)O(y) (izerokside) yn read. XPS-gegevens binne net nuttich foar it begripen fan oerflakferoaringen tidens korrosje, om't se sawol it reade metaal as it basismetaal evaluearje. Oanfoljende XPS-testen mei gruttere samples binne nedich om de resultaten goed te evaluearjen.
Eardere auteurs hienen ek muoite mei it evaluearjen fan XPS-gegevens. 10 Fjildwaarnimmings tidens it ferwideringsproses hawwe oantoand dat it koalstofgehalte heech is en meastentiids troch filtraasje tidens ferwurking fuorthelle wurdt. SEM-mikrofoto's dy't foar en nei de rimpelferwideringsbehanneling makke binne, yllustrearje de oerflakskea feroarsake troch dizze ôfsettings, ynklusyf putjes en porositeit, dy't direkt ynfloed hawwe op korrosje.
De XPS-resultaten nei passivaasje lieten sjen dat de Cr:Fe-ynhâldferhâlding op it oerflak folle heger wie doe't de passivaasjefilm opnij foarme waard, wêrtroch't de taryf fan korrosje en oare negative effekten op it oerflak fermindere waarden.
De koeponmonsters lieten in wichtige tanimming sjen yn 'e Cr:Fe-ferhâlding tusken it "as is" oerflak en it passivearre oerflak. De earste Cr:Fe-ferhâldingen waarden hifke yn it berik fan 0,6 oant 1,0, wylst de passivearringsferhâldingen nei behanneling fariearden fan 1,0 oant 2,5. De wearden foar elektropoleare en passivearre roestfrij stiel lizze tusken 1,5 en 2,5.
Yn 'e samples dy't neiferwurke binne, fariearre de maksimale djipte fan 'e Cr:Fe-ferhâlding (fêststeld mei AES) fan 3 oant 16 Å. Se fergelykje geunstich mei gegevens út eardere stúdzjes publisearre troch Coleman2 en Roll.9 De oerflakken fan alle samples hienen standertnivo's fan Fe, Ni, O, Cr en C. Lege nivo's fan P, Cl, S, N, Ca en Na waarden ek fûn yn 'e measte samples.
Dizze resten binne typysk foar gemyske reinigingsmiddels, suvere wetter, of elektropolearjen. Nei fierdere analyze waard wat silisiumfersmoarging fûn op it oerflak en op ferskate nivo's fan it austenytkristal sels. De boarne liket it silisiumgehalte fan it wetter/stoom, meganyske polearjen, of oplost of etst kijkglês yn 'e CS-generaasjesel te wêzen.
Korrosjeprodukten dy't fûn wurde yn CS-systemen ferskille sterk. Dit komt troch de ferskillende omstannichheden fan dizze systemen en de pleatsing fan ferskate komponinten lykas kleppen, sifons en oare accessoires dy't kinne liede ta korrosive omstannichheden en korrosjeprodukten.
Derneist wurde faak ferfangende komponinten yn it systeem ynbrocht dy't net goed passivearre binne. Korrosjeprodukten wurde ek signifikant beynfloede troch it ûntwerp fan 'e CS-generator en de kwaliteit fan it wetter. Guon soarten generatorsets binne reboilers, wylst oaren buisfoarmige flashers binne. CS-generators brûke typysk einskermen om focht út skjinne stoom te ferwiderjen, wylst oare generators baffles of syklonen brûke.
Guon produsearje in hast fêste izeren patina yn 'e distribúsjepiip en it reade izer dat it bedekt. ​​It ferbjustere blok foarmet in swarte izerfilm mei in izerokside-blos derûnder en makket in twadde boppeflakferskynsel yn 'e foarm fan in roetige blos dy't makliker fan it oerflak ôf te feegjen is.
Yn 'e regel is dizze ferrugineus-roet-eftige ôfsetting folle dúdliker as de izerreade, en is mobiler. Troch de ferhege oksidaasjetastân fan it izer yn it kondensaat hat it slib dat ûntstiet yn it kondensaatkanaal oan 'e ûnderkant fan 'e distribúsjepipe izeroksideslib boppe op it izerslib.
De izerokside-blos giet troch de kondensaatkollektor, wurdt sichtber yn 'e ôfwettering, en de boppeste laach wurdt maklik fan it oerflak ôfwreaun. De wetterkwaliteit spilet in wichtige rol yn 'e gemyske gearstalling fan blos.
In heger koalwetterstofgehalte resultearret yn tefolle roet yn lippenstift, wylst in heger silikagehalte resulteart yn in heger silikagehalte, wat resulteart yn in glêde of glânzige lippenstiftlaach. Lykas earder neamd, binne wetternivo-kijkglêzen ek gefoelich foar korrosje, wêrtroch't pún en silika it systeem yn kinne.
It pistoal is in reden foar soargen yn stoomsystemen, om't dikke lagen kinne foarmje dy't dieltsjes foarmje. Dizze dieltsjes binne oanwêzich op stoomoerflakken of yn stoomsterilisaasjeapparatuer. De folgjende seksjes beskriuwe mooglike effekten fan medisinen.
De As-Is SEM's yn figueren 7 en 8 litte de mikrokristallijne aard fan klasse 2 karmyn sjen yn gefal 1. In bysûnder tichte matriks fan izeroksidekristallen foarme him op it oerflak yn 'e foarm fan in fynkorrelige residu. Dekontaminearre en passivearre oerflakken lieten korrosjeskea sjen, wat resultearre yn in rûge en wat poreuze oerflaktekstuer lykas te sjen is yn figueren 9 en 10.
De NPP-scan yn fig. 11 lit de begjinsteat fan it orizjinele oerflak sjen mei swier izerokside derop. It passivearre en ûntrouge oerflak (figuer 12) jout oan dat de passive film no in ferhege Cr (reade line) ynhâld hat boppe de Fe (swarte line) by in Cr:Fe ferhâlding fan > 1.0. It passivearre en ûntrouge oerflak (figuer 12) jout oan dat de passive film no in ferhege Cr (reade line) ynhâld hat boppe de Fe (swarte line) by in Cr:Fe ferhâlding fan > 1.0. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперень имесет повыѶ (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. It passivearre en de-enerzjisearre oerflak (Fig. 12) jout oan dat de passive film no in ferhege ynhâld fan Cr (reade line) hat yn ferliking mei Fe (swarte line) by in ferhâlding fan 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Fe４（黑ﺌ>Fe（黑ﺌ> 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 имекет босе Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. It passivearre en rimpelige oerflak (Fig. 12) lit sjen dat de passivearre film no in heger Cr-ynhâld hat (reade line) as Fe (swarte line) by in Cr:Fe-ferhâlding > 1.0.
In tinner (< 80 Å) passivearjende chromiumoksidefilm is beskermjender as in hûnderten Å dikke kristallijne izeroksidefilm fan in basismetaal- en skalelaach mei in izerynhâld fan mear as 65%.
De gemyske gearstalling fan it passivearre en rimpelige oerflak is no te fergelykjen mei passivearre gepoleerde materialen. It sedimint yn gefal 1 is in klasse 2 sedimint dat yn situ foarme wurde kin; as it him ophoopt, wurde gruttere dieltsjes foarme dy't mei de stoom migrearje.
Yn dit gefal sil de oanjûne korrosje net liede ta serieuze gebreken of ferswakking fan 'e oerflakkwaliteit. Normale kreuken sille it korrosive effekt op it oerflak ferminderje en de mooglikheid fan sterke migraasje fan dieltsjes dy't sichtber wurde kinne eliminearje.
Yn figuer 11 litte AES-resultaten sjen dat dikke lagen tichtby it oerflak hegere nivo's fan Fe en O hawwe (500 Å izerokside; respektivelik sitroengriene en blauwe linen), en oergean nei dopearre nivo's fan Fe, Ni, Cr en O. De Fe-konsintraasje (blauwe line) is folle heger as dy fan elk oar metaal, en nimt ta fan 35% oan it oerflak nei mear as 65% yn 'e legearing.
Oan it oerflak giet it O-nivo (ljochtgriene line) fan hast 50% yn 'e legearing nei hast nul by in oksidefilmdikte fan mear as 700 Å. De Ni (donkergriene line) en Cr (reade line) nivo's binne ekstreem leech oan it oerflak (< 4%) en nimme ta nei normale nivo's (respektyflik 11% en 17%) op legearingdjipte. De Ni (donkergriene line) en Cr (reade line) nivo's binne ekstreem leech oan it oerflak (< 4%) en nimme ta nei normale nivo's (respektyflik 11% en 17%) op legearingdjipte. Уровни Ni (темно-зеленая линия) en Cr (красная линия) чрезвычайно низки op поверхности (<4%) en увеличиваюния (11% en 17% соответственно) в глубине сплава. De nivo's fan Ni (donkergriene line) en Cr (reade line) binne ekstreem leech oan it oerflak (<4%) en nimme ta nei normale nivo's (respektivelik 11% en 17%) djip yn 'e legearing.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) en Cr (красная линия) foar поверхности чрезвычайно низки (<4%) en увеличиваюния глубине сплава (11% en 17% соответственно). De nivo's fan Ni (donkergriene line) en Cr (reade line) oan it oerflak binne ekstreem leech (<4%) en nimme ta nei normale nivo's djip yn 'e legearing (respektivelik 11% en 17%).
De AES-ôfbylding yn fig. 12 lit sjen dat de rouge (izerokside) laach fuorthelle is en de passivaasjefilm werombrocht is. Yn 'e primêre laach fan 15 Å is it Cr-nivo (reade line) heger as it Fe-nivo (swarte line), dat in passive film is. Yn it earstoan wie it Ni-gehalte op it oerflak 9%, en naam ta mei 60–70 Å boppe it Cr-nivo (± 16%), en naam doe ta oant it legearingsnivo fan 200 Å.
Begjinnende by 2% sakket it koalstofnivo (blauwe line) nei nul by 30 Å. It Fe-nivo is yn it earstoan leech (< 15%) en letter gelyk oan it Cr-nivo by 15 Å en bliuwt tanimme nei it legearingsnivo fan mear as 65% by 150 Å. It Fe-nivo is yn it earstoan leech (< 15%) en letter gelyk oan it Cr-nivo by 15 Å en bliuwt tanimme nei it legearingsnivo fan mear as 65% by 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%). Å. It Fe-nivo is yn it earstoan leech (< 15%), letter is it gelyk oan it Cr-nivo by 15 Å en bliuwt tanimme nei mear as 65% fan it legearingsnivo by 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 时继续增加切5%超的合金含量. Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加切5%超的合金含量. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å en продолжает увелисяв сплава более 65 % при 150 Å. It Fe-gehalte is yn it earstoan leech (< 15%), letter is it gelyk oan it Cr-gehalte by 15 Å en bliuwt tanimme oant it legearinggehalte mear as 65% is by 150 Å.Cr-nivo's nimme ta nei 25% fan it oerflak by 30 Å en nimme ôf nei 17% yn 'e legearing.
It ferhege O2-nivo tichtby it oerflak (ljochtgriene line) nimt ôf nei nul nei in djipte fan 120 Å. Dizze analyze liet in goed ûntwikkele oerflakpassivaasjefilm sjen. De SEM-foto's yn figueren 13 en 14 litte de rûge, rûge en poreuze kristallijne aard fan 'e 1e en 2e izeroksidelagen fan it oerflak sjen. It rimpelige oerflak lit it effekt fan korrosje sjen op in foar in part putten rûch oerflak (Figuren 18-19).
De passivearre en rimpelige oerflakken dy't te sjen binne yn figueren 13 en 14 kinne gjin swiere oksidaasje ferneare. Figueren 15 en 16 litte in restaurearre passivearringsfilm op in metalen oerflak sjen.