清洁前后的实际对比。
令人遗憾的是,即使是最好的不锈钢材料也不能永远保持其状态不发生变化。随着时间的推移,不锈钢材料的表面也会出现老化。老化形成的氧化层能够粘附一些异物,因此在安全可靠性要求很高的流程生产过程中是不希望、也不允许出现这样的现象的。长期以来,为了清除不锈钢材料表面的氧化层,一直在使用强酸的清洁剂。而利用本文介绍的新型清洁剂,则可以经济地完成不锈钢材料的表面清洁工作。
不锈钢材料,一种以碳元素为基础的、含有低于11%铬元素的合金材料,能够在金属材料的表面形成一层很薄的、非常细密的铬氧化保护层。在实际使用中,随着时间的延长,这层具有保护作用、闪闪发光的保护层逐步地失去了其中的铬。失去铬元素的氧化层也随着时间的推移逐渐地显现出其铁锈红的本色。长期以来,这种氧化铁层一直是使用浓度相对较高的酸(例如:30%的磷酸)进行清除的。无论是酸的使用,还是清洁后含酸污水的处理,都是比较麻烦的。因此,厂址位于德国Rheinfeld市的Ateco Services公司研发生产了一种新型中性清洁剂。这种清洁剂的使用方法非常安全,排污处理也相当简单,而且比利用酸性清洁剂更加经济实惠。
伤及表里的清洁剂
即使是温度超过80℃的热水长时间作用到不锈钢材料的表面,也会对不锈钢表面的氧化防护层带来损害。除了铬元素以外,作为合金材料的不锈钢当然也含有其他的合金元素,例如镍或者钼。迄今为止的酸性清洁剂在清洁时几乎没有选择性:它不仅清除了不锈钢材料表面的铁氧化层,而且把铬、镍和钼也都清除下来了。而这三种重金属元素是应该保留下来的,以便在不锈钢表面继续发挥其应有的功能。在当前的标准清洁剂技术中,酸性清洁剂有着多种不同的种类,例如磷酸、硫酸或者盐酸以及有机酸,像草酸或者柠檬酸。在使用时,大多数的酸性清洁剂的酸性介质的浓度百分比都高达两位数字,这也使得清洗时的耗水量非常大。当使用和操作不当时,这些没有选择性的溶解过程甚至可以把生产设备的表面都腐蚀坏掉。在成功地完成表面清洁工作之后,必须对所有的清洁剂和清洗用水进行中性无害化的排污处理,由专业人员和采用价格昂贵的排污方法除去其中的重金属。
图1 “我们想为用户提供一种传统清洁方法的替代方案,同时也满足不断提高的设备和环境保护的要求。”
——Marc Vermier先生,Ateco公司清洁剂专家
新型清洗剂
Ateco公司为了解决酸性清洁剂的这些缺点,他们研发了一种新的清洁剂。它能够清除铬不锈钢和镍不锈钢中的铁氧化层,适用于质量等级为AISI 316L,AISI 316Ti或者AISI 904L钢。从而可以避免传统清洁工艺技术中的缺点。这种清洁剂按照认证许可的生产条件进行制造,适用于医药、食品或者生物技术等各个生产领域。Ateco公司的清洁技术专家Marc Vernier先生说道:“我们想为用户提供一种传统清洁方法的替代方案,同时也满足不断提高的设备和环境保护的要求。”
水质Diruneutra清洁剂由两种不同的中性介质勾兑而成,能够有目的地溶解不同的氧化层。两种成分在其中性范围内发挥作用。勾兑后的清洁剂仍呈中性:pH值为7。在水温为70~80℃时,这种清洁剂所需的清洁时间约为1~4h,大多数情况下明显地短于使用酸性清洁剂所需的时间。随着清洁过程中定期地取出检测样本进行检查,可以清楚地了解到:是否清洁剂的两种成分都还在最佳的清洁工况浓度中。只需使用简单的试纸,即可根据试纸颜色的变化判断清洁剂的浓度是否为最佳,并可根据需要,适量地增加两种清洁剂成分中的一种。
这种独特的方法也减少了清洁剂原材料的使用量。代替20%~30%的酸性溶液,这种水质的清洁剂只需整个设备充填量的5%就足够了。这种原材料的节约恰恰是按照GMP药品质量管理规范进行生产所需要的,也节约了大量获得认证许可的化学药品。由于这种清洁剂有目的的清除铁氧化层,既不损伤铬元素,也不损伤镍元素,从而保证了生产设备表面始终有一个完整的防护层。清洁的效果可以通过检测铁元素的含量来确定。在经过一段时间后,铁元素的含量得到稳定状态时,清洁工作即告结束。去掉清洁剂,整个设备用清水冲洗一遍即可。清洗后的污水可以经济地进行排污处理,而清洗水无需进行中性化处理。
小结
新型的pH值中性的清洁剂在使用时具有比常规酸性清洁剂更低的腐蚀作用。由于采用很低的浓度即可进行有效的清洁,在必要时可以有目的地添加部分勾兑成分,因此可以明显降低清洁原材料和排污处理的费用;清洁时间也比传统清洁工艺要短很多。因此,这种新型清洁技术在降低费用的同时,还能提高清洁的安全性。
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