注射用水及纯蒸汽不锈钢管道红斑知识.doc

制药工业中注射用水和纯蒸汽是常用介质,这两种介质的制备及循环系统通常是由奥氏体316/316L型不锈钢材质组成。细心的人员在维护和保养系统的过程中,常常会发现有“红斑”,而且这些“红斑”用一般的方法难以去除。这些“红斑”是否会对产品造成污染?此现象应该引起我们的关注。没有遇见过这种情况的朋友不妨找机会拆开系统看看,也许您的系统中已经出现了“红斑”。1什么是“红斑”“红斑”的主要成分为铁的氧化物(Fe2O3,Fe3O4),也可能包含铁、铬、镍和其他微量元素。虽然在有些水系统里面会发现“红斑”,但在热的注射水系统、纯蒸汽发生器以及纯蒸汽分配管道里尤为常见。在水系统里“红斑”首先出现的典型位置包括:热交换器(尤其是在热末端)、泵壳及推动器、注射用水储罐的雾化喷嘴和喷射区、阀的隔膜上等,如图1所示。虽然从名字上来看是红色,但是发现的“红斑”也有其他颜色,当温度升高时,颜色有时会变深。在纯蒸汽系统中,这种物质也可能是灰色或黑色。在早期阶段,“红斑”呈粉末状的疏松块,很容易被擦拭掉。,放水几个小时后就会检测到疏松的“红斑”颗粒。最后,“红斑”成为表面的附着物,或者变成光滑的硬结,擦拭法已经不能将其除去。在出现“红斑”的那一点,不锈钢表面被覆盖,“红斑”外形也变得相对稳定,没有更多的红斑生成或分散到系统中。这可以通过过滤试验来证明。2为什么不锈钢会出现“红斑”“红斑”与腐蚀奥氏体不锈钢产品具有优良耐蚀性,且不易生锈。但是,在其材料中含有铬元素成分,在空气中,铬与氧结合成坚固表面并形成绵密不氧化状态保护膜,这种膜可防止钢材表面的氧化作用,且可发挥保护表面作用,以防止各种腐蚀因素的腐蚀。倘若此种保护膜因某种腐蚀原因而受到损伤,且又处于铬与氧无法结合处,不锈钢就会开始产生“红斑”。可以说,“红斑”是腐蚀的证明,“红斑”常出现在腐蚀区域,而发生在注射水或纯蒸汽系统中的各种腐蚀包括:(1)化学物质引起的腐蚀,在自然界很常见。常见的例子是低pH、烈性清洁和保护物质引起的腐蚀;(2)麻点腐蚀,通常由氯化物引起;(3)裂缝腐蚀,比如在垫圈下面;(4)电化学腐蚀,与不同金属间电极电位有关,也可以发生在焊接的边缘,由于过量的热能作用改变了金属的晶相组织从而改变了性质,使其不再是所谓的“不锈钢”;(5)应力腐蚀开裂,通常发生在高氯环境中,尤其是高温时;(6)颗粒间的腐蚀,比如说敏感的焊接区;(7)接触腐蚀,环境中异物沉降引起的表面腐蚀,比如摩擦粒子、油污等;(8)侵蚀性腐蚀,尤其是在涡凹泵和高流速区域,比如阀门或喷嘴口;(9)局部生物效应引起的腐蚀,通常发生在沉淀物或生物膜处。“红斑”,制药行业中注射水系统和纯蒸汽系统一般都是采用奥氏体不锈钢,奥氏体不锈钢含有少量的硫,工厂在金属冷却过程中会生成硫化镁包含物,麻点腐蚀就与其有关。由于包含物与其他金属冷却速率的不同,使得包含物周围的铬被消耗,使其不再是不锈钢。为了降低多孔性,工厂有时候会加入铝,不锈钢表面铝的痕迹就成了腐蚀发生的位置。清洁和浸泡可以除去不锈钢表面的包含物和污染物,在表面形成富含铬的保护膜,在组装时对保护膜的破坏也造成了腐蚀的发生。同时,工厂也详细阐明了不锈钢的组成内容应符合已建立的标准,比如ASTM、ASME或等价的标准。这些标准都是很久以前建立的,其每种组成成分都允许有一定的变动范围,这个范围反映了标准建立时不锈钢组成控制的技术能力,现代的技术允许那些贵重的金属控制在一个较低的要求,这些金属正是不锈钢中抗腐蚀的主要承担者,通常,表面铬/铁的比例越高,耐腐蚀性越好。,如配置、修剪、焊接、机械抛光及研磨均会损坏在工厂形成的保护膜,造成表面污染。研磨工具或周围环境中的小粒子可能会使不锈钢表面形成接触腐蚀点,除非在清洁中除掉。在热影响区焊接会产生氧化物。这些区域和其他金属有着不同的冶金学性质,宜造成电化学腐蚀。敏感焊接区也易于发生颗粒间腐蚀。:(1)饮用水pH值。经过单级反渗透或离子交换系统(比如弱酸床)所得的饮用水可能会有低的pH值,使得在蒸馏器的进水端和纯蒸汽发生器处产生“红斑”;(2)饮用水中的氯。在引起腐蚀的各种原因中,氯可能是最具破坏性的,因其导致应力腐蚀开裂。尽管“红斑”会出现在应力腐蚀开裂区域内,但“红斑”问题也成了微不足道的小问题,因为应力腐蚀开裂会导致大规模的破坏,需将受损区域替换。操作温度越高,侵蚀的程度和速度就越快,受影响区域的不锈钢变得易碎,焊接也不能修复裂缝,加热会使裂缝更加延伸,焊接也会加重裂缝。若应力腐蚀开裂是局部的,将其成功修复的方法就是将受损区域整体切掉,直到原始的金