Folosim cookie-uri pentru a vă îmbunătăți experiența.Continuând să navigați pe acest site, sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor.Informații suplimentare.
Sistemele farmaceutice cu abur pur sau pur includ generatoare, supape de control, conducte sau conducte de distribuție, sifone termodinamice sau de echilibru, manometre, reductoare de presiune, supape de siguranță și acumulatori volumetrici.
Majoritatea acestor piese sunt realizate din oțel inoxidabil 316 L și conțin garnituri fluoropolimer (de obicei politetrafluoretilenă, cunoscută și sub denumirea de Teflon sau PTFE), precum și materiale semimetalice sau alte materiale elastomerice.
Aceste componente sunt susceptibile la coroziune sau degradare în timpul utilizării, ceea ce afectează calitatea utilitarului Clean Steam (CS) finit.Proiectul detaliat în acest articol a evaluat eșantioane de oțel inoxidabil din patru studii de caz de sistem CS, a evaluat riscul de impact potențial al coroziunii asupra proceselor și sistemelor de inginerie critice și a testat pentru particule și metale în condens.
Eșantioane de conducte corodate și componente ale sistemului de distribuție sunt plasate pentru a investiga produsele secundare ale coroziunii.9 Pentru fiecare caz specific, au fost evaluate diferite condiții de suprafață.De exemplu, au fost evaluate efectele standard de blush și coroziune.
Suprafețele probelor de referință au fost evaluate pentru prezența depunerilor de blush folosind inspecție vizuală, spectroscopie electronică Auger (AES), spectroscopie electronică pentru analiză chimică (ESCA), microscopie electronică cu scanare (SEM) și spectroscopie fotoelectronică cu raze X (XPS).
Aceste metode pot dezvălui proprietățile fizice și atomice ale coroziunii și depunerilor, precum și pot determina factorii cheie care afectează proprietățile fluidelor tehnice sau ale produselor finite.unu
Produsele de coroziune din oțel inoxidabil pot lua mai multe forme, cum ar fi un strat carmin de oxid de fier (maro sau roșu) pe suprafața de sub sau deasupra stratului de oxid de fier (negru sau gri)2.Abilitatea de a migra în aval.
Stratul de oxid de fier (fardul de obraz negru) se poate îngroșa în timp pe măsură ce depunerile devin mai pronunțate, fapt dovedit de particulele sau depunerile vizibile pe suprafețele camerei de sterilizare și a echipamentelor sau recipientelor după sterilizarea cu abur, există migrație.Analiza de laborator a probelor de condensat a arătat natura dispersată a nămolului și cantitatea de metale solubile din fluidul CS.patru
Deși există multe motive pentru acest fenomen, generatorul CS este de obicei principalul contributor.Nu este neobișnuit să găsiți oxid de fier roșu (maro/roșu) pe suprafețe și oxid de fier (negru/gri) în orificiile de ventilație care migrează lent prin sistemul de distribuție CS.6
Sistemul de distribuție CS este o configurație de ramificare cu mai multe puncte de utilizare care se termină în zone îndepărtate sau la sfârșitul antetului principal și al diferitelor sub-anteturi de ramificație.Sistemul poate include o serie de regulatoare pentru a ajuta la inițierea reducerii presiunii/temperaturii în anumite puncte de utilizare care pot fi puncte potențiale de coroziune.
Coroziunea poate apărea și în sifonele de design igienic care sunt plasate în diferite puncte ale sistemului pentru a îndepărta condensul și aerul din abur curat care curge prin sifon, conducta din aval/conducta de evacuare sau colectorul de condens.
În cele mai multe cazuri, migrarea inversă este probabilă acolo unde depozitele de rugină se acumulează pe capcană și cresc în amonte în și dincolo de conductele adiacente sau colectoarele de la punctul de utilizare;rugina care se formează în capcane sau alte componente poate fi văzută în amonte de sursă cu migrare constantă în aval și în amonte.
Unele componente din oțel inoxidabil prezintă, de asemenea, diferite niveluri moderate până la ridicate de structuri metalurgice, inclusiv ferită delta.Se crede că cristalele de ferită reduc rezistența la coroziune, chiar dacă pot fi prezente în doar 1-5%.
De asemenea, ferita nu este la fel de rezistentă la coroziune precum structura cristalină austenitică, deci se va coroda de preferință.Feritele pot fi detectate cu acuratețe cu o sondă de ferită și semi-precise cu un magnet, dar există limitări semnificative.
De la configurarea sistemului, până la punerea în funcțiune inițială și pornirea unui nou generator CS și a conductelor de distribuție, există o serie de factori care contribuie la coroziune:
În timp, elementele corozive precum acestea pot produce produse de coroziune atunci când se întâlnesc, se combină și se suprapun cu amestecuri de fier și fier.Funinginea neagră este de obicei văzută mai întâi în generator, apoi apare în conducta de refulare a generatorului și, eventual, în sistemul de distribuție CS.
Analiza SEM a fost efectuată pentru a dezvălui microstructura subproduselor de coroziune care acoperă întreaga suprafață cu cristale și alte particule.Fondul sau suprafața de bază pe care se găsesc particulele variază de la diferite grade de fier (Fig. 1-3) până la probe obișnuite, și anume depuneri de silice/fier, nisipoase, vitroase, omogene (Fig. 4).De asemenea, au fost analizate burduful sifonului (Fig. 5-6).
Testarea AES este o metodă analitică utilizată pentru a determina chimia suprafeței oțelului inoxidabil și pentru a diagnostica rezistența la coroziune.De asemenea, arată deteriorarea filmului pasiv și scăderea concentrației de crom în filmul pasiv pe măsură ce suprafața se deteriorează din cauza coroziunii.
Pentru a caracteriza compoziția elementară a suprafeței fiecărei probe, au fost utilizate scanări AES (profiluri de concentrație ale elementelor de suprafață pe adâncime).
Fiecare site utilizat pentru analiza și creșterea SEM a fost selectat cu atenție pentru a oferi informații din regiuni tipice.Fiecare studiu a furnizat informații de la primele câteva straturi moleculare (estimate la 10 angstroms [Å] pe strat) până la adâncimea aliajului metalic (200–1000 Å).
Cantități semnificative de fier (Fe), crom (Cr), nichel (Ni), oxigen (O) și carbon (C) au fost înregistrate în toate regiunile din Rouge.Datele și rezultatele AES sunt prezentate în secțiunea studiului de caz.
Rezultatele generale AES pentru condițiile inițiale arată că o oxidare puternică are loc pe probe cu concentrații neobișnuit de mari de Fe și O (oxizi de fier) ​​și conținut scăzut de Cr la suprafață.Acest depozit roșu are ca rezultat eliberarea de particule care pot contamina produsul și suprafețele în contact cu produsul.
După îndepărtarea fardului de obraz, probele „pasivate” au arătat o recuperare completă a filmului pasiv, Cr atingând niveluri de concentrație mai mari decât Fe, cu un raport de suprafață Cr:Fe variind de la 1,0 la 2,0 și o absență generală a oxidului de fier.
Au fost analizate diferite suprafețe rugoase folosind XPS/ESCA pentru a compara concentrațiile elementare și stările de oxidare spectrală ale Fe, Cr, sulf (S), calciu (Ca), sodiu (Na), fosfor (P), azot (N) și O. și C (tabelul A).
Există o diferență clară în conținutul de Cr de la valorile apropiate de stratul de pasivare la valorile mai scăzute întâlnite de obicei în aliajele de bază.Nivelurile de fier și crom găsite la suprafață reprezintă diferite grosimi și grade de depozite de ruj.Testele XPS au arătat o creștere a Na, C sau Ca pe suprafețele aspre în comparație cu suprafețele curățate și pasivate.
Testarea XPS a arătat, de asemenea, niveluri ridicate de C în roșu de fier (negru) roșu, precum și de Fe(x)O(y) (oxid de fier) ​​în roșu.Datele XPS nu sunt utile pentru înțelegerea modificărilor de suprafață în timpul coroziunii, deoarece evaluează atât metalul roșu, cât și metalul de bază.Este necesară testarea XPS suplimentară cu mostre mai mari pentru a evalua corect rezultatele.
Autorii anteriori au avut și dificultăți în evaluarea datelor XPS.10 Observațiile de teren în timpul procesului de îndepărtare au arătat că conținutul de carbon este ridicat și este de obicei îndepărtat prin filtrare în timpul procesării.Micrografiile SEM efectuate înainte și după tratamentul de îndepărtare a ridurilor ilustrează deteriorarea suprafeței cauzate de aceste depuneri, inclusiv pitting și porozitate, care afectează direct coroziunea.
Rezultatele XPS după pasivare au arătat că raportul de conținut de Cr:Fe pe suprafață a fost mult mai mare atunci când filmul de pasivare a fost reformat, reducând astfel rata de coroziune și alte efecte adverse asupra suprafeței.
Probele de cupon au arătat o creștere semnificativă a raportului Cr:Fe între suprafața „ca atare” și suprafața pasivată.Raporturile inițiale Cr:Fe au fost testate în intervalul de la 0,6 la 1,0, în timp ce rapoartele de pasivare post-tratament au variat de la 1,0 la 2,5.Valorile pentru oțelurile inoxidabile electrolustruite și pasivate sunt cuprinse între 1,5 și 2,5.
În probele supuse post-procesării, adâncimea maximă a raportului Cr:Fe (stabilit folosind AES) a variat între 3 și 16 Å.Se compară favorabil cu datele din studiile anterioare publicate de Coleman2 și Roll.9 Suprafețele tuturor probelor au avut niveluri standard de Fe, Ni, O, Cr și C. Niveluri scăzute de P, Cl, S, N, Ca și Na au fost, de asemenea, găsite în majoritatea probelor.
Aceste reziduuri sunt tipice pentru curățarea chimică, apa purificată sau electro-lustruirea.La o analiză ulterioară, a fost găsită o anumită contaminare cu siliciu la suprafață și la diferite niveluri ale cristalului de austenită în sine.Sursa pare să fie conținutul de silice din apă/abur, lustruirea mecanică sau vizorul dizolvat sau gravat în celula de generație CS.
Produsele de coroziune găsite în sistemele CS sunt raportate că variază foarte mult.Acest lucru se datorează condițiilor variate ale acestor sisteme și plasării diferitelor componente, cum ar fi supape, sifone și alte accesorii, care pot duce la condiții corozive și produse de coroziune.
În plus, componentele de înlocuire sunt adesea introduse în sistem care nu sunt pasivate corespunzător.Produsele de coroziune sunt, de asemenea, afectate semnificativ de proiectarea generatorului CS și de calitatea apei.Unele tipuri de grupuri electrogene sunt refierbătoare, în timp ce altele sunt radiatoare tubulare.Generatoarele CS folosesc de obicei ecrane de capăt pentru a îndepărta umezeala din aburul curat, în timp ce alte generatoare folosesc deflectoare sau cicloane.
Unele produc o patina aproape solidă de fier în conducta de distribuție și fierul roșu care o acoperă.Blocul confuz formează o peliculă neagră de fier cu un fard de obraz cu oxid de fier dedesubt și creează un al doilea fenomen de suprafață superioară sub forma unui fard de obraz cu funingine care este mai ușor de șters de pe suprafață.
De regulă, acest depozit feruginos asemănător funinginei este mult mai pronunțat decât cel de culoare roșie de fier și este mai mobil.Datorită stării de oxidare crescute a fierului din condensat, nămolul generat în canalul de condens din partea inferioară a conductei de distribuție are nămol de oxid de fier deasupra nămolului de fier.
Fardul de obraz cu oxid de fier trece prin colectorul de condens, devine vizibil în scurgere, iar stratul superior este ușor de frecat de pe suprafață.Calitatea apei joacă un rol important în compoziția chimică a fardului de obraz.
Conținutul mai mare de hidrocarburi are ca rezultat prea multă funingine în ruj, în timp ce conținutul mai mare de silice are ca rezultat un conținut mai mare de silice, rezultând un strat de ruj neted sau lucios.După cum am menționat mai devreme, vizorul pentru nivelul apei este, de asemenea, predispus la coroziune, permițând reziduurilor și silicei să intre în sistem.
Pistolul este un motiv de îngrijorare în sistemele cu abur, deoarece se pot forma straturi groase care formează particule.Aceste particule sunt prezente pe suprafețele cu abur sau în echipamentele de sterilizare cu abur.Următoarele secțiuni descriu posibilele efecte ale medicamentului.
SEM As-Is din figurile 7 și 8 arată natura microcristalină a carminului de clasa 2 în cazul 1. O matrice deosebit de densă de cristale de oxid de fier s-a format la suprafață sub forma unui reziduu cu granulație fină.Suprafețele decontaminate și pasivate au prezentat deteriorarea coroziunii, rezultând o textură a suprafeței aspră și ușor poroasă, așa cum se arată în figurile 9 și 10.
Scanarea NPP din fig.11 arată starea inițială a suprafeței originale cu oxid greu de fier pe ea. Suprafața pasivată și derouged (Figura 12) indică faptul că filmul pasiv are acum un conținut ridicat de Cr (linia roșie) deasupra Fe (linia neagră) la un raport > 1,0 Cr:Fe. Suprafața pasivată și derouged (Figura 12) indică faptul că filmul pasiv are acum un conținut ridicat de Cr (linia roșie) deasupra Fe (linia neagră) la un raport > 1,0 Cr:Fe. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассивная поверхность е содержание Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:Fe > 1,0. Suprafața pasivată și dezactivată (Fig. 12) indică faptul că filmul pasiv are acum un conținut crescut de Cr (linia roșie) în comparație cu Fe (linia neagră) la un raport de Cr:Fe > 1,0.钝化和去皱表面（图12）表明，钝化膜现在的Cr（红线）含量高亼Fe（黑纼明（黑，（黑，（黑＇（红线） 。 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 птленка птленка показывает кое содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Suprafața pasivată și șifonată (Fig. 12) arată că pelicula pasivată are acum un conținut de Cr mai mare (linia roșie) decât Fe (linia neagră) la un raport Cr:Fe > 1,0.
O peliculă de oxid de crom cu pasivizare mai subțire (< 80 Å) este mai protectoare decât o peliculă de oxid de fier cristalin de sute de angstrom grosime dintr-un strat de metal de bază și de sol cu ​​un conținut de fier de peste 65%.
Compoziția chimică a suprafeței pasivate și șifonate este acum comparabilă cu materialele lustruite pasivate.Sedimentul din cazul 1 este un sediment de clasa 2 care poate fi format in situ;pe măsură ce se acumulează, se formează particule mai mari care migrează odată cu aburul.
În acest caz, coroziunea prezentată nu va duce la defecte grave sau la deteriorarea calității suprafeței.Încrețirea normală va reduce efectul coroziv asupra suprafeței și va elimina posibilitatea migrării puternice a particulelor care pot deveni vizibile.
În Figura 11, rezultatele AES arată că straturile groase din apropierea suprafeței au niveluri mai mari de Fe și O (500 Å de oxid de fier; linii verzi și albastre, respectiv), trecând la niveluri dopate de Fe, Ni, Cr și O. Concentrația de Fe (linia albastră) este mult mai mare decât cea a oricărui alt metal, crescând de la 35% la suprafață la peste 65%.
La suprafață, nivelul O (linia verde deschis) trece de la aproape 50% în aliaj la aproape zero la o grosime a filmului de oxid de peste 700 Å. Nivelurile de Ni (linia verde închis) și Cr (linia roșie) sunt extrem de scăzute la suprafață (< 4%) și cresc la niveluri normale (11% și, respectiv, 17%) la adâncimea aliajului. Nivelurile de Ni (linia verde închis) și Cr (linia roșie) sunt extrem de scăzute la suprafață (< 4%) și cresc la niveluri normale (11% și, respectiv, 17%) la adâncimea aliajului. Уровни Ni (темно-зеленая линия) și Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхности (<4%) и чрасная линия ного уровня (11% и 17% соответственно) в глубине сплава. Nivelurile de Ni (linia verde închis) și Cr (linia roșie) sunt extrem de scăzute la suprafață (<4%) și cresc la niveluri normale (11% și respectiv 17%) adânc în aliaj.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4%），而在合金深度处增度处增加师帰氹（氭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度处增加帰氫（永极低（< 4%） 11% Уровни Ni (темно-зеленая линия) și Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низки (<4%) и юрасная линия ного уровня в глубине сплава (11% și 17% соответственно). Nivelurile de Ni (linia verde închis) și Cr (linia roșie) la suprafață sunt extrem de scăzute (<4%) și cresc la niveluri normale adânc în aliaj (11% și respectiv 17%).
Imaginea AES din fig.12 arată că stratul de ruj (oxid de fier) ​​a fost îndepărtat și filmul de pasivare a fost restaurat.În stratul primar de 15 Å, nivelul Cr (linia roșie) este mai mare decât nivelul Fe (linia neagră), care este un film pasiv.Inițial, conținutul de Ni pe suprafață a fost de 9%, crescând cu 60-70 Å peste nivelul Cr (± 16%), iar apoi crescând la nivelul de aliaj de 200 Å.
Începând de la 2%, nivelul de carbon (linia albastră) scade la zero la 30 Å. Nivelul Fe este inițial scăzut (< 15%) și mai târziu egal cu nivelul Cr la 15 Å și continuă să crească până la nivelul aliajului la mai mult de 65% la 150 Å. Nivelul Fe este inițial scăzut (< 15%) și mai târziu egal cu nivelul Cr la 15 Å și continuă să crească până la nivelul aliajului la mai mult de 65% la 150 Å. Уровень Fe вначале низкий (< 15%), позже равен уровню Cr при 15 Å и продолжает увеличивает увеличивато величивать псливать провеню 65% până la 150 Å. Nivelul Fe este inițial scăzut (< 15%), mai târziu este egal cu nivelul Cr la 15 Å și continuă să crească la peste 65% nivelul aliajului la 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 到 超过 65% 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 到 超过 65% 的 合金 含量。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 Åто и пралди и правняется о содержания сплава более 65 % при 150 Å. Conținutul de Fe este inițial scăzut (< 15%), ulterior este egal cu conținutul de Cr la 15 Å și continuă să crească până când conținutul de aliaj este de peste 65% la 150 Å.Nivelurile de Cr cresc la 25% din suprafață la 30 Å și scad la 17% în aliaj.
Nivelul ridicat de O lângă suprafață (linia verde deschis) scade la zero după o adâncime de 120 Å.Această analiză a demonstrat o peliculă de pasivare a suprafeței bine dezvoltată.Fotografiile SEM din figurile 13 și 14 arată natura cristalină aspră, aspră și poroasă a primului și al doilea strat de oxid de fier de la suprafață.Suprafața șifonată arată efectul coroziunii pe o suprafață rugoasă parțial cu sâmburi (Figurile 18-19).
Suprafețele pasivate și încrețite prezentate în figurile 13 și 14 nu rezistă la oxidare severă.Figurile 15 și 16 prezintă o peliculă de pasivare restaurată pe o suprafață metalică.