वैकल्पिक सफाई चक्रों (कास्टिक और फिर एसिड के साथ सीआईपी) वाले एक फार्मास्युटिकल रिएक्टर में, कौन सा टाइटेनियम ग्रेड 1000 चक्रों के बाद सबसे कम पिटिंग घनत्व प्रदर्शित करता है?

फार्मास्युटिकल रिएक्टरों को बैचों के बीच साफ करने की आवश्यकता होती है। सामान्य स्वच्छ -स्थान में (सीआईपी) चक्र कार्बनिक अवशेषों को हटाने के लिए गर्म कास्टिक (70 से 80 डिग्री पर 2 से 4% NaOH) और सतहों को निष्क्रिय करने और निष्क्रिय करने के लिए एसिड (60 से 70 डिग्री पर 2 से 5% नाइट्रिक या फॉस्फोरिक एसिड) को वैकल्पिक करता है। इन रिएक्टरों में टाइटेनियम विसर्जन हीटर प्रत्येक सीआईपी चक्र में एक अद्वितीय संक्षारण समस्या का सामना करते हैं। कास्टिक चरण हाइड्रोजन अवशोषण और सतह खुरदरापन को बढ़ाता है। एसिड चरण सतह को पुनः निष्क्रिय कर देता है, लेकिन कमजोर अनाज सीमाओं को भी नुकसान पहुंचा सकता है। तीन वर्षों तक दैनिक सफाई के साथ काम करने वाले रिएक्टर के लिए विशिष्ट 1,{16}} चक्रों के बाद संचयी क्षति-- खुद को गड्ढे, दरार के हमले या हाइड्राइड उत्पादन के रूप में प्रकट करती है। विभिन्न टाइटेनियम ग्रेड इस चक्रीय क्षारीय एसिड एक्सपोज़र के प्रति अपनी सहनशीलता में बड़ी भिन्नता दिखाते हैं।

चक्रीय सीआईपी सेवा तंत्र में संचयी क्षति

कास्टिक प्रक्रिया में, टाइटेनियम निष्क्रिय फिल्म को बढ़े हुए तापमान पर सोडियम हाइड्रॉक्साइड समाधान द्वारा भंग कर दिया जाता है। नंगी टाइटेनियम सतह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके धातु {{2}ऑक्साइड इंटरफ़ेस पर टाइटेनियम हाइड्राइड (TiH$_2$) बनाती है। ऊंचा पीएच कैथोडिक सुरक्षा के बिना भी हाइड्रोजन विकास प्रतिक्रिया का पक्ष लेता है। इसके परिणामस्वरूप हाइड्रोजन अवशोषण होता है। सतह खुरदरी है और ऑक्सीजन की कमी है। बाद की एसिड प्रक्रिया में, नाइट्रिक या फॉस्फोरिक एसिड हाइड्राइड परत को खत्म कर देता है और सतह को फिर से निष्क्रिय करने की कोशिश करता है। हालाँकि, पूर्ण पुनर्निष्पादन के लिए स्वच्छ, हाइड्रोजन मुक्त सतह की आवश्यकता होती है। अवशिष्ट उपसतह हाइड्राइड एक स्थानीय कैथोड के रूप में कार्य करता है और निम्नलिखित चक्र में आगे गड्ढे बनाने की सुविधा प्रदान करता है। यह कई चक्रों में होता है और एक उपसतह क्षति क्षेत्र बनता है जो ट्यूब की दीवार में उत्तरोत्तर बढ़ता जाता है।

1,000 सीआईपी चक्रों के बाद टाइटेनियम ग्रेड मात्रात्मक तुलना

1,000 सीआईपी चक्रों (75 डिग्री पर 30 मिनट कास्टिक, 30 मिनट कुल्ला, 65 डिग्री पर 30 मिनट एसिड, 30 मिनट कुल्ला) की नकल करने वाले त्वरित प्रयोगशाला परीक्षणों ने प्रत्येक टाइटेनियम ग्रेड के लिए निम्नलिखित पिटिंग घनत्व डेटा स्थापित किया है:

ग्रेड 1 टाइटेनियम (न्यूनतम ऑक्सीजन, 0.12% Fe अधिकतम): 1,000 चक्रों के बाद 2-5 गड्ढे/सेमी2 गड्ढा घनत्व। अधिकतम गड्ढे की गहराई 30-50 µm. उच्च शुद्धता वाली आधार धातु गैल्वेनिक विषमता को कम करती है। उपसतह हाइड्राइड सांद्रता 150-200 पीपीएम है। 10 वर्ष की दीवार मोटाई भत्ते के साथ उपयुक्त फार्मास्युटिकल सेवा।

ग्रेड 2 टाइटेनियम (मानक व्यावसायिक शुद्धता): 1,000 चक्रों के बाद 15{7}}25 गड्ढे/सेमी2 गड्ढा घनत्व। गड्ढों की अधिकतम गहराई 80-120 µm लौह-समृद्ध Ti2Fe कण (0.20-0.30% Fe) हाइड्राइड्स के लिए पसंदीदा न्यूक्लिएशन साइट हैं। हाइड्राइड की मात्रा 300-400 पीपीएम तक होती है। सतह स्पष्ट रूप से धुंधली और हल्की नक्काशीदार है।

ग्रेड 7 टाइटेनियम (0.12-0.25% पीडी): 1000 चक्रों के बाद 1-3 गड्ढे/सेमी²। अधिकतम गड्ढे की गहराई 20-40 µm है। सतह पर पैलेडियम संवर्धन हाइड्रोजन पुनर्संयोजन को उत्प्रेरित करता है, जिससे ग्रेड 2 की तुलना में हाइड्रोजन अवशोषण 70-80% कम हो जाता है। हाइड्राइड स्तर <50 पीपीएम है। भारी चक्र अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट प्रदर्शन।

ग्रेड 12 टाइटेनियम (0.3 पेट मो, 0.8 पेट नी) 1,000 चक्रों के बाद 5 से 10 पिट/सेमी2 पिटिंग घनत्व। अधिकतम गड्ढे की गहराई 50-80 मीटर। निष्क्रिय फिल्म स्थिरता को कास्टिक और एसिड दोनों स्थितियों में मोलिब्डेनम और निकल के मिश्रण से बढ़ाया जाता है। हाइड्राइड सांद्रता 100 - 150 पीपीएम। प्रदर्शन और कीमत का अच्छा मिश्रण।

चक्रीय सीआईपी सेवा टाइटेनियम ग्रेड चयन गाइड

निम्नलिखित तालिका सीआईपी चक्रों की आवृत्ति और फार्मास्युटिकल उत्पाद की जरूरतों के आधार पर टाइटेनियम हीटर ग्रेड के चयन में निर्णय लेने के लिए एक मार्गदर्शिका प्रदान करती है।

सीआईपी चक्र आवृत्ति और रिएक्टर क्रिटिकलिटी अनुशंसित टाइटेनियम ग्रेड कोर तर्क और पिटिंग प्रतिरोध तंत्र <प्रति दिन 2 सीआईपी चक्र, मानक फार्मास्युटिकल उत्पाद (टैबलेट, एक्सीसिएंट्स) ग्रेड 1 अचार खत्म, शुद्ध आधार धातु गड्ढे की शुरुआत के लिए साइटों को कम करता है। 3 से 5 साल की सेवा के लिए अच्छा है। पीडी युक्त ग्रेड से सस्ता।
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. >10 साल का जीवन.
5–10 CIP cycles/day, harsh cleaning techniques (concentrated caustic, >2% एसिड) ग्रेड 7, इलेक्ट्रोपॉलिश फ़िनिश सीआईपी चक्रों के लिए सर्वोत्तम प्रतिरोध। इलेक्ट्रोपॉलिशिंग से लोहे से समृद्ध सतह की परत खत्म हो जाती है। Ra का उल्लेख 0.2um से कम या उसके बराबर करें। उच्चतम पूंजीगत लागत।
300 से 500 चक्रों के बाद गड्ढे के साथ ग्रेड 2 हीटर रेट्रोफिट, ग्रेड 7 के साथ बदलें या हाइड्रोजन एनीलिंग चरण जोड़ें, हाइड्रोजन एनीलिंग (आर्गन में 2 घंटे के लिए 550 सी) अवशोषित हाइड्रोजन को समाप्त करता है, लेकिन पहले से मौजूद गड्ढों को ठीक नहीं करता है, . 7वीं कक्षा के प्रतिस्थापन को प्राथमिकता दी जाती है।
इंजीनियरिंग विगत ग्रेड चयन

सुरक्षा कारक के रूप में दीवार की मोटाई अभी भी मायने रखती है। ग्रेड 2 हीटर में 1.5 मिमी की दीवार 120 µm के गड्ढों के साथ भी, केवल गड्ढे प्रवेश प्रतिरोध पर 1,000 सीआईपी चक्रों को संभाल सकती है। 0.9 मिमी दीवार वाले ग्रेड 7 हीटर में गड्ढे कम होने के कारण तुलनीय जीवन होता है। सीआईपी चक्र में प्रयुक्त एसिड की प्रकृति भी महत्वपूर्ण है: नाइट्रिक एसिड फॉस्फोरिक एसिड की तुलना में टाइटेनियम को अधिक सफलतापूर्वक निष्क्रिय करता है। फॉस्फोरिक एसिड सीआईपी चक्र के परिणामस्वरूप सभी ग्रेडों के लिए गड्ढे के घनत्व में 30-50% की वृद्धि होती है। चरणों के बीच कुल्ला करने वाले पानी की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है। क्लोरीनयुक्त कुल्ला पानी में क्लोराइड आयन होते हैं जो एसिड चरण के दौरान गड्ढे पैदा करते हैं।

ज्ञानवर्धक विशिष्टता कैसे लिखें

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 >शेष दीवार की परवाह किए बिना दीवार की मोटाई का 50%। खरीद विनिर्देश निर्दिष्ट करेगा कि 60 मिनट के लिए 50 डिग्री पर 20% नाइट्रिक एसिड का उपयोग करके एक कारखाने में निष्क्रियता की जाएगी, इसके बाद विआयनीकृत पानी से धोया जाएगा। प्रीट्रीटमेंट एक स्थिर निष्क्रिय फिल्म प्रदान करता है जो प्रारंभिक कास्टिक एक्सपोज़र के प्रति प्रतिरोधी है। फार्मास्युटिकल इंजीनियर ग्रेड निर्धारित करने के लिए सीआईपी चक्र गणना को संदर्भित करता है, जो हीटर के विश्वसनीय संचालन और उत्पाद में संक्षारण उपोत्पादों की अनुपस्थिति सुनिश्चित करता है।