Mir benotze Cookien fir Är Erfahrung ze verbesseren. Wann Dir weider op dëser Säit surft, stëmmt Dir eiser Benotzung vu Cookien zou. Zousätzlech Informatiounen.
Zu puren oder puren Damppharmazeutischen Systemer gehéieren Generatoren, Kontrollventile, Verdeelerleitungen oder Pipelinen, thermodynamesch oder Gläichgewiichtstermostatesch Fallen, Drockmesser, Drockreduzéierer, Sécherheetsventiller a volumetresch Akkumulatoren.
Déi meescht vun dësen Deeler si aus 316 L Edelstol gemaach a enthalen Fluorpolymer-Dichtungen (typesch Polytetrafluorethylen, och bekannt als Teflon oder PTFE), souwéi Hallefmetall oder aner elastomer Materialien.
Dës Komponenten si beim Gebrauch ufälleg fir Korrosioun oder Degradatioun, wat d'Qualitéit vum fäerdege Clean Steam (CS) Utility beaflosst. De Projet, deen an dësem Artikel beschriwwe gëtt, huet Edelstahlprouwen aus véier CS-Systemfallstudien evaluéiert, de Risiko vu potenziellen Korrosiounsauswierkungen op Prozess- a kritesch Ingenieurssystemer bewäert, an huet op Partikelen a Metaller am Kondensat getest.
Prouwe vu korrodéierte Päifleitungen a Verdeelungssystemkomponenten ginn agesat fir Korrosiounsnebenprodukter z'ënnersichen.9 Fir all spezifesche Fall goufen ënnerschiddlech Uewerflächenzoustänn evaluéiert. Zum Beispill goufen Standardroude- a Korrosiounseffekter evaluéiert.
D'Uewerfläche vun de Referenzprouwen goufen op d'Präsenz vu Routoflagerunge mat Hëllef vun der visueller Inspektioun, der Auger-Elektronespektroskopie (AES), der Elektronespektroskopie fir chemesch Analyse (ESCA), der Rasterelektronemikroskopie (SEM) an der Röntgenphotoelektronespektroskopie (XPS) ënnersicht.
Dës Methode kënnen déi physikalesch an atomar Eegeschafte vu Korrosioun an Oflagerungen opdecken, souwéi déi Schlësselfaktoren bestëmmen, déi d'Eegeschafte vun technesche Flëssegkeeten oder Endprodukter beaflossen.
Korrosiounsprodukter vun Edelstol kënne vill Forme unhuelen, wéi zum Beispill eng Karminschicht aus Eisenoxid (brong oder rout) op der Uewerfläch ënner oder iwwer der Schicht aus Eisenoxid (schwaarz oder gro)2. Fäegkeet no ënnen ze migréieren.
D'Eisenoxidschicht (schwaarz rout) kann mat der Zäit méi déck ginn, well d'Oflagerungen méi däitlech ginn, wéi et duerch Partikelen oder Oflagerungen ze gesinn ass, déi op den Uewerfläche vun der Sterilisatiounskammer an den Ausrüstung oder Behälter no der Dampsterilisatioun sichtbar sinn, gëtt et eng Migratioun. Laboratoireanalyse vu Kondensatprouwen huet déi dispergéiert Natur vum Schlamm an d'Quantitéit u léisleche Metaller an der CS-Flëssegkeet gewisen. véier
Obwuel et vill Grënn fir dëst Phänomen gëtt, ass de CS-Generator normalerweis den Haaptbäitrag. Et ass net ongewéinlech, rout Eisenoxid (brong/rout) op Uewerflächen an Eisenoxid (schwaarz/gro) an Entlüftungsöffnungen ze fannen, déi lues duerch de CS-Verdeelungssystem wanderen.
D'CS-Verdeelungssystem ass eng verzweigt Konfiguratioun mat verschiddene Verbrauchspunkten, déi a wäiten Gebidder oder um Enn vum Haaptverdeeler an ënnerschiddleche verzweigten Ënnerverdeeler ophalen. De System kann eng Rei vu Reguléierer enthalen, fir d'Drock-/Temperaturreduktioun op spezifesche Verbrauchspunkten ze initiéieren, déi potenziell Korrosiounspunkte kënne sinn.
Korrosioun kann och a hygieneschen Design-Sackfallen optrieden, déi op verschiddene Punkte am System placéiert sinn, fir Kondensat a Loft aus fléissendem propperen Damp duerch d'Sackfall, d'Oflafleitungen/Oflafleitungen oder de Kondensatverdeeler ze entfernen.
An de meeschte Fäll ass eng Réckwärtsmigratioun wahrscheinlech, wou Rostoflagerungen op der Fall opbauen a flossopwärts an an iwwer ugrenzend Pipelinen oder Point-of-Use-Sammler wuessen; Rost, deen sech a Fallen oder aner Komponenten bildt, kann flossopwärts vun der Quell mat konstanter Migratioun flossofwärts an flossopwärts gesi ginn.
Verschidde Komponenten aus Edelstol weisen och verschidde mëttel bis héich Niveaue vu metallurgesche Strukturen op, dorënner Delta-Ferrit. Et gëtt ugeholl, datt Ferritkristaller d'Korrosiounsbeständegkeet reduzéieren, och wann se nëmmen a 1–5% präsent kënne sinn.
Ferrit ass och net sou korrosiounsbeständeg wéi déi austenitesch Kristallstruktur, dofir wäert et léiwer korrodéieren. Ferriten kënne mat enger Ferritsonde genee a mat engem Magnet semi-genau nogewise ginn, awer et gëtt bedeitend Aschränkungen.
Vum Systemopbau, iwwer déi initial Inbetriebsetzung bis zum Start vun engem neie CS-Generator a Verdeelungsleitungen, gëtt et eng Rei vu Faktoren, déi zur Korrosioun bäidroen:
Mat der Zäit kënne korrosiv Elementer wéi dës Korrosiounsprodukter produzéieren, wa se sech mat Mëschunge vun Eisen an Eisen treffen, sech verbannen an iwwerlappen. Schwaarze Rouss gëtt normalerweis als éischt am Generator gesinn, dann erschéngt en an den Oflafleitungen vum Generator a schliisslech am ganze CS-Verdeelungssystem.
Eng SEM-Analyse gouf duerchgefouert fir d'Mikrostruktur vu Korrosiounsnebenprodukter ze weisen, déi déi ganz Uewerfläch mat Kristaller an anere Partikelen bedecken. Den Hannergrond oder d'Ënnerfläch, op där d'Partikelen fonnt ginn, variéiert vu verschiddene Qualitéite vun Eisen (Fig. 1-3) bis zu gängleche Proben, nämlech Siliziumdioxid/Eisen, Sand, Glasfaser, homogen Oflagerungen (Fig. 4). De Balg vun der Dampffäll gouf och analyséiert (Fig. 5-6).
Den AES-Test ass eng analytesch Method, déi benotzt gëtt fir d'Uewerflächenchemie vun Edelstol ze bestëmmen an seng Korrosiounsbeständegkeet ze diagnostizéieren. Et weist och d'Verschlechterung vum passive Film an d'Ofsenkung vun der Konzentratioun vu Chrom am passive Film, wann d'Uewerfläch duerch Korrosioun verschlechtert gëtt.
Fir d'elementar Zesummesetzung vun der Uewerfläch vun all Prouf ze charakteriséieren, goufen AES-Scans (Konzentratiounsprofile vun Uewerflächenelementer iwwer Déift) benotzt.
All Plaz, déi fir d'SEM-Analyse an d'Augmentatioun benotzt gëtt, gouf suergfälteg ausgewielt, fir Informatiounen aus typesche Regiounen ze liwweren. All Studie huet Informatiounen vun den ieweschte molekulare Schichten (geschat op 10 Å pro Schicht) bis zur Déift vun der Metalllegierung (200–1000 Å) geliwwert.
Bedeitend Quantitéiten un Eisen (Fe), Chrom (Cr), Néckel (Ni), Sauerstoff (O) a Kuelestoff (C) goufen an alle Regioune vu Rouge opgeholl. AES-Donnéeën a Resultater sinn an der Fallstudiesektioun beschriwwen.
Déi allgemeng AES-Resultater fir déi initial Konditioune weisen datt eng staark Oxidatioun bei Proben mat ongewéinlech héije Konzentratioune vu Fe an O (Eisenoxiden) an engem niddrege Cr-Gehalt op der Uewerfläch optrieden. Dës routfaarweg Oflagerung féiert zu der Fräisetzung vu Partikelen, déi d'Produkt an d'Uewerflächen, déi a Kontakt mam Produkt kommen, kontaminéiere kënnen.
Nodeems de Rout ewechgeholl gouf, hunn déi "passivéiert" Prouwe eng komplett Erhuelung vum passive Film gewisen, woubäi Cr méi héich Konzentratiounsniveauen erreecht huet wéi Fe, mat engem Cr:Fe Uewerflächenverhältnis vun 1,0 bis 2,0 an enger allgemenger Feele vun Eisenoxid.
Verschidde rauh Uewerfläche goufen mat XPS/ESCA analyséiert fir d'Elementarkonzentratiounen an d'spektral Oxidatiounszoustänn vu Fe, Cr, Schwefel (S), Kalzium (Ca), Natrium (Na), Phosphor (P), Stéckstoff (N) an O a C ze vergläichen (Tabell A).
Et gëtt en däitlechen Ënnerscheed am Cr-Gehalt vu Wäerter no bei der Passivéierungsschicht bis zu méi niddrege Wäerter, déi typescherweis a Basislegierungen ze fanne sinn. D'Niveaue vun Eisen a Chrom, déi op der Uewerfläch fonnt ginn, representéieren ënnerschiddlech Déckten a Qualitéite vu Rouge-Oflagerungen. XPS-Tester hunn eng Erhéijung vun Na, C oder Ca op raue Flächen am Verglach mat gereinegten a passivéierten Flächen gewisen.
XPS-Tester hunn och héich C-Wäerter am Eisenrout (schwaarzt) Rout souwéi Fe(x)O(y) (Eisenoxid) am Rout gewisen. XPS-Donnéeë sinn net nëtzlech fir d'Verännerunge vun der Uewerfläch während der Korrosioun ze verstoen, well se souwuel dat rout Metall wéi och dat Basismetall evaluéieren. Zousätzlech XPS-Tester mat gréissere Prouwe sinn néideg fir d'Resultater richteg ze evaluéieren.
Fréier Autoren haten och Schwieregkeeten bei der Evaluatioun vun XPS-Donnéeën.10 Feldobservatioune wärend dem Entfernungsprozess hunn gewisen, datt de Kuelestoffgehalt héich ass a meeschtens duerch Filtratioun während der Veraarbechtung ewechgeholl gëtt. SEM-Mikrographien, déi virun an no der Faltentfernungsbehandlung opgeholl goufen, illustréieren de Schued un der Uewerfläch, deen duerch dës Oflagerungen verursaacht gëtt, dorënner Pitting a Porositéit, déi direkt d'Korrosioun beaflossen.
D'XPS-Resultater no der Passivéierung hunn gewisen, datt de Cr:Fe-Gehaltsverhältnis op der Uewerfläch vill méi héich war, wéi de Passivéierungsfilm nei geformt gouf, wouduerch d'Korrosiounsquote an aner negativ Auswierkungen op d'Uewerfläch reduzéiert goufen.
D'Coupon-Prouwen hunn eng bedeitend Erhéijung vum Cr:Fe-Verhältnis tëscht der "wéi se ass"-Uewerfläch an der passivéierter Uewerfläch gewisen. Déi initial Cr:Fe-Verhältnisser goufen am Beräich vun 0,6 bis 1,0 getest, während d'Passivéierungsverhältnisser no der Behandlung tëscht 1,0 an 2,5 louchen. D'Wäerter fir elektropoléiert an passivéiert Edelstahl leien tëscht 1,5 an 2,5.
An de Proben, déi der Noveraarbechtung ënnerworf goufen, louch déi maximal Déift vum Cr:Fe-Verhältnis (bestëmmt mat AES) tëscht 3 an 16 Å. Si vergläiche sech positiv mat Donnéeën aus fréiere Studien, déi vum Coleman2 a Roll publizéiert goufen.9 D'Uewerfläche vun alle Proben haten Standardniveauen vu Fe, Ni, O, Cr a C. Niddreg Niveauen vu P, Cl, S, N, Ca an Na goufen och an de meeschte Proben fonnt.
Dës Réckstänn si typesch fir chemesch Botzmëttel, gereinegt Waasser oder Elektropoléierung. Bei weiderer Analyse gouf eng gewësse Siliziumkontaminatioun op der Uewerfläch an op verschiddene Niveauen vum Austenitkristall selwer fonnt. D'Quell schéngt de Siliziumdioxidgehalt vum Waasser/Damp, mechanesch Polituren oder opgeléist oder geätztent Siichtglas an der CS-Generatiounszell ze sinn.
Et gëtt bericht, datt d'Korrosiounsprodukter, déi a CS-Systemer fonnt ginn, staark variéieren. Dëst ass wéinst de verschiddene Konditioune vun dëse Systemer an der Plazéierung vu verschiddene Komponenten wéi Ventiler, Siphonen an aner Accessoiren, déi zu korrosiven Zoustänn a Korrosiounsprodukter féiere kënnen.
Zousätzlech ginn dacks Ersatzkomponenten an de System agefouert, déi net richteg passivéiert sinn. Korrosiounsprodukter ginn och staark vum Design vum CS-Generator an der Qualitéit vum Waasser beaflosst. Verschidden Aarte vu Generatorsätz si Reboiler, anerer sinn röhrfërmeg Flasher. CS-Generatoren benotzen typescherweis Endsiewen fir d'Fiichtegkeet aus propperem Damp ze entfernen, während aner Generatoren Deckel oder Zyklonen benotzen.
Verschidde produzéieren eng bal massiv Eisenpatina am Verdeelerrouer an dem rouden Eisen, deen et bedeckt. De verwéckelte Block bilt e schwaarzen Eisenfilm mat engem Eisenoxid-Rost drënner a kreéiert en zweet Uewerflächenphänomen a Form vun engem Rouscht-Rost, deen méi einfach vun der Uewerfläch ofzewëschen ass.
An der Regel ass dës ferruginéis-roussarteg Oflagerung vill méi ausgeprägt wéi déi eisenrout, a méi mobil. Wéinst dem erhéichten Oxidatiounszoustand vum Eisen am Kondensat huet de Schlamm, deen am Kondensatkanal um Buedem vum Verdeelerrouer entsteet, Eisenoxidschlamm uewen um Eisenschlamm.
De Rost aus Eisenoxid geet duerch de Kondensatkollektor, gëtt am Oflaf sichtbar, an déi iewescht Schicht léisst sech liicht vun der Uewerfläch ofreiwen. D'Waasserqualitéit spillt eng wichteg Roll an der chemescher Zesummesetzung vum Rost.
En héije Kuelewaasserstoffgehalt féiert zu ze vill Rous am Lippenstift, während en héije Siliziumdioxidgehalt zu engem héije Siliziumdioxidgehalt féiert, wat zu enger glatter oder glänzender Lippenstiftschicht féiert. Wéi scho gesot, si Waasserniveau-Siichtgläser och ufälleg fir Korrosioun, wouduerch Dreck a Siliziumdioxid an de System kommen.
D'Pistoul ass e Grond fir Suergen an Dampfsystemer, well déck Schichten sech bilden kënnen, déi Partikelen bilden. Dës Partikelen sinn op Dampoberflächen oder an Dampsterilisatiounsausrüstung präsent. Déi folgend Abschnitter beschreiwen méiglech Auswierkunge vun Drogen.
D'SEMs "As-Is" an de Figuren 7 an 8 weisen déi mikrokristallin Natur vum Karmin vun der Klass 2 am Fall 1. Eng besonnesch dicht Matrix vun Eisenoxidkristaller huet sech op der Uewerfläch a Form vun engem feinkärege Rescht geformt. Dekontaminéiert a passivéiert Uewerfläche weisen Korrosiounsschied, wat zu enger rauer a liicht poröser Uewerflächentextur gefouert huet, wéi an de Figuren 9 an 10 gewisen.
Den NPP-Scan an der Fig. 11 weist den ursprénglechen Zoustand vun der ursprénglecher Uewerfläch mat schwéierem Eisenoxid drop. Déi passivéiert an enrouged Uewerfläch (Figur 12) weist drop hin, datt de passive Film elo en erhéichte Cr-Gehalt (rout Linn) iwwer dem Fe (schwaarz Linn) bei engem Cr:Fe-Verhältnis vun > 1,0 huet. Déi passivéiert an enrouged Uewerfläch (Figur 12) weist drop hin, datt de passive Film elo en erhéichte Cr-Gehalt (rout Linn) iwwer dem Fe (schwaarz Linn) bei engem Cr:Fe-Verhältnis vun > 1,0 huet. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная пленка теперь имесет повых (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Déi passivéiert an deenergiséiert Uewerfläch (Fig. 12) weist drop hin, datt de passive Film elo en erhéichte Cr-Gehalt (rout Linn) am Verglach zum Fe (schwaarz Linn) bei engem Verhältnes vu Cr:Fe > 1,0 huet.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（黑缌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 босекет Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Déi passivéiert a falteg Uewerfläch (Fig. 12) weist, datt de passivéierte Film elo en héiere Cr-Gehalt (rout Linn) wéi Fe (schwaarz Linn) bei engem Cr:Fe-Verhältnis > 1,0 huet.
Eng méi dënn (< 80 Å) passivéierend Chromoxidfilm ass méi schützend wéi eng honnert Ångström déck kristallin Eisenoxidfilm aus enger Basismetall- a Schuelschicht mat engem Eisengehalt vu méi wéi 65%.
Déi chemesch Zesummesetzung vun der passivéierter a gerunzelter Uewerfläch ass elo vergläichbar mat passivéierte poléierte Materialien. De Sediment am Fall 1 ass e Sediment vun der Klass 2, deen in situ geformt ka ginn; wann en sech sammelt, gi méi grouss Partikelen geformt, déi mam Damp migréieren.
An dësem Fall féiert déi gewisen Korrosioun net zu eeschte Mängel oder Verschlechterung vun der Uewerflächenqualitéit. Normal Falten reduzéieren den korrosiven Effekt op der Uewerfläch an eliminéieren d'Méiglechkeet vun enger staarker Migratioun vu Partikelen, déi siichtbar kënne ginn.
An der Figur 11 weisen d'AES-Resultater, datt déck Schichten no bei der Uewerfläch méi héich Niveaue vu Fe an O hunn (500 Å Eisenoxid; zitroulengréng respektiv blo Linnen), an dann op dotiert Niveaue vu Fe, Ni, Cr an O iwwergoen. D'Fe-Konzentratioun (blo Linn) ass vill méi héich wéi déi vun all anerem Metall, a klëmmt vun 35% op der Uewerfläch op iwwer 65% an der Legierung.
Un der Uewerfläch geet den O-Niveau (hellgréng Linn) vu bal 50% an der Legierung op bal Null bei enger Oxidschichtdicke vu méi wéi 700 Å. D'Ni- (donkelgréng Linn) an d'Cr- (rout Linn)-Niveaue si ganz niddreg un der Uewerfläch (< 4%) a klammen an der Déift vun der Legierung op normal Niveauen (11% respektiv 17%). D'Ni- (donkelgréng Linn) an d'Cr- (rout Linn)-Niveaue si ganz niddreg un der Uewerfläch (< 4%) a klammen an der Déift vun der Legierung op normal Niveauen (11% respektiv 17%). Уровни Ni (темно-зеленая линия) a Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) an увеличиваются (11% an 17% соответственно) в глубине сплава. D'Niveaue vun Ni (donkelgréng Linn) a Cr (rout Linn) sinn un der Uewerfläch extrem niddreg (<4%) a klammen déif an der Legierung op normal Niveauen (11% respektiv 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) a Cr (красная линия) op поверхности чрезвычайно низки (<4%) an увеличиваются глубине сплава (11% a 17% соответственно). D'Niveaue vun Ni (donkelgréng Linn) a Cr (rout Linn) op der Uewerfläch sinn extrem niddreg (<4%) a klammen déif an der Legierung op normal Niveauen (11% respektiv 17%).
D'AES-Bild an der Fig. 12 weist, datt d'Rouge-Schicht (Eisenoxid) ewechgeholl an de Passivéierungsfilm restauréiert gouf. An der 15 Å Primärschicht ass den Cr-Niveau (rout Linn) méi héich wéi den Fe-Niveau (schwaarz Linn), wat e passive Film ass. Ufanks war den Ni-Gehalt op der Uewerfläch 9%, ass ëm 60–70 Å iwwer dem Cr-Niveau (± 16%) eropgaangen, an ass dann op den Legierungsniveau vun 200 Å geklommen.
Ugefaange mat 2% fällt de Kuelestoffniveau (blo Linn) op Null bei 30 Å. De Fe-Niveau ass ufanks niddreg (< 15%) a spéider gläich dem Cr-Niveau bei 15 Å a klëmmt weider bis zum Legierungsniveau vu méi wéi 65% bei 150 Å. De Fe-Niveau ass ufanks niddreg (< 15%) a spéider gläich dem Cr-Niveau bei 15 Å a klëmmt weider bis zum Legierungsniveau vu méi wéi 65% bei 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å и продолжает увеличиваться до уровне спо5% 5% Å. De Fe-Niveau ass ufanks niddreg (< 15%), ass spéider gläich wéi de Cr-Niveau bei 15 Å a klëmmt weider op iwwer 65% vun der Legierung bei 150 Å. Fe 含量最初很低(< 15%)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150Å 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150Å 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 и продолжает уветьсив сплава более 65% при 150 Å. De Fe-Gehalt ass ufanks niddreg (< 15%), spéider ass en gläich wéi de Cr-Gehalt bei 15 Å a klëmmt weider, bis de Legierungsgehalt bei 150 Å iwwer 65% ass.De Cr-Niveau klëmmt op 25% vun der Uewerfläch bei 30 Å a fällt op 17% an der Legierung of.
Den erhéichten O2-Niveau no bei der Uewerfläch (hellgréng Linn) fällt no enger Déift vun 120 Å op Null. Dës Analyse huet e gutt entwéckelte Passivatiounsfilm vun der Uewerfläch gewisen. D'SEM-Fotoen an de Figuren 13 an 14 weisen déi rauh, grob a poréis kristallin Natur vun der 1. an 2. Eisenoxidschicht vun der Uewerfläch. Déi zerknittert Uewerfläch weist den Effekt vun der Korrosioun op enger deelweis geriwwener rauer Uewerfläch (Figuren 18-19).
Déi passivéiert an zerknittert Uewerflächen, déi an de Figuren 13 an 14 gewisen sinn, hale keng staark Oxidatioun aus. D'Figuren 15 an 16 weisen e restauréierte Passivéierungsfilm op enger Metalloberfläche.