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艾因斯新蟲 (小有名氣)
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[交流]
紅銹的生成與應(yīng)對
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金屬腐蝕是由于環(huán)境引起的金屬材料的退化，金屬腐蝕導(dǎo)致的直接后果是工程材料使用壽命的縮短，金屬腐蝕會導(dǎo)致材料性能退化；金屬腐蝕威脅著環(huán)境安全，金屬腐蝕產(chǎn)物或有腐蝕引發(fā)的化學(xué)物質(zhì)的泄露可能嚴(yán)重污染水資源、大氣和土壤環(huán)境，甚至?xí)l(fā)災(zāi)難性的事故。在制藥行業(yè)，紅銹作為金屬腐蝕最主要的直接產(chǎn)物，會直接導(dǎo)致部件的損壞，如管道的滲漏、膜片上附著的紅色異物、濾芯上因吸附紅銹而導(dǎo)致的堵塞等。 氧化反應(yīng)是自然界中最基本的化學(xué)反應(yīng)之一，不銹鋼的生銹其本質(zhì)就是一種氧化反應(yīng)。在自然界中，除極少數(shù)貴金屬之外，幾乎所有的金屬都會發(fā)生氧化反應(yīng)。只要金屬部件有易被氧化的還原性金屬單質(zhì)，且在含有氧氣的氧化環(huán)境下暴露，一段時間之后必然會有銹跡的存在。 紅銹的分級 紅銹其實是一種由不同鐵氧化物構(gòu)成的混合物，在高溫流體工藝系統(tǒng)中存在的不銹鋼設(shè)備或系統(tǒng)，其表面的游離鐵首先會同水中的氫氧根離子發(fā)生反應(yīng)，整個反應(yīng)過程較為復(fù)雜，最終可能生成氧化亞鐵、三氧化二鐵、氫氧化亞鐵以及四氧化三鐵的混合物，具體成分比重的不同將決定紅銹顏色的不同。 第一級-容易擦拭，沉積的小顆粒容易從表面去除，并且不會明顯改變不銹鋼表面的構(gòu)成和粗糙度。沉積層通常呈現(xiàn)淺黃色、橙色或橙紅色。 第二級-部分可擦去，是在未經(jīng)鈍化或鈍化層不均勻不致密的表面直接氧化生成。此時不銹鋼表面粗糙度可能發(fā)生明顯增大。顏色呈現(xiàn)橙、紅、褐、藍(lán)紫、灰黑色等多樣。 第三級-幾乎是不可擦去的黑色氧化產(chǎn)物。顏色會逐漸呈現(xiàn)金色，藍(lán)色，直至厚重的黑色。表面氧化層相對穩(wěn)定，顆粒物遷移率降低，但仍然存在遷移和污染風(fēng)險（純蒸汽系統(tǒng)�。� 紅銹存在較為常見的發(fā)生機(jī)理，雖然該機(jī)理還存在學(xué)術(shù)上的爭議，但能較為直觀地解釋紅銹發(fā)生的化學(xué)過程。 面對紅銹的措施 制藥用水系統(tǒng)中出現(xiàn)的紅銹現(xiàn)象是由富鐵物質(zhì)組成的小粒子在系統(tǒng)內(nèi)壁聚集產(chǎn)生的，是不銹鋼氧化腐蝕的產(chǎn)物。傳統(tǒng)的奧氏體不銹鋼不能抵抗應(yīng)力腐蝕、氯化物侵蝕，尤其是硫化物裂紋，限制了在很多環(huán)境中的應(yīng)用。為解決這一問題，目前亟需尋找耐腐蝕的材料。 鉭主要存在于鉭鐵礦中，同鈮共生。鉭的硬度適中，富有延展性，可以拉成細(xì)絲式制薄箔。其熱膨脹系數(shù)很小。鉭有非常出色的化學(xué)性質(zhì)，具有極高的抗腐蝕性，無論是在冷和熱的條件下，與鹽酸、濃硝酸及王水都不反應(yīng)�？捎脕碇圃煺舭l(fā)器皿等，也可做電子管的電極、整流器、電解電容。醫(yī)療上用來制成薄片或細(xì)線，縫補(bǔ)破壞的組織。雖然鉭的抗腐蝕性很強(qiáng)，但是其抗腐蝕性是由于表面生成穩(wěn)定的五氧化二鉭（ta₂o₅）保護(hù)膜。被廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、火箭等耐熱材料以及需要高強(qiáng)度零部件的工業(yè)領(lǐng)域。此外，金屬鉭有良好的物理力學(xué)特性、較好的生物相容性能，成為了繼鈦金屬之后又一種新型生物材料，被廣泛應(yīng)用在口腔種植體植入、股骨頭壞死治療、冠狀動脈支架植入、人工髖臼假體植入、外科手術(shù)縫合線制作等醫(yī)學(xué)相關(guān)領(lǐng)域。 鉭是一種行業(yè)認(rèn)可的材料，具有耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等特性，可應(yīng)用于多種腐蝕環(huán)境中。故可將鉭材料用于防止工件隨時間的腐蝕。 由于金屬鉭在地球中的含量稀少，價格昂貴，多用于航空航天、電子儀器、生物醫(yī)療等高精尖的產(chǎn)業(yè)中，用純金屬鉭作為工業(yè)設(shè)備的原料是不現(xiàn)實的。 艾因斯開發(fā)的鉭蒸氣相沉積技術(shù)制備的表面合金，擁有鉭金屬的物理特性，能有效提高基體機(jī)械性能，有極佳變形彎曲能力，無與倫比的抗腐蝕、耐高溫、高壓性能，是惡劣工況下最好的選擇。艾因斯已利用該技術(shù)成功為多種工業(yè)產(chǎn)品鍍鉭，應(yīng)用于多種行業(yè)，為客戶提供了高性能、低成本的優(yōu)質(zhì)服務(wù)。 結(jié)語 為降低制藥流體工藝系統(tǒng)產(chǎn)生紅銹的風(fēng)險，企業(yè)需采用“質(zhì)量源于設(shè)計”的管理理念，從設(shè)計源頭開始進(jìn)行有效控制。除了優(yōu)化生產(chǎn)工藝外，對設(shè)備的材料的選擇也顯得尤為重要。 鉭表面合金技術(shù)的產(chǎn)生就為解決制藥工業(yè)的紅銹現(xiàn)象提供了一個先進(jìn)的思路。對普通的不銹鋼工件進(jìn)行鍍鉭處理后，可賦予工件純鉭制品的耐腐蝕性能，利用鉭金屬超強(qiáng)的耐腐蝕性能，保護(hù)工業(yè)設(shè)備，減少紅銹的產(chǎn)生，凈化工業(yè)系統(tǒng)，節(jié)約成本，造福企業(yè)。 |
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