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製藥用水係統中的紅鏽成因分析及清除
概述
在製藥用水儲存與分配係統中，基本上隻要采用了不鏽鋼材質，都不可被避免出現紅鏽。藥典及GMP並對製藥用水（如純化水、注射用水及純蒸汽）的要求中並未明確提及紅鏽及其限度，但均對製藥用水和由製藥用水生產的產品的質量進行了規定，在EMEA“note for guidance on specification limits for residues of metal catalysts”中也對金屬含量進行了規定。就目前的研究而言，雖然紅鏽的存在，並未引起製藥用水質量超出藥典要求，但其存在，可能存在一定的風險，如金屬離子Mn、Cr殘留在產品中，引起產品的不合格，或與產品相互反應，或者遊離的紅鏽微粒影響產品質量或堵塞過濾器等。
形成原理
紅鏽的形成是不鏽鋼中的鐵被氧化的電化學現象，但其機理並未完全被證明，目前存在兩種主要的假定。理論一：CO2溶解在製藥用水中，生成H2CO3，構成了化學還原環境，腐蝕不鏽鋼表麵鈍化層（Cr2O），由此暴露出的鐵被氧化形成紅鏽。理論二：不鏽鋼表麵形成的鈍化層，為Cr與O2形成的動態鈍化層，當溫度升高時，係統中O2含量降低，Cr2O鈍化層減少，由此暴露出的鐵被氧化。
雖然紅鏽的形成機理並未被研究透徹，但試驗證明引起或加劇紅鏽產生的因素多種多樣。主要影響因素如下：
1.不鏽鋼的選擇。低碳高鎳的不鏽鋼具有更好的耐腐蝕性，因此，国产成人久久Av免费高清色欲更傾向於選擇316L不鏽鋼，當然不同標準中的316L不鏽鋼，其元素含量仍然是有區別的。
2.焊接。焊接改變合金組成，在焊點位置，含量較高，更易形成紅鏽，基本上係統中焊接位置最早出現紅鏽。
3.鈍化。鈍化在不鏽鋼表麵形成的Cr2O鈍化層，保護不鏽鋼中的鐵免受氧化4.製造方法。采用鍛造方法生產的不鏽鋼比鑄造具有更低的鐵含量。
5.流體性質。係統中工藝流體偏酸性或具有腐蝕性，如含有較高的鹵素離子或高鹽緩衝體係，對鈍化層腐蝕性較大。
6.流體速度。較高的流體速度或剪切力加劇紅鏽產生，因此在係統中噴淋球和離心泵較早出現紅鏽。
7.溫度。溫度越高，越容易產生紅鏽，注射用水及純蒸汽係統比純化水係統更容易產生紅鏽，並且情況更加嚴重。
程度分級
根據紅鏽嚴重程度，国产成人久久Av免费高清色欲可將紅鏽分為三級。但係統中出現的紅鏽，並不單純的屬於某一種級別。
一級：附著在不鏽鋼表麵，易於清除的金屬氧化物或氫氧化物，主要為FeO，顏色從橙色到橙紅色。
二級：非鈍化表麵的原位氧化，主要為Fe2O3，還含有一定量的Cr、Ni氧化物及碳，顏色多樣，橙色、紅色、藍色及黑色等，其主要由氯及其它鹵素侵蝕不鏽鋼表麵引起。
三級：由高溫引起的氧化物沉澱，其組成和結構不同於一、二級紅鏽，主要為Fe3O4，結構中還含有一定量的Cr、Ni、Si，顏色有金色、藍色及黑色，極難除去。
根據不鏽鋼鈍化層的分析方法，開發了幾種常見的紅鏽分析方法，分為對流體進行分析和對不鏽鋼表麵分析。對流體的分析方法主要有：超痕量無機分析（ICP/MS）、標準微粒分析-光阻法、超痕量無機分析（SEM/EDX）及傅裏葉變換紅外光譜法（FTIR）。對不鏽鋼表麵分析的方法主要有顯微鏡或人眼檢查、掃描俄歇微量分析（SAM）或俄歇電子能譜（AES）、化學分析電子光譜（ESCA）或X-射線光電子光譜（XPS）、電化學阻抗譜。其中對不鏽鋼表麵的分析方法多數具有破壞性。
清洗方法
目前，除去紅鏽的方法主要是溶劑清洗及電化學清潔。溶劑清洗所選用的溶劑多數為酸性，還出現部分中性溶劑。針對不同級別的紅鏽，采用合適的酸或酸的混合物及其濃度，並控製清洗時間和和溫度，以達到滿意的除紅鏽效果。
1. 溶劑清洗
A.磷酸：用於除去一、二級紅鏽，不會刻蝕不鏽鋼表麵，使用濃度5%-25%，操作條件2h-12h（一級紅鏽）或2h-24h（二級紅鏽），40℃-80℃。當該濃度的磷酸與各種濃度的檸檬酸或硝酸混合時，可用於除去所有紅鏽，其操作條件為一級紅鏽：2h-12h，40℃-80℃；二級紅鏽：2h-24h，40℃-80℃；三級紅鏽：8h-48h以上，60℃-80℃。
B.硫代硫酸鈉：5%-10%的硫代硫酸鈉可用於除去一級紅鏽，但會產生硫化物，其操作條件為2h-12h，40℃-80℃。
C.檸檬酸與有機酸或HF（或NH4HF2）：3%-10%的檸檬酸與有機酸混合，可用於除去一級紅鏽，操作條件為2h-12h，40-80℃。而5%-10%的檸檬酸與有機酸混合，用於除去二級紅鏽，操作條件為2h-24h，40℃-80℃。當5%-10%的檸檬酸與有機酸或HF（或NH4HF2）混合時，可用於除去三級紅鏽，操作條件為8h-48h以上，60℃-80℃，該條件下，不鏽鋼表麵會遭到刻蝕。
D.草酸：2%-10%的草酸用於除去二級紅鏽，2h-24h，40℃-80℃。而10%-20%的草酸用於除去三級紅鏽，8h-48h以上，60℃-80℃。草酸會刻蝕不鏽鋼表麵。
E.硝酸與HF（或NH4HF2）：15%-40%的硝酸與1%-5%的HF（或NH4HF2）用於除去三級紅鏽，1h-24h，操作溫度可以在常溫至40℃，但會刻蝕不鏽鋼表麵。
2. 電化學清潔
紅鏽越嚴重，除鏽所采用的酸的濃度會增加，操作時間會延長，溫度也會升高。較新的程序也采用中性溶劑出去一、二級紅鏽，其作用要比采用酸性溶劑要溫和。對於難以除去的紅鏽，国产成人久久Av免费高清色欲還可以使用25%-85%的磷酸進行電化學清潔，操作時間約10min/m2，該方法不會刻蝕不鏽鋼表麵，僅限於可進入的表麵，主要是容器。
其他
完成除紅鏽程序後，采用目視檢查、棉簽擦拭、重金屬濃度檢測判定合格標準或依據經驗判定，再對係統進行清潔。部分除紅鏽程序對不鏽鋼表麵產生刻蝕等損傷，接下來還有可能進行鈍化程序。值得注意的是，無論除紅鏽還是鈍化，所采用的溶劑多數具有腐蝕性，在製定方案時，應充分考慮EHS。
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