F'Reattur Farmaċewtiku b'Ċikli ta' Tindif Alternanti (CIP b'Kawstiku imbagħad Aċidu), Liema grad tat-titanju juri l-inqas densità ta' pitting wara 1000 ċiklu?

Ir-reatturi farmaċewtiċi jeħtieġ li jitnaddfu bejn il-lottijiet. Iċ-ċikli normali ta' nadif-fil--post (CIP) jalternaw kawstiku sħun (2 sa 4% NaOH f'70 sa 80 grad ) biex ineħħu residwi organiċi u aċidu (2 sa 5% aċidu nitriku jew fosforiku f'60 sa 70 grad ) biex jinnewtralizza u passiva uċuħ. F'dawn ir-reatturi l-ħiters ta 'immersjoni tat-titanju jiltaqgħu ma' kwistjoni ta 'korrużjoni unika kull ċiklu CIP. L-istadju kawstiku jtejjeb l-assorbiment tal-idroġenu u t-tħarbit tal-wiċċ. Il-pass tal-aċidu repassivates il-wiċċ, iżda jista 'wkoll jagħmel ħsara lill-konfini tal-qamħ aktar dgħajfa. Il-ħsara kumulattiva wara 1,000+ ċiklu-tipiku għal reattur li jaħdem bi tindif ta' kuljum għal tliet snin-jimanifesta ruħu fil-forma ta' pitting, attakk ta' xquq jew produzzjoni ta' idrur. Gradi tat-titanju differenti juru varjazzjoni kbira fit-tolleranza tagħhom għal din l-espożizzjoni ċikliku ta' aċidu-alkalin.

Ħsara Kumulattiva f'Mekkaniżmi ta' Servizz CIP ċikliku

Fil-proċess kawstiku, il-film passiv tat-titanju jinħall b'soluzzjoni ta 'idrossidu tas-sodju f'temperatura miżjuda. Il-wiċċ tat-titanju vojt jirreaġixxi mal-ilma biex joħloq idrur tat-titanju (TiH$_2$) fl-interface tal--ossidu tal-metall. Il-pH elevat jiffavorixxi r-reazzjoni tal-evoluzzjoni tal-idroġenu anke mingħajr protezzjoni katodika. Dan jirriżulta fl-assorbiment tal-idroġenu. Il-wiċċ huwa mhux maħdum u defiċjenti ta 'ossiġnu. Fil-proċess ta 'l-aċidu sussegwenti, l-aċidu nitriku jew fosforiku jelimina s-saff ta' l-idrur u jipprova repassiv il-wiċċ. Madankollu, repassivation kompluta titlob wiċċ nadif u ħieles mill-idroġenu. L-idrur residwu ta' taħt il-wiċċ jiffunzjona bħala katodu lokali u jiffaċilita aktar pitting fiċ-ċiklu li ġej. Dan iseħħ fuq diversi ċikli u tinħoloq żona ta 'ħsara taħt il-wiċċ li tikber progressivament fil-ħajt tat-tubu.

Tqabbil Kwantitattiv tal-Gradi tat-Titanju Wara 1,000 Ċiklu CIP

Testijiet aċċellerati tal-laboratorju li jirreplikaw 1,000 ċiklu CIP (30 minuta kawstika f'75 grad, 30 minuta laħlaħ, 30 minuta aċidu f'65 grad, 30 minuta laħlaħ) stabbilixxew id-dejta tad-densità tal-pitting li ġejja għal kull grad tat-titanju:

Titanju ta 'Grad 1 (inqas ossiġnu, 0.12% Fe max): 2-5 fosos/ċm2 densità ta' pitting wara 1,000 ċiklu. Fond massimu tal-fossa 30-50 µm. Metall bażiku ta 'purità għolja inaqqas l-eteroġeneità galvanika. Il-konċentrazzjoni ta 'l-idrur ta' taħt il-wiċċ hija 150-200 ppm. Servizz farmaċewtiku adattat b'konċessjoni tal-ħxuna tal-ħajt ta '10 snin.

Titanju ta 'Grad 2 (purità kummerċjali standard): 15-25 fossa/ċm2 densità ta' pitting wara 1,000 ċiklu. Fond massimu ta' fosos 80-120 µm Partiċelli Ti2Fe arrikkit bil-ħadid (0.20-0.30% Fe) huma siti preferuti ta' nukleazzjoni għall-idridi. Il-kontenut ta 'idrur huwa sa 300-400 ppm. Wiċċ huwa viżibbli matt u ħafif inċiżi.

Grad 7 titanju (0.12–0.25% Pd): 1–3 fosos/ċm² wara 1000 ċiklu. Il-fond massimu tal-fossa huwa 20-40 µm. L-arrikkiment tal-palladju fuq il-wiċċ jikkatalizza r-rikombinazzjoni tal-idroġenu, u jnaqqas l-assorbiment tal-idroġenu b'70-80% meta mqabbel mal-Grad 2. Il-livell tal-idrur huwa < 50 ppm. Prestazzjoni eċċellenti għal applikazzjonijiet ta 'ċiklu tqil.

Grad 12 titanju (0.3 pet Mo, 0.8 pet Ni) 5 sa 10 fosos/ċm2 densità ta 'pitting wara 1,000 ċiklu. Fond massimu tal-fossa 50-80 m. L-istabbiltà passiva tal-film hija msaħħa permezz ta 'żidiet ta' molibdenu u nikil kemm f'kundizzjonijiet kawstiċi kif ukoll ta 'aċidu. Konċentrazzjoni ta' l-idrur 100 - 150 ppm. Taħlita tajba ta 'prestazzjoni u prezz.

Gwida tal-Għażla tal-Grad tat-Titanju tas-Servizz Ċikliku tas-CIP

It-tabella li ġejja tipprovdi gwida għat-teħid tad-deċiżjonijiet fl-għażla tal-gradi tal-heater tat-titanju skont il-frekwenza taċ-ċikli CIP u l-ħtiġijiet tal-prodott farmaċewtiku.

Frekwenza taċ-Ċiklu CIP u Kritika tar-Reattur Raġunament tal-qalba tal-grad tat-titanju rakkomandat & Mekkaniżmu ta 'reżistenza għall-pitting < 2 ċikli CIP kuljum, prodotti farmaċewtiċi standard (pilloli, eċċipjenti) Grad 1 Finitura imnaddfin Metall bażiku pur inaqqas is-siti għall-bidu tal-ħofra. Tajjeb għal 3 sa 5 snin ta 'servizz. Irħas minn gradi li fihom Pd.
2–5 CIP cycles / day, injectable medicines (greater surface finish need)Grade 7 (palladium-stabilized) Minimum pitting density and hydride formation. Palladium retains passive film in both caustic and acid stages. >Ħajja ta' 10 snin.
5–10 CIP cycles/day, harsh cleaning techniques (concentrated caustic, >2% aċidu) Grad 7, finitura elettropolished L-aħjar reżistenza għaċ-ċikli CIP. L-elettropolixxjar jelimina s-saff tal-wiċċ rikk tal-ħadid-. Semmi Ra Inqas minn jew ugwali għal 0.2um. L-ogħla spiża kapitali.
Retrofit tal-heater ta 'Grad 2 b'pittura wara 300 sa 500 ċiklu Ibdel bi Grad 7 JEW żid pass ta' ttemprar ta 'l-idroġenu L-ittemprar ta' l-idroġenu (550 C għal 2 sigħat f'argon) jelimina l-idroġenu assorbit, iżda ma jfejjaqx il-ħofor diġà eżistenti. 7bdil tal-grad preferibbli.
Għażla tal-Grad Passat tal-Inġinerija

Il-ħxuna tal-ħajt għadha importanti bħala fattur ta 'sikurezza. Ħajt ta '1.5 mm f'heater ta' Grad 2 jista 'jimmaniġġja 1,000 ċiklu CIP biss fuq reżistenza għall-penetrazzjoni tal-ħofra, anke b'ħofor ta' 120 µm. Ħiter ta' Grad 7 b'ħajt ta' 0.9 mm għandu ħajja komparabbli minħabba l-bidu mnaqqas tal-ħofra. In-natura tal-aċidu użat fiċ-ċiklu CIP hija importanti wkoll: L-aċidu nitriku jirri-passiva t-titanju b'aktar suċċess mill-aċidu fosforiku. Iċ-ċikli CIP ta' l-aċidu fosforiku jirriżultaw f'żieda ta' 30-50 % fid-densità tal-pitting għall-gradi kollha. Il-kwalità tal-ilma tat-tlaħliħ bejn il-passi hija kruċjali. L-ilma tat-tlaħliħ klorinat fih joni tal-klorur li jikkawżaw pitting waqt il-pass tal-aċidu.

Kif tikteb speċifikazzjoni infurmata

When specifying a titanium heater for a pharmaceutical reactor with alternating CIP cycles, for any application with more than 500 cycles per year, use Grade 7 titanium. Develop a surface inspection method for existing Grade 2 heaters utilizing dye penetrant every 200 cycles. Replace the heater if pitting density is >10 pits/cm 2 or any pit depth is >50% tal-ħxuna tal-ħajt irrispettivament mill-ħajt li jifdal. L-ispeċifikazzjoni tal-akkwist għandha tispeċifika li l-passivazzjoni titwettaq f'fabbrika bl-użu ta '20% aċidu nitriku f'50 grad għal 60 minuta, segwit minn tlaħliħ b'ilma dejonizzat. It-trattament minn qabel jipprovdi film passiv stabbli li huwa reżistenti għall-espożizzjoni kawstika inizjali. L-inġinier farmaċewtiku jirreferi għall-għadd taċ-ċiklu CIP biex jiddetermina l-grad, li jiżgura l-operat affidabbli tal-heater u n-nuqqas ta 'prodotti sekondarji tal-korrużjoni fil-prodott.