Біз сіздің тәжірибеңізді жақсарту үшін cookie файлдарын пайдаланамыз.Осы сайтты қарауды жалғастыра отырып, сіз cookie файлдарын пайдалануымызға келісесіз.Қосымша Ақпарат.
Таза немесе таза бу фармацевтикалық жүйелерге генераторлар, реттеуші клапандар, тарату құбырлары немесе құбырлар, термодинамикалық немесе тепе-теңдік термостатикалық ұстағыштар, манометрлер, қысым төмендеткіштер, сақтандырғыш клапандар және көлемдік аккумуляторлар жатады.
Бұл бөліктердің көпшілігі 316 L баспайтын болаттан жасалған және фторполимерлі тығыздағыштарды (әдетте политетрафторэтилен, тефлон немесе PTFE деп те аталады), сондай-ақ жартылай металл немесе басқа эластомерлік материалдардан тұрады.
Бұл компоненттер пайдалану кезінде коррозияға немесе тозуға бейім, бұл дайын Clean Steam (CS) утилитасының сапасына әсер етеді.Осы мақалада егжей-тегжейлі баяндалған жоба CS жүйесінің төрт жағдайлық зерттеулерінен баспайтын болаттан жасалған үлгілерді бағалады, технологиялық және маңызды инженерлік жүйелерге әлеуетті коррозия әсерінің қаупін бағалады және конденсаттағы бөлшектер мен металдарға сынақтан өтті.
Коррозияға қарсы жанама өнімдерді зерттеу үшін коррозияға ұшыраған құбырлар мен тарату жүйесінің құрамдас бөліктерінің үлгілері орналастырылады.9 Әрбір нақты жағдай үшін әртүрлі бет жағдайлары бағаланды.Мысалы, стандартты қызару және коррозия әсерлері бағаланды.
Анықтамалық үлгілердің беттері визуалды тексеру, Auger электронды спектроскопиясы (AES), химиялық талдауға арналған электронды спектроскопия (ESCA), сканерлеуші ​​электронды микроскопия (SEM) және рентгендік фотоэлектрондық спектроскопия (XPS) көмегімен қызарған шөгінділердің болуы үшін бағаланды.
Бұл әдістер коррозия мен шөгінділердің физикалық және атомдық қасиеттерін аша алады, сонымен қатар техникалық сұйықтықтардың немесе соңғы өнімдердің қасиеттеріне әсер ететін негізгі факторларды анықтайды.бір
Тот баспайтын болаттан жасалған коррозия өнімдері темір оксидінің (қара немесе сұр) астындағы немесе үстіндегі бетіндегі темір оксидінің (қоңыр немесе қызыл) карминді қабаты сияқты көптеген пішіндерді қабылдауы мүмкін.Төменгі ағынға көшу мүмкіндігі.
Темір оксидінің қабаты (қара қызару) уақыт өте келе қалыңдауы мүмкін, өйткені шөгінділер айқынырақ болады, бұл бумен зарарсыздандырудан кейін зарарсыздандыру камерасы мен жабдықтардың немесе контейнерлердің беттерінде көрінетін бөлшектер немесе шөгінділер арқылы расталады, миграция бар.Конденсат үлгілерінің зертханалық талдауы тұнбаның дисперстік сипатын және КС сұйықтығындағы еритін металдардың мөлшерін көрсетті.төрт
Бұл құбылыстың көптеген себептері болса да, CS генераторы әдетте негізгі үлес қосушы болып табылады.Беттерде қызыл темір оксидін (қоңыр/қызыл) және CS тарату жүйесі арқылы баяу қозғалатын саңылауларда темір оксидін (қара/сұр) табу сирек емес.6
CS тарату жүйесі қашықтағы аймақтарда немесе негізгі тақырыптың және әртүрлі тармақшаның ішкі тақырыптарының соңында аяқталатын бірнеше пайдалану нүктелері бар тармақталған конфигурация болып табылады.Жүйе коррозияның ықтимал нүктелері болуы мүмкін белгілі бір пайдалану нүктелерінде қысымды/температураны төмендетуді бастауға көмектесетін бірқатар реттегіштерді қамтуы мүмкін.
Коррозия сонымен қатар конденсатты және ауаны қақпақ, төменгі ағын құбырлары/шығару құбырлары немесе конденсат үстіңгі бөлігі арқылы ағып жатқан таза будан шығару үшін жүйенің әртүрлі нүктелеріне орналастырылған гигиеналық дизайн қақпақтарында болуы мүмкін.
Көп жағдайда кері көші-қон тот шөгінділері қақпанда жиналып, іргелес құбыр желілеріне немесе пайдалану орнындағы коллекторларға дейін және одан тыс жерде өсетін жағдайда болуы мүмкін;тұзақтарда немесе басқа құрамдас бөліктерде пайда болатын тотты төменгі және жоғары ағысқа тұрақты көшумен көзден жоғары қарай көруге болады.
Кейбір тот баспайтын болаттан жасалған құрамдас бөліктер дельта ферритті қоса алғанда, металлургиялық құрылымдардың әртүрлі орташа және жоғары деңгейлерін көрсетеді.Феррит кристалдары коррозияға төзімділікті төмендетеді деп саналады, бірақ олар 1-5% аз болуы мүмкін.
Феррит сонымен қатар аустениттік кристалдық құрылым сияқты коррозияға төзімді емес, сондықтан ол жақсырақ коррозияға ұшырайды.Ферриттерді феррит зондымен және жартылай дәлдікпен магнитпен анықтауға болады, бірақ айтарлықтай шектеулер бар.
Жүйені орнатудан бастап, бастапқы іске қосуға дейін және жаңа CS генераторы мен тарату құбырларын іске қосуға дейін коррозияға ықпал ететін бірқатар факторлар бар:
Уақыт өте келе, мұндай коррозиялық элементтер темір мен темір қоспаларымен кездесіп, біріктірілген және қабаттасатын кезде коррозия өнімдерін тудыруы мүмкін.Қара күйе әдетте генераторда көрінеді, содан кейін ол генератордың разрядтық құбырларында және ақыр соңында бүкіл CS тарату жүйесінде пайда болады.
Бүкіл бетті кристалдармен және басқа бөлшектермен жабатын коррозиялық жанама өнімдердің микроқұрылымын анықтау үшін SEM талдауы жүргізілді.Бөлшектер орналасқан фон немесе астыңғы бет темірдің әртүрлі сорттарынан (1-3-сурет) қарапайым үлгілерге, атап айтқанда кремний/темір, құмды, шыны тәрізді, біртекті шөгінділерге дейін өзгереді (4-сурет).Бу ұстағыштың сильфондары да талданған (Cурет 5-6).
AES сынағы - тот баспайтын болаттың бетінің химиясын анықтау және оның коррозияға төзімділігін диагностикалау үшін қолданылатын аналитикалық әдіс.Сондай-ақ пассивті қабықшаның нашарлауын және коррозиядан бетінің нашарлауына байланысты пассивті пленкадағы хром концентрациясының төмендеуін көрсетеді.
Әрбір үлгінің бетінің элементтік құрамын сипаттау үшін AES сканерлері (тереңдік үстіндегі беттік элементтердің шоғырлану профильдері) пайдаланылды.
SEM талдау және кеңейту үшін пайдаланылатын әрбір сайт типтік аймақтардан ақпаратты қамтамасыз ету үшін мұқият таңдалған.Әрбір зерттеу жоғарғы бірнеше молекулалық қабаттардан (әр қабатқа 10 ангстром [Å] бағаланады) металл қорытпасының тереңдігіне (200–1000 Å) дейін ақпарат берді.
Руждың барлық аймақтарында темірдің (Fe), хромның (Cr), никельдің (Ni), оттегінің (O) және көміртегінің (C) айтарлықтай мөлшері тіркелген.AES деректері мен нәтижелері жағдайды зерттеу бөлімінде сипатталған.
Бастапқы шарттарға арналған жалпы AES нәтижелері Fe және O (темір оксидтері) әдеттен тыс жоғары концентрациясы және бетіндегі Cr мөлшері төмен үлгілерде күшті тотығудың болатынын көрсетеді.Бұл қызыл түсті шөгінділер өнімді және өніммен жанасатын беттерді ластауы мүмкін бөлшектердің бөлінуіне әкеледі.
Қызаруды алып тастағаннан кейін, «пассивтелген» үлгілер пассивті пленканың толық қалпына келуін көрсетті, Cr Fe-ге қарағанда жоғары концентрация деңгейіне жетті, Cr:Fe бетінің қатынасы 1,0-ден 2,0-ге дейін ауытқиды және темір оксидінің жалпы болмауы.
Fe, Cr, күкірт (S), кальций (Ca), натрий (Na), фосфор (P), азот (N) және O. және C (кесте А) элементтерінің концентрациялары мен спектрлік тотығу күйлерін салыстыру үшін XPS/ESCA көмегімен әртүрлі кедір-бұдыр беттер талданды.
Cr құрамында пассивация қабатына жақын мәндерден әдетте негізгі қорытпаларда кездесетін төменгі мәндерге дейін айқын айырмашылық бар.Бетінде табылған темір мен хром деңгейлері руж шөгінділерінің әртүрлі қалыңдығы мен дәрежесін білдіреді.XPS сынақтары тазартылған және пассивтелген беттермен салыстырғанда өрескел беттерде Na, C немесе Ca жоғарылағанын көрсетті.
XPS сынағы сонымен қатар қызыл түсті темірде (қара) қызылда, сондай-ақ қызылда Fe(x)O(y) (темір оксиді) жоғары C деңгейін көрсетті.XPS деректері коррозия кезіндегі беттік өзгерістерді түсіну үшін пайдалы емес, себебі ол қызыл металды да, негізгі металды да бағалайды.Нәтижелерді дұрыс бағалау үшін үлкен үлгілермен қосымша XPS сынағы қажет.
Алдыңғы авторлар да XPS деректерін бағалауда қиындықтарға тап болды.10 Жою процесі кезіндегі далалық бақылаулар көміртегі мөлшерінің жоғары екенін және әдетте өңдеу кезінде сүзу арқылы жойылатынын көрсетті.Әжімді кетіруге дейін және одан кейін түсірілген SEM микросуреттері коррозияға тікелей әсер ететін шұңқырлар мен кеуектілікті қоса алғанда, осы шөгінділерден туындаған бетінің зақымдалуын көрсетеді.
Пассивациядан кейінгі XPS нәтижелері пассивация пленкасы қайта пайда болған кезде беттегі Cr: Fe мазмұнының қатынасы әлдеқайда жоғары екенін көрсетті, осылайша беттегі коррозия мен басқа да жағымсыз әсерлердің жылдамдығы төмендейді.
Купон үлгілері «бұрынғыдай» бет пен пассивтелген бет арасындағы Cr:Fe қатынасының айтарлықтай өскенін көрсетті.Бастапқы Cr:Fe коэффициенттері 0,6-дан 1,0-ге дейінгі диапазонда сыналған, ал өңдеуден кейінгі пассивация коэффициенттері 1,0-ден 2,5-ке дейін ауытқиды.Электрлік жылтыратылған және пассивтелген тот баспайтын болаттар үшін мәндер 1,5 пен 2,5 арасында.
Кейінгі өңдеуге ұшыраған үлгілерде Cr:Fe қатынасының максималды тереңдігі (AES көмегімен белгіленген) 3 пен 16 Å аралығында болды.Олар Coleman2 және Roll жариялаған алдыңғы зерттеулердің деректерімен жақсы салыстырады.9 Барлық үлгілердің беттерінде Fe, Ni, O, Cr және C стандартты деңгейлері болды. P, Cl, S, N, Ca және Na деңгейлері де үлгілердің көпшілігінде табылды.
Бұл қалдықтар химиялық тазартқыштарға, тазартылған суға немесе электрополировкаға тән.Әрі қарай талдау кезінде бетінде және аустенит кристалының әртүрлі деңгейлерінде кремнийдің кейбір ластануы анықталды.Дереккөз судың/будың, механикалық жылтыратудың немесе CS генерациялау ұяшығындағы ерітілген немесе оюланған бақылау әйнегінің құрамындағы кремнезем болып табылады.
CS жүйелерінде кездесетін коррозия өнімдері айтарлықтай өзгереді.Бұл осы жүйелердің әртүрлі жағдайларына және коррозиялық жағдайларға және коррозия өнімдеріне әкелуі мүмкін клапандар, қақпақтар және басқа керек-жарақтар сияқты әртүрлі компоненттердің орналасуына байланысты.
Сонымен қатар, ауыстыру компоненттері жиі жүйеге дұрыс пассивацияланбаған енгізіледі.Коррозиялық өнімдерге CS генераторының дизайны мен судың сапасы да айтарлықтай әсер етеді.Генератор қондырғыларының кейбір түрлері ребойлер, ал басқалары құбырлы жарқылдар.CS генераторлары әдетте таза будан ылғалды кетіру үшін соңғы экрандарды пайдаланады, ал басқа генераторлар қалқандарды немесе циклондарды пайдаланады.
Кейбіреулер тарату құбырында қатты дерлік темір патина және оны жабатын қызыл темір шығарады.Таңқаларлық блок астындағы темір оксиді қызаруы бар қара темір қабықшаны құрайды және бетін сүрту оңайырақ күйеген қызару түріндегі екінші беттік құбылысты жасайды.
Әдетте, бұл темір-күйе тәрізді кен орны темір-қызылға қарағанда әлдеқайда айқын және қозғалғыш.Конденсаттағы темірдің тотығу дәрежесінің жоғарылауына байланысты тарату құбырының төменгі жағындағы конденсат арнасында пайда болған шламда темір шламының үстінде темір оксиді шламы бар.
Темір оксидінің қызаруы конденсат коллекторынан өтіп, дренажда көрінеді, ал үстіңгі қабат бетінен оңай сүртіледі.Судың сапасы қызарудың химиялық құрамында маңызды рөл атқарады.
Көмірсутек мөлшерінің жоғары болуы ерін далабы құрамында тым көп күйе пайда болады, ал кремнеземнің жоғары мөлшері кремнеземнің жоғарылауына әкеледі, нәтижесінде тегіс немесе жылтыр далап қабаты пайда болады.Жоғарыда айтылғандай, су деңгейін бақылау көзілдірігі де коррозияға бейім, бұл жүйеге қоқыс пен кремнийдің енуіне мүмкіндік береді.
Мылтық бу жүйелерінде алаңдаушылық тудырады, өйткені бөлшектерді құрайтын қалың қабаттар пайда болуы мүмкін.Бұл бөлшектер бу беттерінде немесе бумен зарарсыздандыру жабдығында болады.Келесі бөлімдерде ықтимал дәрілік әсерлер сипатталады.
7 және 8-суреттердегі As-Is SEMs 1-жағдайда 2-сынып карминінің микрокристалды табиғатын көрсетеді. Бетінде ұсақ түйіршікті қалдық түрінде түзілген темір оксиді кристалдарының ерекше тығыз матрицасы.Залалсыздандырылған және пассивтелген беттер 9 және 10-суреттерде көрсетілгендей кедір-бұдыр және сәл кеуекті беттік құрылымға әкелетін коррозия зақымдануын көрсетті.
NPP сканерлеуі күріш.11-де ауыр темір оксиді бар бастапқы беттің бастапқы күйі көрсетілген. Пассивтелген және тазартылған бет (12-сурет) пассивті пленканың енді > 1,0 Cr:Fe қатынасында Fe (қара сызық) үстінде жоғары Cr (қызыл сызық) мазмұны бар екенін көрсетеді. Пассивтелген және тазартылған бет (12-сурет) пассивті пленканың енді > 1,0 Cr:Fe қатынасында Fe (қара сызық) үстінде жоғары Cr (қызыл сызық) мазмұны бар екенін көрсетеді. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имеет повышенное содержание Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe >10. Пассивтелген және қуатсыздандырылған бет (12-сурет) пассивті пленканың енді Cr:Fe > 1,0 қатынасында Fe (қара сызық) салыстырғанда Cr (қызыл сызық) мазмұны жоғарылағанын көрсетеді.钝化和去皱表面（图12）表明，钝化膜现在的Cr（红线）含量高于含量高于Fe（黏高于燈黑0.（燈黑>（黑Ｚ 。 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 имеет более высокое содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Пассивтелген және мыжылған бет (12-сурет) Cr:Fe қатынасы > 1,0 кезінде пассивтелген пленканың Fe (қара сызық) қарағанда Cr мазмұны (қызыл сызық) жоғары екенін көрсетеді.
Жұқа (< 80 Å) пассивтеуші хром оксиді қабықшасы 65%-дан астам темір құрайтын негізгі металдан және қақ қабатынан жасалған жүздеген ангстром қалың кристалды темір оксиді пленкасынан қорғайды.
Пассивтенген және мыжылған бетінің химиялық құрамы енді пассивтелген жылтыратылған материалдармен салыстырылады.1-жағдайдағы шөгінді 2-сыныптағы тұнба болып табылады;ол жинақталған сайын бумен бірге қоныс аударатын үлкенірек бөлшектер пайда болады.
Бұл жағдайда көрсетілген коррозия елеулі ақауларға немесе бет сапасының нашарлауына әкелмейді.Қалыпты мыжылу беттегі коррозиялық әсерді азайтады және көрінуі мүмкін бөлшектердің күшті көшу мүмкіндігін жояды.
11-суретте AES нәтижелері бетіне жақын қалың қабаттарда Fe және O деңгейлері жоғары екенін көрсетеді (тиісінше 500 Å темір оксиді; лимон жасыл және көк сызықтар), Fe, Ni, Cr және O легирленген деңгейлеріне ауысады. Fe концентрациясы (көк сызық) кез келген басқа металға қарағанда әлдеқайда жоғары, ол бетіндегі 35%-дан барлық құймадағы 65%-ға дейін артады.
Беткейде O деңгейі (ашық жасыл сызық) қорытпадағы 50% дерлік оксидті қабықшаның қалыңдығы 700 Å асатын кезде дерлік нөлге дейін барады. Ni (қара жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (< 4%) және қорытпа тереңдігінде қалыпты деңгейге дейін артады (тиісінше 11% және 17%). Ni (қара жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (< 4%) және қорытпа тереңдігінде қалыпты деңгейге дейін артады (тиісінше 11% және 17%). Уровни Ni (темно-зеленая линия) және Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) және увеличиваются до нормального уровня (11% және 17% соответственно) в глубине сплава. Ni (қара жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері бетінде өте төмен (<4%) және қорытпаның тереңінде қалыпты деңгейге дейін (тиісінше 11% және 17%) артады.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处梈金深度处增加加为11% және 17%）.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处梈金深度处增匆咺11% Уровни Ni (темно-зеленая линия) және Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4%) және увеличиваются до нормального уровня в глубине сплава (11% және 17% соответственно). Бетіндегі Ni (қара жасыл сызық) және Cr (қызыл сызық) деңгейлері өте төмен (<4%) және қорытпаның тереңдіктегі қалыпты деңгейлеріне дейін артады (тиісінше 11% және 17%).
Суреттегі AES суреті.12 қызыл (темір оксиді) қабатының жойылғанын және пассивациялық пленканың қалпына келтірілгенін көрсетеді.15 Å бастапқы қабатта Cr деңгейі (қызыл сызық) пассивті пленка болып табылатын Fe деңгейінен (қара сызық) жоғары.Бастапқыда бетіндегі Ni мөлшері 9% болды, Cr деңгейінен 60–70 Å жоғары (± 16%), содан кейін 200 Å қорытпа деңгейіне дейін өсті.
2%-дан бастап көміртегі деңгейі (көк сызық) 30 Å кезінде нөлге дейін төмендейді. Fe деңгейі бастапқыда төмен (< 15%), кейінірек 15 Å кезінде Cr деңгейіне тең және 150 Å кезінде 65%-дан жоғары қорытпа деңгейіне дейін көтерілуін жалғастырады. Fe деңгейі бастапқыда төмен (< 15%), кейінірек 15 Å кезінде Cr деңгейіне тең және 150 Å кезінде 65%-дан жоғары қорытпа деңгейіне дейін көтерілуін жалғастырады. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å және продолжает увеличиваться до уровня сплава более 65% при 150 Å. Fe деңгейі бастапқыда төмен (< 15%), кейінірек 15 Å кезінде Cr деңгейіне тең болады және 150 Å кезінде 65% қорытпа деңгейіне дейін көтерілуін жалғастырады. Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加軧续增加到到% 。 Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续增加軧续增加到到% 。 Содержание Fe изначально азкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Å және продолжает увеличиваться до содержания сплава более 65 % при 150 Å. Fe мазмұны бастапқыда төмен (< 15%), кейінірек ол 15 Å кезінде Cr мазмұнына тең болады және 150 Å кезінде қорытпаның мөлшері 65% -дан жоғары болғанша өсуді жалғастырады.Cr деңгейлері 30 Å бетінде 25% дейін артады және қорытпада 17% дейін төмендейді.
Беткейге жақын жерде көтерілген O деңгейі (ашық жасыл сызық) 120 Å тереңдіктен кейін нөлге дейін төмендейді.Бұл талдау жақсы дамыған беттік пассивациялық пленканы көрсетті.13 және 14-суреттердегі SEM фотосуреттер бетінің 1-ші және 2-ші темір тотығы қабаттарының өрескел, кедір-бұдыр және кеуекті кристалдық табиғатын көрсетеді.Әжімделген бет жартылай шұңқырлы кедір-бұдыр бетке коррозияның әсерін көрсетеді (18-19-суреттер).
13 және 14-суреттерде көрсетілген пассивтелген және мыжылған беттер қатты тотығуға төтеп бере алмайды.15 және 16-суреттерде металл бетіндегі қалпына келтірілген пассивация пленкасы көрсетілген.