Na zlepšenie vášho zážitku používame cookies.Pokračovaním v prehliadaní tejto stránky súhlasíte s naším používaním cookies.Ďalšie informácie.
Farmaceutické systémy s čistou alebo čistou parou zahŕňajú generátory, regulačné ventily, distribučné potrubia alebo potrubia, termodynamické alebo rovnovážne termostatické sifóny, tlakomery, redukčné ventily, poistné ventily a objemové akumulátory.
Väčšina týchto dielov je vyrobená z nehrdzavejúcej ocele 316 L a obsahuje fluórpolymérové ​​tesnenia (typicky polytetrafluóretylén, tiež známy ako teflón alebo PTFE), ako aj polokovové alebo iné elastomérne materiály.
Tieto komponenty sú počas používania náchylné na koróziu alebo degradáciu, čo ovplyvňuje kvalitu hotového nástroja Clean Steam (CS).Projekt podrobne popísaný v tomto článku hodnotil vzorky nehrdzavejúcej ocele zo štyroch prípadových štúdií systému CS, posudzoval riziko potenciálnych koróznych dopadov na procesné a kritické inžinierske systémy a testoval na častice a kovy v kondenzáte.
Na skúmanie vedľajších produktov korózie sa umiestňujú vzorky skorodovaného potrubia a komponentov rozvodov.9 Pre každý konkrétny prípad boli hodnotené rôzne povrchové podmienky.Hodnotili sa napríklad štandardné sčervenanie a korózne účinky.
Povrchy referenčných vzoriek sa hodnotili na prítomnosť červenkastých usadenín pomocou vizuálnej kontroly, Augerovej elektrónovej spektroskopie (AES), elektrónovej spektroskopie pre chemickú analýzu (ESCA), skenovacej elektrónovej mikroskopie (SEM) a röntgenovej fotoelektrónovej spektroskopie (XPS).
Tieto metódy dokážu odhaliť fyzikálne a atómové vlastnosti korózie a usadenín, ako aj určiť kľúčové faktory, ktoré ovplyvňujú vlastnosti technických tekutín alebo konečných produktov.jeden
Produkty korózie z nehrdzavejúcej ocele môžu mať mnoho podôb, ako napríklad karmínová vrstva oxidu železa (hnedá alebo červená) na povrchu pod alebo nad vrstvou oxidu železa (čierna alebo sivá)2.Schopnosť migrovať po prúde.
Vrstva oxidu železa (čierna červenka) môže časom zhrubnúť, keď sa usadeniny stanú výraznejšími, čo dokazujú častice alebo usadeniny viditeľné na povrchoch sterilizačnej komory a zariadení alebo nádob po sterilizácii parou, dochádza k migrácii.Laboratórna analýza vzoriek kondenzátu ukázala dispergovaný charakter kalu a množstvo rozpustných kovov v kvapaline CS.štyri
Hoci existuje veľa dôvodov pre tento jav, generátor CS je zvyčajne hlavným prispievateľom.Nie je nezvyčajné nájsť červený oxid železa (hnedý/červený) na povrchoch a oxid železa (čierny/sivý) vo vetracích otvoroch, ktoré pomaly migrujú cez distribučný systém CS.6
Distribučný systém CS je konfigurácia vetvenia s viacerými bodmi použitia končiacimi vo vzdialených oblastiach alebo na konci hlavnej hlavičky a rôznych vedľajších hlavičiek.Systém môže obsahovať množstvo regulátorov, ktoré pomáhajú iniciovať zníženie tlaku/teploty v špecifických bodoch použitia, ktoré môžu byť potenciálnymi bodmi korózie.
Korózia môže nastať aj v hygienicky navrhnutých odvádzačoch, ktoré sú umiestnené na rôznych miestach v systéme, aby odvádzali kondenzát a vzduch z prúdiacej čistej pary cez odvádzač, po prúde potrubie/odtokové potrubie alebo zberač kondenzátu.
Vo väčšine prípadov je spätná migrácia pravdepodobná tam, kde sa usadeniny hrdze tvoria na lapači a rastú proti prúdu do a za susedné potrubia alebo zberné miesta použitia;hrdzu, ktorá sa tvorí v pasciach alebo iných komponentoch, možno vidieť proti prúdu od zdroja s neustálou migráciou po prúde a proti prúdu.
Niektoré komponenty z nehrdzavejúcej ocele tiež vykazujú rôzne stredné až vysoké úrovne metalurgických štruktúr, vrátane delta feritu.Predpokladá sa, že feritové kryštály znižujú odolnosť proti korózii, aj keď môžu byť prítomné len v 1–5 %.
Ferit tiež nie je tak odolný voči korózii ako austenitická kryštálová štruktúra, takže bude prednostne korodovať.Ferity sa dajú presne detegovať pomocou feritovej sondy a polopresne pomocou magnetu, existujú však značné obmedzenia.
Od nastavenia systému cez počiatočné uvedenie do prevádzky a spustenie nového generátora CS a rozvodného potrubia existuje množstvo faktorov, ktoré prispievajú ku korózii:
V priebehu času môžu korozívne prvky, ako sú tieto, vytvárať produkty korózie, keď sa stretnú, kombinujú a prekrývajú so zmesami železa a železa.Čierne sadze sa zvyčajne vyskytujú najskôr v generátore, potom sa objavia vo výtlačnom potrubí generátora a nakoniec v distribučnom systéme CS.
Uskutočnila sa SEM analýza na odhalenie mikroštruktúry vedľajších produktov korózie pokrývajúcich celý povrch kryštálmi a inými časticami.Pozadie alebo podkladový povrch, na ktorom sa častice nachádzajú, sa líši od rôznych druhov železa (obr. 1-3) až po bežné vzorky, menovite oxid kremičitý/železo, piesčité, sklovité, homogénne usadeniny (obr. 4).Analyzovali sa aj vlnovce odvádzača kondenzátu (obr. 5-6).
Testovanie AES je analytická metóda používaná na stanovenie povrchovej chémie nehrdzavejúcej ocele a diagnostiku jej odolnosti proti korózii.Ukazuje tiež zhoršenie kvality pasívneho filmu a zníženie koncentrácie chrómu v pasívnom filme, keď sa povrch zhorší v dôsledku korózie.
Na charakterizáciu elementárneho zloženia povrchu každej vzorky sa použili AES skeny (koncentračné profily povrchových prvkov v hĺbke).
Každá lokalita použitá na analýzu a augmentáciu SEM bola starostlivo vybraná tak, aby poskytovala informácie z typických oblastí.Každá štúdia poskytla informácie od niekoľkých vrchných molekulárnych vrstiev (odhadovaných na 10 angstromov [Á] na vrstvu) až po hĺbku kovovej zliatiny (200–1000 Á).
Vo všetkých regiónoch Rouge bolo zaznamenané značné množstvo železa (Fe), chrómu (Cr), niklu (Ni), kyslíka (O) a uhlíka (C).Údaje a výsledky AES sú uvedené v časti prípadovej štúdie.
Celkové výsledky AES pre počiatočné podmienky ukazujú, že k silnej oxidácii dochádza na vzorkách s nezvyčajne vysokými koncentráciami Fe a O (oxidy železa) a nízkym obsahom Cr na povrchu.Tento červený nános má za následok uvoľnenie častíc, ktoré môžu kontaminovať produkt a povrchy, ktoré sú v kontakte s produktom.
Po odstránení sčervenania „pasivované“ vzorky vykazovali úplné zotavenie pasívneho filmu, pričom Cr dosiahol vyššie koncentrácie ako Fe, s pomerom povrchu Cr:Fe v rozmedzí od 1,0 do 2,0 a celkovou absenciou oxidu železa.
Rôzne drsné povrchy sa analyzovali pomocou XPS/ESCA na porovnanie koncentrácií prvkov a spektrálnych oxidačných stavov Fe, Cr, síry (S), vápnika (Ca), sodíka (Na), fosforu (P), dusíka (N) a O a C (tabuľka A).
Existuje jasný rozdiel v obsahu Cr od hodnôt blízkych pasivačnej vrstve k nižším hodnotám, ktoré sa zvyčajne vyskytujú v základných zliatinách.Hladiny železa a chrómu nachádzajúce sa na povrchu predstavujú rôzne hrúbky a stupne rudných usadenín.Testy XPS ukázali zvýšenie Na, C alebo Ca na drsných povrchoch v porovnaní s vyčistenými a pasivovanými povrchmi.
Testovanie XPS tiež ukázalo vysoké hladiny C v železnej červenej (čiernej) červenej, ako aj Fe(x)O(y) (oxid železa) v červenej farbe.Údaje XPS nie sú užitočné na pochopenie povrchových zmien počas korózie, pretože hodnotia červený kov aj základný kov.Na správne vyhodnotenie výsledkov je potrebné dodatočné testovanie XPS s väčšími vzorkami.
Predchádzajúci autori mali tiež problémy s vyhodnocovaním údajov XPS.10 Terénne pozorovania počas procesu odstraňovania ukázali, že obsah uhlíka je vysoký a zvyčajne sa odstraňuje filtráciou počas spracovania.Mikrofotografie SEM urobené pred a po odstránení vrások ilustrujú poškodenie povrchu spôsobené týmito usadeninami, vrátane jamiek a pórovitosti, ktoré priamo ovplyvňujú koróziu.
Výsledky XPS po pasivácii ukázali, že pomer obsahu Cr:Fe na povrchu bol oveľa vyšší, keď sa pasivačný film znovu vytvoril, čím sa znížila rýchlosť korózie a iných nepriaznivých účinkov na povrch.
Vzorky kupónov vykazovali významné zvýšenie pomeru Cr:Fe medzi povrchom „tak ako je“ a pasivovaným povrchom.Počiatočné pomery Cr:Fe boli testované v rozsahu 0,6 až 1,0, zatiaľ čo pasivačné pomery po úprave boli v rozsahu od 1,0 do 2,5.Hodnoty pre elektrolyticky leštené a pasivované nehrdzavejúce ocele sú medzi 1,5 a 2,5.
Vo vzorkách podrobených následnému spracovaniu bola maximálna hĺbka pomeru Cr:Fe (stanovená pomocou AES) v rozsahu od 3 do 16 Á.Priaznivo sa porovnávajú s údajmi z predchádzajúcich štúdií publikovaných Coleman2 a Roll.9 Povrchy všetkých vzoriek mali štandardné hladiny Fe, Ni, O, Cr a C. Nízke hladiny P, Cl, S, N, Ca a Na boli tiež nájdené vo väčšine vzoriek.
Tieto zvyšky sú typické pre chemické čistiace prostriedky, čistenú vodu alebo elektrolytické leštenie.Po ďalšej analýze sa na povrchu a na rôznych úrovniach samotného kryštálu austenitu zistila určitá kontaminácia kremíka.Zdá sa, že zdrojom je obsah oxidu kremičitého vo vode/pare, mechanické leštidlá alebo rozpustené alebo vyleptané priezory v článku generácie CS.
Uvádza sa, že produkty korózie nachádzajúce sa v systémoch CS sa značne líšia.Je to spôsobené rôznymi podmienkami týchto systémov a umiestnením rôznych komponentov, ako sú ventily, sifóny a iné príslušenstvo, ktoré môže viesť ku korozívnym podmienkam a produktom korózie.
Okrem toho sa do systému často zavádzajú náhradné komponenty, ktoré nie sú správne pasivované.Produkty korózie výrazne ovplyvňuje aj konštrukcia generátora CS a kvalita vody.Niektoré typy generátorových súprav sú varáky, zatiaľ čo iné sú rúrkové blikače.Generátory CS zvyčajne používajú koncové sitá na odstránenie vlhkosti z čistej pary, zatiaľ čo iné generátory používajú prepážky alebo cyklóny.
Niektoré vytvárajú takmer pevnú železnú patinu v rozvodnom potrubí a červené železo, ktoré ho pokrýva.Blok s prepážkou vytvára čierny železný film s červenaním z oxidu železitého pod ním a vytvára druhý jav na vrchnej ploche vo forme zahmlenej ruže, ktorá sa z povrchu ľahšie utiera.
Tento železito-sadzovitý nános je spravidla oveľa výraznejší ako železočervený a je pohyblivejší.V dôsledku zvýšeného oxidačného stavu železa v kondenzáte má kal vytvorený v kondenzátnom kanáli na dne rozvodného potrubia kal z oxidu železa na vrchu železného kalu.
Červenka z oxidu železa prechádza cez zberač kondenzátu, je viditeľná v odtoku a vrchná vrstva sa ľahko zotrie z povrchu.Kvalita vody hrá dôležitú úlohu v chemickom zložení rumenca.
Vyšší obsah uhľovodíkov má za následok príliš veľa sadzí v rúži, zatiaľ čo vyšší obsah oxidu kremičitého vedie k vyššiemu obsahu oxidu kremičitého, čo vedie k hladkej alebo lesklej vrstve rúžu.Ako už bolo spomenuté, priezory s vodnou hladinou sú tiež náchylné na koróziu, čo umožňuje vniknutiu nečistôt a oxidu kremičitého do systému.
Pištoľ je dôvodom na obavy v parných systémoch, pretože sa môžu vytvárať hrubé vrstvy, ktoré tvoria častice.Tieto častice sú prítomné na parných povrchoch alebo v zariadeniach na sterilizáciu parou.Nasledujúce časti popisujú možné účinky lieku.
As-Is SEM na obrázkoch 7 a 8 ukazujú mikrokryštalickú povahu karmínu triedy 2 v prípade 1. Zvlášť hustá matrica kryštálov oxidu železa vytvorená na povrchu vo forme jemnozrnného zvyšku.Dekontaminované a pasivované povrchy vykazovali poškodenie koróziou, čo malo za následok drsnú a mierne poréznu textúru povrchu, ako je znázornené na obrázkoch 9 a 10.
Skenovanie JE na obr.11 ukazuje počiatočný stav pôvodného povrchu s ťažkým oxidom železa na ňom. Pasivovaný a zbavený povrch (obrázok 12) naznačuje, že pasívny film má teraz zvýšený obsah Cr (červená čiara) nad Fe (čierna čiara) pri pomere > 1,0 Cr:Fe. Pasivovaný a zbavený povrch (obrázok 12) naznačuje, že pasívny film má teraz zvýšený obsah Cr (červená čiara) nad Fe (čierna čiara) pri pomere > 1,0 Cr:Fe. Пассивированная и обесточенная поверхность (рис. 12) указывает на то, что пассиветекин овышенное содержание Cr (красная линия) по сравнению с Fe (черная линия) при соотношении Cr:0Fe. Pasivovaný a deenergizovaný povrch (obr. 12) naznačuje, že pasívny film má teraz zvýšený obsah Cr (červená čiara) v porovnaní s Fe (čierna čiara) pri pomere 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Fe（黑纎Fe（黑线>1. . Cr（红线）含量高于Fe（黑线），Cr:Fe 比率> 1,0。 Пассивированная и морщинистая поверхность (рис. 12) показывает, что пассивироваерненая более высокое содержание Cr (красная линия), чем Fe (черная линия), при соотношении Cr:Fe > 1,0. Pasivovaný a zvrásnený povrch (obr. 12) ukazuje, že pasivovaný film má teraz vyšší obsah Cr (červená čiara) ako Fe (čierna čiara) pri pomere Cr:Fe > 1,0.
Tenší (< 80 Á) pasivačný film oxidu chrómu chráni viac ako stovky angstromov hrubý film kryštalického oxidu železa zo základného kovu a vrstvy šupín s obsahom železa viac ako 65 %.
Chemické zloženie pasivovaného a zvrásneného povrchu je dnes porovnateľné s pasivovanými leštenými materiálmi.Sediment v prípade 1 je sediment triedy 2, ktorý sa môže vytvoriť in situ;ako sa hromadí, vytvárajú sa väčšie častice, ktoré migrujú s parou.
V tomto prípade zobrazená korózia nepovedie k vážnym chybám alebo zhoršeniu kvality povrchu.Bežné zvrásnenie zníži korozívny účinok na povrch a eliminuje možnosť silnej migrácie častíc, ktoré sa môžu stať viditeľnými.
Na obrázku 11 výsledky AES ukazujú, že hrubé vrstvy blízko povrchu majú vyššie hladiny Fe a O (500 Á oxidu železa; citrónovo zelené a modré čiary, v uvedenom poradí), pričom prechádzajú na dotované hladiny Fe, Ni, Cr a O. Koncentrácia Fe (modrá čiara) je oveľa vyššia ako koncentrácia akéhokoľvek iného kovu, pričom sa zvyšuje z 35 % na povrchu na viac ako 65 % v zliatine.
Na povrchu sa hladina O (svetlozelená čiara) pohybuje od takmer 50 % v zliatine k takmer nule pri hrúbke oxidového filmu viac ako 700 Á. Úrovne Ni (tmavozelená čiara) a Cr (červená čiara) sú extrémne nízke na povrchu (< 4 %) a zvyšujú sa na normálnu úroveň (11 %, resp. 17 %) v hĺbke zliatiny. Úrovne Ni (tmavozelená čiara) a Cr (červená čiara) sú extrémne nízke na povrchu (< 4 %) a zvyšujú sa na normálnu úroveň (11 %, resp. 17 %) v hĺbke zliatiny. Уровни Ni (темно-зеленая линия) a Cr (красная линия) чрезвычайно низки на поверхностио (<4%) ормального уровня (11 % a 17 % соответственно) v глубине сплава. Hladiny Ni (tmavozelená čiara) a Cr (červená čiara) sú extrémne nízke na povrchu (<4 %) a hlboko v zliatine sa zvyšujú na normálnu úroveň (11 % a 17 %).表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4 %），而在合金己度崈刢棠堰刳渣堠夈刢棠堆夈刢棠場为11% 和17%）.表面的Ni（深绿线）和Cr（红线）水平极低（< 4 %），而在合金己度崈刞押堠到刢渊堠咺 11 % Уровни Ni (темно-зеленая линия) a Cr (красная линия) на поверхности чрезвычайно низикиовчи н4%) ормального уровня в глубине сплава (11 % a 17 % соответственно). Hladiny Ni (tmavozelená čiara) a Cr (červená čiara) na povrchu sú extrémne nízke (<4 %) a zvyšujú sa na normálnu úroveň hlboko v zliatine (11 % a 17 %).
Obrázok AES na obr.12 ukazuje, že vrstva červenka (oxid železa) bola odstránená a pasivačný film bol obnovený.V primárnej vrstve 15 Å je hladina Cr (červená čiara) vyššia ako hladina Fe (čierna čiara), čo je pasívny film.Pôvodne bol obsah Ni na povrchu 9 %, pričom sa zvýšil o 60–70 Á nad úroveň Cr (± 16 %) a potom sa zvýšil na úroveň zliatiny 200 Á.
Počnúc od 2 %, hladina uhlíka (modrá čiara) klesne na nulu pri 30 Á. Úroveň Fe je spočiatku nízka (< 15 %) a neskôr sa rovná úrovni Cr pri 15 Á a naďalej sa zvyšuje na úroveň zliatiny na viac ako 65 % pri 150 Á. Úroveň Fe je spočiatku nízka (< 15 %) a neskôr sa rovná úrovni Cr pri 15 Á a naďalej sa zvyšuje na úroveň zliatiny na viac ako 65 % pri 150 Á. Уровень Fe вначале низкий (< 15 %), позже равен уровню Cr при 15 Å и продолжаядолжает уверьчониваутрьчовиварьчовивальчовиватурьчиваверьчиваю а более 65 % z 150 Å. Úroveň Fe je spočiatku nízka (< 15 %), neskôr sa rovná úrovni Cr pri 15 Á a naďalej sa zvyšuje na viac ako 65 % úroveň zliatiny pri 150 Á. Fe 含量最初很低 (< 15 %)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续墐加凑 墐加到 墐加到 墐加到 增加切. Fe 含量最初很低 (< 15 %)，后来在15 Å 时等于Cr 含量，并在150 Å 时继续墐加凑 墐加到 墐加到 墐加到 增加切. Содержание Fe изначально низкое (< 15 %), позже оно равняется содержанию Cr при 15 пуровежат ься до содержания сплава более 65 % при 150 Å. Obsah Fe je spočiatku nízky (< 15 %), neskôr sa rovná obsahu Cr pri 15 Á a naďalej sa zvyšuje, až kým obsah zliatiny nepresiahne 65 % pri 150 Á.Úrovne Cr sa zvýšia na 25 % povrchu pri 30 Á a znížia sa na 17 % v zliatine.
Zvýšená hladina O pri povrchu (svetlozelená čiara) klesá na nulu po hĺbke 120 Á.Táto analýza preukázala dobre vyvinutý povrchový pasivačný film.Fotografie SEM na obrázkoch 13 a 14 ukazujú drsnú, drsnú a poréznu kryštalickú povahu povrchovej 1. a 2. vrstvy oxidu železa.Vrásčitý povrch ukazuje vplyv korózie na čiastočne jamkovitom drsnom povrchu (obrázky 18-19).
Pasivované a zvrásnené povrchy zobrazené na obrázkoch 13 a 14 neodolajú silnej oxidácii.Obrázky 15 a 16 znázorňujú obnovený pasivačný film na kovovom povrchu.