Коррозия металлов происходит из-за деградации металлических материалов, вызванной окружающей средой. Прямым следствием коррозии металлов является сокращение срока службы конструкционных материалов, а коррозия металлов может привести к ухудшению свойств материалов; коррозия металлов угрожает экологической безопасности, а утечка продуктов коррозии металлов или химических веществ, спровоцированных коррозией, может серьезно загрязнить водные ресурсы, атмосферу и почвенную среду и даже привести к катастрофическим авариям. В фармацевтической промышленности красная ржавчина (рис. 1), наиболее значимый прямой продукт коррозии металлов, может привести к непосредственному повреждению компонентов, например, к негерметичным трубам, прилипанию красных инородных тел к диафрагмам и засорению фильтрующих элементов из-за адсорбции красная ржавчина.
Окисление является одной из самых фундаментальных химических реакций в природе, а ржавление нержавеющей стали по самой своей природе является реакцией окисления. В природе реакции окисления происходят практически со всеми металлами, за исключением очень немногих драгоценных металлов. Пока металлические детали содержат восстанавливающие металлические мономеры, которые подвержены окислению и подвергаются воздействию окислительной среды, содержащей кислород, ржавчина обязательно появится через некоторое время.
1. Классификация красной ржавчины
Красная ржавчина на самом деле представляет собой смесь различных оксидов железа, оборудования или систем из нержавеющей стали, присутствующих в технологических системах с высокотемпературной жидкостью, поверхность свободного железа сначала вступает в реакцию с ионами гидроксида в воде, весь процесс реакции более сложен, и в конечном итоге может образоваться смесь оксида железа, оксида железа, гидроксида железа и четырехокиси железа, удельный вес различных компонентов будет определять цвет красной ржавчины. Удельный вес компонента будет определять цвет красной ржавчины.
Марка 1 - Легко стирается, мелкие осевшие частицы легко удаляются с поверхности и существенно не изменяют состав и шероховатость поверхности нержавеющей стали. Отложенный слой обычно имеет светло-желтый, оранжевый или оранжево-красный цвет.
Марка 2- частично стираемая - создается путем прямого окисления на непассивированных поверхностях или на тех поверхностях, где пассивирующий слой не является однородным и плотным. В этот момент шероховатость поверхности нержавеющей стали может значительно увеличиться. Цвет представлен различными оранжевыми, красными, коричневыми, сине-фиолетовыми, серо-черными и т. д.
Марка 3- Почти несмываемый продукт окисления черного цвета. Цвет постепенно приобретет золотисто-голубой цвет до густого черного цвета. Поверхностный оксидный слой относительно стабилен, а миграция частиц снижена, но риск миграции и загрязнения все еще существует (чистые паровые системы!)
2. Меры по борьбе с красной ржавчиной
Явление красной ржавчины, возникающее в фармацевтических системах водоснабжения, вызвано накоплением мелких частиц материала, богатого железом, на внутренних стенках системы и является продуктом окислительной коррозии нержавеющей стали. Традиционные аустенитные нержавеющие стали неустойчивы к коррозии под напряжением, воздействию хлоридов и особенно к сульфидному растрескиванию, что ограничивает их применение во многих средах. Для решения этой проблемы остро необходимо найти материалы, устойчивые к коррозии.
Тантал в основном содержится в танталите и находится в симбиозе с ниобием. Тантал умеренно твердый, пластичный и может быть вытянут в тонкую фольгу в виде нитей. Его коэффициент теплового расширения очень низкий. Тантал обладает прекрасными химическими свойствами и чрезвычайно устойчив к коррозии, не реагируя с соляной кислотой, концентрированной азотной кислотой или царской водкой как в холодных, так и в горячих условиях. Его можно использовать для изготовления испарительных сосудов и т. д. Его также можно использовать в качестве электродов для электронных ламп, выпрямителей и электролитических конденсаторов. Он также используется в медицине для изготовления тонких пластин или нитей для восстановления поврежденных тканей. Хотя тантал обладает высокой коррозионной стойкостью, его коррозионная стойкость обусловлена образованием на его поверхности стабильной защитной пленки пятиокиси тантала (Ta2O5). Он широко используется в качестве термостойкого материала в самолетах, ракетах и других промышленных приложениях, где требуются высокопрочные компоненты. Кроме того, металлический тантал обладает хорошими физико-механическими свойствами и хорошей биосовместимостью, что делает его еще одним новым биоматериалом после титана и широко используется в областях, связанных с медициной, таких как установка оральных имплантатов, лечение некроза головки бедренной кости, установка стента коронарной артерии, искусственная вертлужная впадина. установка протеза и наложение хирургического шва.
Тантал является признанным в отрасли материалом, устойчивым к коррозии, истиранию и высоким температурам и может использоваться в различных агрессивных средах. Таким образом, тантал можно использовать для предотвращения коррозии заготовок с течением времени.
Поскольку металлического тантала в земле мало и он дорог, он в основном используется в очень сложных отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность, электронные приборы и биомедицина, и нереально использовать чистый металлический тантал в качестве сырья для промышленного оборудования.
Поверхностный сплав, полученный с помощью технологии осаждения паров тантала, разработанной Yusheng Metals, обладает физическими свойствами металлического тантала, который может эффективно улучшить механические свойства подложки, с отличными способностями к деформации и изгибу и непревзойденной стойкостью к коррозии, высокой температуре и высокому давлению. , что делает его лучшим выбором для суровых условий работы. Компания Yusheng Metals успешно использовала эту технологию для нанесения покрытия из тантала на широкий спектр промышленных изделий в различных отраслях промышленности, предоставляя нашим клиентам высокопроизводительные и недорогие качественные услуги.
Чтобы снизить риск красной ржавчины в фармацевтических жидкостных системах, компаниям необходимо принять концепцию управления «качество по дизайну» и контролировать дизайн с самого начала. Помимо оптимизации производственного процесса, особое значение имеет выбор материалов для оборудования.
Появление технологии поверхностного сплава тантала дало передовую идею для решения проблемы красной ржавчины в фармацевтической промышленности. Покрытие танталом обычных заготовок из нержавеющей стали придает заготовкам коррозионную стойкость изделий из чистого тантала, используя превосходную коррозионную стойкость металлического тантала для защиты промышленного оборудования, снижения образования красной ржавчины, очистки промышленных систем, экономии затрат и выгоды компании.
