Coroziunea metalelor se datorează degradării materialelor metalice cauzată de mediu. Consecința directă a coroziunii metalelor este scurtarea duratei de viață a materialelor de inginerie, iar coroziunea metalelor poate duce la degradarea proprietăților materialelor; coroziunea metalelor amenință siguranța mediului, iar scurgerea produselor de coroziune a metalelor sau a substanțelor chimice declanșate de coroziune poate polua grav resursele de apă, atmosfera și mediul solului și poate duce chiar la accidente catastrofale. În industria farmaceutică, rugina roșie (Figura 1), cel mai semnificativ produs direct al coroziunii metalelor, poate duce direct la deteriorarea componentelor, cum ar fi țevile care scurg, corpuri străine roșii care aderă la diafragme și blocaje pe elementele filtrante din cauza adsorbției rugina rosie.
Oxidarea este una dintre cele mai fundamentale reacții chimice din natură, iar ruginirea oțelului inoxidabil este prin însăși natura sa o reacție de oxidare. În natură, reacțiile de oxidare apar în aproape toate metalele, cu excepția câtorva metale prețioase. Atâta timp cât piesele metalice au monomeri metalici reducători care sunt susceptibili la oxidare și sunt expuse la un mediu oxidant care conține oxigen, rugina este obligatorie să fie prezentă după o perioadă de timp.
1. Gradarea ruginii roșii
Rugina roșie este de fapt un amestec de diferiți oxizi de fier, echipamente din oțel inoxidabil sau sisteme prezente în sistemele de procesare a fluidelor la temperatură înaltă, suprafața fierului liber va reacționa mai întâi cu ionii de hidroxid din apă, întregul proces de reacție este mai complex și poate genera în cele din urmă un amestec de oxid feros, oxid feric, hidroxid feros și tetroxid feric, compoziția specifică a greutății specifice diferitelor va determina culoarea ruginii roșii Greutatea specifică a componentei specifice va determina culoarea ruginii roșii.
Grad 1 - Ușor de șters, particulele mici depuse sunt ușor de îndepărtat de pe suprafață și nu modifică semnificativ compoziția și rugozitatea suprafeței din oțel inoxidabil. Stratul depus apare de obicei galben deschis, portocaliu sau portocaliu-rosu.
Gradul 2- parțial șters - este generat de oxidarea directă pe suprafețe care nu sunt pasivate sau unde stratul de pasivare nu este uniform și dens. În acest moment, rugozitatea suprafeței oțelului inoxidabil poate crește semnificativ. Culoarea arată o varietate de portocaliu, roșu, maro, albastru-violet, gri-negru etc.
Grad 3- Un produs de oxidare negru aproape de neșters. Culoarea va căpăta treptat o culoare aurie, albastră, până la o culoare neagră groasă. Stratul de oxid de suprafață este relativ stabil și migrarea particulelor este redusă, dar există totuși riscul de migrare și contaminare (sisteme de vapori puri!)
2. Măsuri pentru a face față ruginii roșii
Fenomenul de rugină roșie care apare în sistemele de apă farmaceutică este produs de acumularea de particule mici de material bogat în fier pe pereții interiori ai sistemului și este un produs al coroziunii oxidative a oțelului inoxidabil. Oțelurile inoxidabile austenitice tradiționale nu sunt rezistente la coroziune prin stres, atacul clorurii și în special fisurarea sulfurilor, limitând aplicarea lor în multe medii. Pentru a rezolva această problemă, există o nevoie urgentă de a găsi materiale rezistente la coroziune.
Tantalul se găsește în principal în tantalit și este simbiotic cu niobiul. Tantalul este moderat dur, ductil și poate fi tras în folii subțiri sub formă de filamente. Coeficientul său de dilatare termică este foarte scăzut. Tantalul are proprietăți chimice excelente și este extrem de rezistent la coroziune, nereacționând cu acidul clorhidric, acidul azotic concentrat sau acva regia, atât în condiții de frig, cât și de cald. Poate fi folosit pentru a face vase de evaporare etc. Poate fi folosit și ca electrozi pentru tuburi electronice, redresoare și condensatoare electrolitice. De asemenea, este folosit în medicină pentru a face foi subțiri sau fire pentru a repara țesutul deteriorat. Deși tantalul este foarte rezistent la coroziune, rezistența sa la coroziune se datorează producerii unei pelicule protectoare stabile de pentoxid de tantal (Ta2O5) pe suprafața sa. Este utilizat pe scară largă ca material rezistent la căldură în avioane, rachete și alte aplicații industriale unde sunt necesare componente de înaltă rezistență. În plus, tantalul metalului are proprietăți fizice și mecanice bune și o bună biocompatibilitate, ceea ce îl face un alt biomaterial nou după titan și este utilizat pe scară largă în domenii medicale, cum ar fi plasarea implantului oral, tratamentul necrozei capului femural, plasarea stentului arterei coronare, acetabularul artificial. plasarea protezei și producerea de suturi chirurgicale.
Tantalul este un material recunoscut în industrie care este rezistent la coroziune, abraziune și temperaturi ridicate și poate fi utilizat într-o varietate de medii corozive. Prin urmare, tantalul poate fi folosit pentru a preveni coroziunea pieselor de prelucrat în timp.
Întrucât metalul tantal este rar și scump pe pământ, acesta este folosit mai ales în industriile extrem de sofisticate, cum ar fi aerospațiale, instrumentele electronice și biomedicina, și este nerealist să folosiți metalul de tantal pur ca materie primă pentru echipamente industriale.
Aliajul de suprafață preparat prin tehnologia de depunere în vapori de tantal dezvoltată de Yusheng Metals are proprietățile fizice ale metalului de tantal, care poate îmbunătăți în mod eficient proprietățile mecanice ale substratului, cu capacități excelente de deformare și îndoire și rezistență de neegalat la coroziune, temperatură ridicată și presiune ridicată. , făcându-l cea mai bună alegere pentru condiții dure de lucru. Yusheng Metals a folosit această tehnologie pentru a acoperi cu succes tantalul pentru o gamă largă de produse industriale dintr-o varietate de industrii, oferind clienților noștri servicii de înaltă performanță și calitate la costuri reduse.
Pentru a reduce riscul de rugină roșie în sistemele de fluide farmaceutice, companiile trebuie să adopte conceptul de management „calitate prin proiectare” și să controleze designul de la sursă. Pe lângă optimizarea procesului de producție, alegerea materialelor pentru echipamente este de o importanță deosebită.
Apariția tehnologiei aliajelor de suprafață cu tantal a oferit o idee avansată pentru rezolvarea fenomenului de rugină roșie în industria farmaceutică. Placarea cu tantal a pieselor de prelucrat obișnuite din oțel inoxidabil conferă pieselor de prelucrat rezistența la coroziune a produselor cu tantal pur, folosind rezistența superbă la coroziune a metalului de tantal pentru a proteja echipamentele industriale, a reduce producția de rugină roșie, a purifica sistemele industriale, a economisi costuri și a beneficia companiile.
