Η διάβρωση του μετάλλου οφείλεται στην υποβάθμιση των μεταλλικών υλικών που προκαλείται από το περιβάλλον. Η άμεση συνέπεια της διάβρωσης μετάλλων είναι η μείωση της διάρκειας ζωής των υλικών μηχανικής και η διάβρωση μετάλλων μπορεί να οδηγήσει σε υποβάθμιση των ιδιοτήτων του υλικού. Η διάβρωση μετάλλων απειλεί την περιβαλλοντική ασφάλεια και η διαρροή προϊόντων διάβρωσης μετάλλων ή χημικών ουσιών που προκαλούνται από τη διάβρωση μπορεί να μολύνει σοβαρά τους υδάτινους πόρους, την ατμόσφαιρα και το περιβάλλον του εδάφους και μπορεί να οδηγήσει ακόμη και σε καταστροφικά ατυχήματα. Στη φαρμακοβιομηχανία, η κόκκινη σκουριά (Εικόνα 1), το πιο σημαντικό άμεσο προϊόν διάβρωσης μετάλλων, μπορεί να οδηγήσει απευθείας σε ζημιά σε εξαρτήματα, όπως διαρροές σωλήνων, κόκκινα ξένα σώματα που προσκολλώνται στα διαφράγματα και μπλοκαρίσματα σε στοιχεία φίλτρου λόγω προσρόφησης κόκκινη σκουριά.
Η οξείδωση είναι μια από τις πιο θεμελιώδεις χημικές αντιδράσεις στη φύση και η σκουριά του ανοξείδωτου χάλυβα είναι από τη φύση της μια αντίδραση οξείδωσης. Στη φύση, αντιδράσεις οξείδωσης συμβαίνουν σε όλα σχεδόν τα μέταλλα, με εξαίρεση ελάχιστα πολύτιμα μέταλλα. Εφόσον τα μεταλλικά μέρη έχουν αναγωγικά μεταλλικά μονομερή που είναι ευαίσθητα στην οξείδωση και εκτίθενται σε ένα οξειδωτικό περιβάλλον που περιέχει οξυγόνο, η σκουριά είναι βέβαιο ότι θα υπάρχει μετά από κάποιο χρονικό διάστημα.
1. Διαβάθμιση κόκκινης σκουριάς
Η κόκκινη σκουριά είναι στην πραγματικότητα ένα μείγμα διαφορετικών οξειδίων σιδήρου, εξοπλισμού ή συστημάτων από ανοξείδωτο χάλυβα που υπάρχουν σε συστήματα διεργασίας υγρών υψηλής θερμοκρασίας, η επιφάνεια του ελεύθερου σιδήρου θα αντιδράσει πρώτα με τα ιόντα υδροξειδίου στο νερό, η όλη διαδικασία αντίδρασης είναι πιο περίπλοκη και μπορεί τελικά να δημιουργήσει ένα μείγμα οξειδίου του σιδήρου, οξειδίου του σιδήρου, υδροξειδίου του σιδήρου και τετροξειδίου του σιδήρου, η ειδική σύνθεση του ειδικού βάρους του διαφορετικού θα καθορίσει το χρώμα της κόκκινης σκουριάς Το ειδικό συστατικό ειδικό βάρος θα καθορίσει το χρώμα της κόκκινης σκουριάς.
Βαθμός 1 - Εύκολο να σκουπιστεί, τα μικρά σωματίδια που εναποτίθενται αφαιρούνται εύκολα από την επιφάνεια και δεν αλλοιώνουν σημαντικά τη σύνθεση και την τραχύτητα της επιφάνειας από ανοξείδωτο χάλυβα. Το εναποτιθέμενο στρώμα εμφανίζεται συνήθως ανοιχτό κίτρινο, πορτοκαλί ή πορτοκαλοκόκκινο.
Βαθμός 2- μερικώς διαγραφόμενο - δημιουργείται με άμεση οξείδωση σε επιφάνειες που δεν είναι παθητικοποιημένες ή όπου το στρώμα παθητικοποίησης δεν είναι ομοιόμορφο και πυκνό. Σε αυτό το σημείο η τραχύτητα της επιφάνειας του ανοξείδωτου χάλυβα μπορεί να αυξηθεί σημαντικά. Το χρώμα δείχνει μια ποικιλία από πορτοκαλί, κόκκινο, καφέ, μπλε-βιολετί, γκρι-μαύρο κ.λπ.
Βαθμός 3- Σχεδόν ανεξίτηλο προϊόν μαύρης οξείδωσης. Το χρώμα θα πάρει σταδιακά ένα χρυσαφί, μπλε χρώμα μέχρι ένα παχύ μαύρο χρώμα. Το επιφανειακό στρώμα οξειδίου είναι σχετικά σταθερό και η μετανάστευση των σωματιδίων μειώνεται, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει κίνδυνος μετανάστευσης και μόλυνσης (συστήματα καθαρού ατμού!)
2. Μέτρα για την αντιμετώπιση της κόκκινης σκουριάς
Το φαινόμενο της κόκκινης σκουριάς που εμφανίζεται στα φαρμακευτικά συστήματα νερού παράγεται από τη συσσώρευση μικρών σωματιδίων πλούσιου σε σίδηρο υλικού στα εσωτερικά τοιχώματα του συστήματος και είναι προϊόν οξειδωτικής διάβρωσης του ανοξείδωτου χάλυβα. Οι παραδοσιακοί ωστενιτικοί ανοξείδωτοι χάλυβες δεν είναι ανθεκτικοί στη διάβρωση λόγω καταπόνησης, στην προσβολή χλωρίου και ιδιαίτερα στη ρηγμάτωση των θειούχων, περιορίζοντας την εφαρμογή τους σε πολλά περιβάλλοντα. Για να λυθεί αυτό το πρόβλημα, υπάρχει επείγουσα ανάγκη να βρεθούν υλικά που να είναι ανθεκτικά στη διάβρωση.
Το ταντάλιο βρίσκεται κυρίως στον τανταλίτη και είναι συμβιωτικό με το νιόβιο. Το ταντάλιο είναι μέτρια σκληρό, όλκιμο και μπορεί να τραβηχτεί σε λεπτά φύλλα με τη μορφή νημάτων. Ο συντελεστής θερμικής διαστολής του είναι πολύ χαμηλός. Το ταντάλιο έχει εξαιρετικές χημικές ιδιότητες και είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη διάβρωση, δεν αντιδρά με υδροχλωρικό οξύ, συμπυκνωμένο νιτρικό οξύ ή aqua regia, τόσο σε κρύες όσο και σε ζεστές συνθήκες. Μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή δοχείων εξάτμισης κ.λπ. Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως ηλεκτρόδια για ηλεκτρονικούς σωλήνες, ανορθωτές και ηλεκτρολυτικούς πυκνωτές. Χρησιμοποιείται επίσης στην ιατρική για την κατασκευή λεπτών φύλλων ή κλωστών για την αποκατάσταση κατεστραμμένου ιστού. Αν και το ταντάλιο είναι πολύ ανθεκτικό στη διάβρωση, η αντοχή του στη διάβρωση οφείλεται στην παραγωγή ενός σταθερού προστατευτικού φιλμ πεντοξειδίου του τανταλίου (Ta2O5) στην επιφάνειά του. Χρησιμοποιείται ευρέως ως ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό σε αεροσκάφη, πυραύλους και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές όπου απαιτούνται εξαρτήματα υψηλής αντοχής. Επιπλέον, το μέταλλο ταντάλιο έχει καλές φυσικές και μηχανικές ιδιότητες και καλή βιοσυμβατότητα, καθιστώντας το ένα άλλο νέο βιοϋλικό μετά το τιτάνιο, και χρησιμοποιείται ευρέως σε ιατρικά πεδία όπως τοποθέτηση εμφυτευμάτων στοματικού εμφυτεύματος, θεραπεία νέκρωσης μηριαίας κεφαλής, τοποθέτηση στεντ στεφανιαίας αρτηρίας, τεχνητή κοτύλη τοποθέτηση προσθετικής και χειρουργική παραγωγή ραμμάτων.
Το ταντάλιο είναι ένα αναγνωρισμένο από τη βιομηχανία υλικό που είναι ανθεκτικό στη διάβρωση, την τριβή και τις υψηλές θερμοκρασίες και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορα διαβρωτικά περιβάλλοντα. Το ταντάλιο μπορεί επομένως να χρησιμοποιηθεί για την πρόληψη της διάβρωσης των τεμαχίων εργασίας με την πάροδο του χρόνου.
Καθώς το μέταλλο ταντάλιο είναι σπάνιο και ακριβό στη γη, χρησιμοποιείται κυρίως σε εξαιρετικά εξελιγμένες βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική, τα ηλεκτρονικά όργανα και η βιοϊατρική, και δεν είναι ρεαλιστικό να χρησιμοποιείται καθαρό μέταλλο ταντάλιο ως πρώτη ύλη για βιομηχανικό εξοπλισμό.
Το επιφανειακό κράμα που παρασκευάζεται από την τεχνολογία εναπόθεσης ατμού τανταλίου που αναπτύχθηκε από την Yusheng Metals έχει τις φυσικές ιδιότητες του μετάλλου τανταλίου, το οποίο μπορεί να βελτιώσει αποτελεσματικά τις μηχανικές ιδιότητες του υποστρώματος, με εξαιρετικές δυνατότητες παραμόρφωσης και κάμψης και απαράμιλλη αντοχή στη διάβρωση, την υψηλή θερμοκρασία και την υψηλή πίεση , καθιστώντας το την καλύτερη επιλογή για σκληρές συνθήκες εργασίας. Η Yusheng Metals έχει χρησιμοποιήσει αυτή την τεχνολογία για να επικαλύψει με επιτυχία ταντάλιο για ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών προϊόντων σε μια ποικιλία βιομηχανιών, παρέχοντας στους πελάτες μας υπηρεσίες υψηλής απόδοσης και χαμηλού κόστους ποιότητας.
Προκειμένου να μειωθεί ο κίνδυνος κόκκινης σκουριάς στα συστήματα φαρμακευτικών υγρών, οι εταιρείες πρέπει να υιοθετήσουν την έννοια της διαχείρισης «ποιότητα βάσει σχεδίου» και να ελέγχουν τον σχεδιασμό από την πηγή. Εκτός από τη βελτιστοποίηση της παραγωγικής διαδικασίας, ιδιαίτερη σημασία έχει η επιλογή των υλικών για τον εξοπλισμό.
Η εμφάνιση της τεχνολογίας κράματος επιφάνειας τανταλίου έχει προσφέρει μια προηγμένη ιδέα για την επίλυση του φαινομένου της κόκκινης σκουριάς στη φαρμακευτική βιομηχανία. Η επιμετάλλωση με ταντάλιο των συνηθισμένων τεμαχίων κατεργασίας από ανοξείδωτο χάλυβα δίνει στα τεμάχια την αντοχή στη διάβρωση των προϊόντων καθαρού τανταλίου, χρησιμοποιώντας την εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση του μετάλλου τανταλίου για την προστασία του βιομηχανικού εξοπλισμού, τη μείωση της παραγωγής κόκκινης σκουριάς, τον καθαρισμό των βιομηχανικών συστημάτων, την εξοικονόμηση κόστους και τις ωφέλειες των εταιρειών.
