Corrosão de superfícies de aço inox por água sanitária

A corrosão de superfícies de aço inox por água sanitária tem sido evitada com a substituição do alvejante por desinfetante em forma de comprimido sólido.

O alvejante é corrosivo para os metais encontrados em ambientes de trabalho na indústria farmacêutica, química e em sala limpa. Duas amostras de aço inoxidável foram expostos a soluções de alvejante doméstico e dicloroisocianurato de sódio – a taxa e o grau de corrosão nas amostras foram comparados.

O alvejante doméstico (solução de hipoclorito de sódio) é usado como desinfetante em produtos farmacêuticos, bioprocessadores e instalações de dispositivos médicos geralmente com diluição de 1:10 (uma parte de água sanitária combinada com nove partes de água). No entanto, o alvejante é conhecido por ser corrosivo para os metais e pode causar danos a alguns plásticos. Mesmo com esses agravantes o alvejante é comumente usado porque mata um grande espectro de microrganismos, disponível no mercado e fácil de usar.

O dicloroisocianurato de sódio (NaDCC) é uma alternativa alvejante disponível em forma de comprimido sólido. Também mata um grande espectro de microrganismos.

Objetivo do estudo

O objetivo deste estudo é comparar a corrosão causada por soluções alvejantes e NaDCC em concentrações de uso em dois tipos comuns de superfícies de aço inoxidável e demonstrar as vantagens do uso NaDCC comprado com o alvejante dentro de um programa de limpeza de sala limpa.

Procedimento

Para este estudo 18 amostras aço inoxidável 316 (316) e 18 de aço inoxidável cupons de aço 304L (304L) 2 ”x 2” x 1/8 ” foram obtidos na  GlobePharma. Seis soluções foram preparadas diariamente com deionizados água (RODI de 18 M)), utilizando produtos comercialmente disponíveis Alvejante Clorox® e comprimidos disponíveis comercialmente NaDCC.

As concentrações, formulações e soluções da solução estão compiladas na Tabela 1. Três amostras foram submersas em copos de 400 mL contendo 250 mililitros de uma solução listada acima, garantindo que a amostra estivesse submersa. Os copos foram então cobertos com filme plástico.

As amostras foram removidos dos copos diariamente e secos para inspeção visual. Quaisquer diferenças foram documentadas e fotografadas, conforme observado nas Figuras 1-3.

As diferenças notadas incluem:

• Mudanças de cor;
• Ferrugem e corrosão;
• Corrosão;
• Dispersão de gás observada enquanto submerso em solução;
• Deposição de metal no fundo do copo.

Após a inspeção, novas soluções foram preparadas para cada combinação amostra-solução e as amostras foram colocados de volta em seus copos originais. Os copos foram mantidos em um ambiente ISO classe 7.

O período do estudo foi de oito semanas (56 dias). Contudo, as amostras expostas a alvejante doméstico ( hipoclorito de sódio) não diluído foram mantidas por quatro semanas adicionais até que fosse observado depósito metal no fundo do copo de vidro.

O fotografia acima mostra corrosão e manchas começando na borda de uma amostra de aço 304L  exposto ao alvejante doméstico solução 1:10 submerso durante 7 dias. Observe o ponto de ferrugem transferido para o superfície de trabalho.

Resultados

Após quatro dias, as amostras de aço 304L na solução de alvejante doméstico com concentração 1:10 exibiu resultado de corrosão definida, como mostrado acima na Figura 1. As amostras de aço 316 na solução de alvejante doméstico na concentração 1:10 também apresentaram corrosão, porém em menor grau. A perfuração começou na primeira semana para ambos as amostras de aço 304L e aço 316 expostos na mesma solução. Depois de uma semana, a solução de alvejante doméstico na concentração de 1:10 contendo a amostra de aço 304L apresentou resídio de ferrugem marrom flutuando na solução.

O alvejante domestico na concentração 1:10 solução contendo as amostras de aço 316 apresentou coloração cinza. Em contraste, as Soluções NaDCC de 1.000 ppm contendo 316 e 304L as amostras permaneceram claras. No décimo primeiro dia, os lados do copo de vidro contendo amostra do aço 304L imerso na solução de alvejante 1:10 foram contaminados com ferrugem. Na segunda semana foram observados pontos de corrosão e manchas na amostra de aço 304L e aço 316 na concentração 1:10 e força total soluções de branqueamento. As amostras de aço 304L e 316 estavam limpos na água com 200 ppm e 1.000 ppm de soluções NaDCC (Figura 2).

Em três semanas, a solução de alvejante 1:10 contendo as amostras de aço 304L ficou na cor preta. Corrosão começou a aparecer em em uma amostra de aço 304L imerso em alvejante na concentração 1:50.

Na quarta semana, oas amostras de aço 304L em alvejante não diluído estavam desprendendo gás, evidenciado pelas bolhas subindo pelas bordas e face da amostra, foram observados respingos de ferrugem no filme plástico enrolado no copo.

Na sexta semana, depósito de metal comçou a ser observado na parede do copo de vidro nas soluções de alvejante na concentração de 1:10 contendo as amostras de aço 304L e 316. Um exemplo de deposito de metal é mostrado na Figura 3.

Na oitava semana, o desprendimento de gás estava evoluindo na amostra de aço 316, além das amostras de aço 304L, em solução alvejante não diluído.

As observações resumidas por semana são compiladas em Tabela 2. Na Figura 4, a fotografia contrasta o impacto das soluções de branqueamento e NaDCC para as amostras de aço inoxidável quando as soluções estiverem nas concentrações comumente usadas.

As amostras de aço 304L e 316 em solução de água sanitária na concentração de 1:10 ficaram descoloridos e com sinais aparentes de corrosão. Na Figura 5, a fotografia contrasta o impacto da soluções de branqueamento e NaDCC para as amostras de aço inoxidável quando as soluções estão em níveis similares de cloro ativo. o solução de água sanitária, embora diluída em 1:50, ainda afeta mais aço inoxidável 316 resistente à corrosão por descoloração.

Discussão

O Aço inoxidável

Existem diferentes tipos de aço inoxidável. A adição de diferentes níveis de outros elementos, molibdênio, níquel, manganês, e cromo, o ferro confere ao aço várias propriedades – neste caso, resistência à corrosão. O aço inoxidável 304L e 316 os graus usados ​​neste experimento foram projetados para serem mais corrosivos resistente, mas não à prova de corrosão. A diferença na O teor de metais confere ao aço inoxidável 316 a sua maior corrosão resistência quando comparada à classe 304L. Muitos equipamentos encontrados em produtos farmacêuticos, bioprocessadores, e instalações de dispositivos médicos são construídas em 304L e 316 graus de aço inoxidável. Este equipamento é fácil de limpar e é resistente à corrosão por produtos químicos e produtos de limpeza comuns. No entanto, o uso contínuo de soluções de água sanitária como parte de uma desinfecção programa promove a corrosão do equipamento que requer o equipamento a ser substituído periodicamente.

Ingrediente ativo

O hipoclorito de sódio encontrado no alvejante e NaDCC é o ingrediente antimicrobiano ativo pertencente ao agente oxidante grupo de desinfetantes. Eles formam ácido hipocloroso (HOCl) na água que interage com biomoléculas encontradas em micróbios resultando em morte celular.1 – 7 Alvejante doméstico: O alvejante é composto de hipoclorito de sódio (NaOCl), hidróxido de sódio (NaOH) e cloreto de sódio.

Tabela 2. Alterações físicas observadas resumidas por semana.

Chave: C = Corrosão, o início da observação da corrosão; CC = Mudança de cor, o metal prateado muda para uma cor laranja clara ou mais escura; G = Evolução do gás, bolhas de gás que evoluem do metal são visíveis na solução; M = Deposição de metal, deposição escura e também brilhante na parede do copo; P = Pitting, divots na superfície do metal; R = Ferrugem, um material vermelho e escamoso na face ou borda do cupom ou depósito na parte inferior do copo.

(NaCl). É produzido passando gás de cloro através de uma solução diluída de hidróxido de sódio ou por eletrólise da água salgada. O hipoclorito de sódio é reativos e podem clorinar compostos orgânicos. Esta solução contém HOCl em equilíbrio com o íon hipoclorito, como mostrado pelas equações abaixo.

Dicloroisocianurato de sódio: NaDCC é formado através da pirólise da uréia, que forma cianúrico ácido. O ácido cianúrico é reagido com cloro e hidróxido de sódio para formar NaDCC.9 Na água, o NaDCC forma HOCl em equilíbrio com um mistura complexa de vários cianuratos clorados espécies químicas.

O NaDCC usado neste experimento foi fornecido Brulin & Company, Inc. (Registro EPA Número 71847-2-106) .11 No rótulo, o uso As instruções indicam a adição de um comprimido por galão para 937 ppm de cloro ativo.

Figura 2. A fotografia mostra a cara limpa de um cupom 316 exposto a 1.000- ppm de solução de NaDCC por três semanas.

Figura 3. A fotografia mostra a ferrugem restante na parte inferior do copo que continha o material mais resistente à corrosão 316 amostras expostas à solução de água sanitária 1:10 mais usada. Mesmo que o experimento tenha terminado em oito semanas, os 316 amostras ficaram encharcados por mais um mês até que depósitos de metal aparecessem no copo.

Uso do produto

Para fazer uma solução de água sanitária 1:10 (5.000 ppm de cloro ativo), 1¾ de xícara é adicionado alvejante a um galão de água com a mistura conforme descrito pelo rótulo EPA do alvejante. Para a solução NaDCC de 1.000 ppm, um comprimido é adicionado a um galão de água e permitiu dissolver através da efervescência, um processo que leva menos de dois minutos. Cada produto deve ser usado por Diretrizes da etiqueta de registro da EPA em superfícies duras, não porosas e inanimadas que foram pré-limpos. Os produtos são aplicados no pré-limpo superfície.

A superfície deve permanecer molhada pelo tempo de contato prescrito dez minutos. Se a superfície secar antes de dez minutos, a reaplicação de é necessária mais solução. Após dez minutos, o produto pode ser permitido secar na superfície ou ser removido. Embora o alvejante seja usado para desinfetar superfícies duras, não porosas e inanimadas, como encontrado no rótulo Clorox® Bleach, 12 também inclui os seguintes instruções, não encontradas na etiqueta do produto NaDCC:

• Não use este produto em aço, alumínio, prata ou esmalte lascado.
• Se usado em metal, uma solução deste produto deve ficar em repouso por mais de cinco minutos e depois enxaguou abundantemente com água limpa; caso contrário, poderá descolorir ligeiramente e eventualmente corroer o metal.

É interessante notar que a segunda instrução para limitar a exposição a cinco minutos é menor que o tempo de contato prescrito.

Figura 4. A fotografia acima mostra as amostras expostos a características típicas use concentrações de água sanitária 1:10 e soluções de NaDCC de 1.000 ppm no final do estudo. Observe a descoloração e corrosão das amostras em solução de água sanitária 304L e 316 1:10.

Figura 5. A fotografia acima mostra as amostras expostas a concentrações similares de cloro ativo de água sanitária 1:50 e 1.000 ppm Soluções NaDCC no final do estudo. Observe a descoloração e corrosão das amostras de solução de lixívia 304L e 316 1:50.

Conclusão

Este estudo mostra os efeitos corrosivos das soluções de branqueamento em 304L e 316 com amostras em níveis de uso normalmente empregados para desinfecção de equipamentos nas indústrias farmacêutica, de bioprocessamento e de dispositivos médicos, como parte de seus procedimentos operacionais padrão. As soluções NaDCC não não mostra efeitos corrosivos nos cupons de aço inoxidável, como mostra a Figuras 4 e 5.

Os usuários de soluções de água sanitária diluídas em aço inoxidável devem substituir os carros, exaustores, armários de segurança biológica, secadores de filtro e outros equipamentos periodicamente devido à corrosão após exposição repetida a soluções desinfetantes de água sanitária. Substituir NaDCC por alvejante pode reduzir a frequência de substituição de dispendiosos equipamentos que geram economia de custos, mantendo o nível de desinfecção necessário para a fabricação do produto. Isso sugere o uso de uma solução NaDCC em local de alvejante como parte de uma rotação desinfetante.