由于纯蒸汽系统的非循环性，除锈工作与注射用水系统相比较复杂，需要通过外接管路的方式，将纯蒸汽系统临时改变成完全循环或部分可循环的管网，以实现循环冲洗的目的。

纯蒸汽系统的除锈方法有三种，分别是浸泡法、常规循环法、全管网循环法。

1浸泡法——以浸泡方式进行除锈再钝化处理，它具有一定的除锈效果，但是除锈效果相对不理想。

2常规循环法——利用外接卫生级软管将可能与物料接触的纯蒸汽用点根据纯蒸汽管网分布连接成为局部循环管路，使用腐蚀性较强的硝酸/氢氟酸除锈剂进行循环式清洗、酸洗除锈程序。但同时需要控制好清洗参数，否则使用强腐蚀性酸性试剂对Ⅲ类红锈进行清洗去除，只能得到一时的除锈效果，却难逃红锈迅速复生和微生物指数超标的质量风险。

3全管网循环法——将纯蒸汽系统的管网串联起来，由于各处红锈类别不同，要求除锈技术服务团队具有较高的专业水平、对现场系统工艺的充分了解、充足多样的物资储备和强大的执行能力。同时，使用专业配方的除锈剂在除锈过程中的效能要明显优于上述强腐蚀性酸性除锈剂。

在实现纯蒸汽分配系统局部或全管网循环工艺的处理条件下，使用高效的专业配方除锈剂 (如CIP200) 所获得的除锈及再钝化效果均比使用硝酸 /氢氟酸等强腐蚀性酸性除锈剂有质的提升。专业配方试剂对红锈中主要成分铁元素的指向性包裹作用以及高效的不锈钢表面富铬层生长的促进作用，是普通除锈剂所无法比拟的。

与注射用水不同，纯蒸汽系统为单向非循环系统，系统运行温度非常高，根据不同工艺理念设计的纯蒸汽系统管道内存在不同量的冷凝水，这些特点使纯蒸汽系统内部极易滋生高温氧化环境下的腐蚀产物———Ⅲ类红锈。

由于Ⅲ类红锈构成复杂，包含以Fe3O4 为主要成分的铁氧化物、镍铬氧化物以及复杂的碳化物等，因此目前金属腐蚀研究领域尚未研发出针对Ⅲ类红锈的有效清洗试剂。由于系统自身无法循环，浸泡清洗是纯蒸汽分配系统传统的清洗除锈方式。试剂在系统管道中浸泡，只能通过其自身的化学性质与管道内表面红锈铁氧化物等发生反应，除锈机制单一，不能充分地将溶解了的红锈带出系统。加之系统以较难去除的Ⅲ类红锈为主，因此纯蒸汽分配系统一直以来都是除锈再钝化技术的难点。

通过外接管路的方式，将纯蒸汽系统临时改变成完全循环或部分可循环的管网，将实现除锈再钝化剂在纯蒸汽系统中的循环冲洗，在试剂自身化学除锈效力得以充分发挥的同时，还能通过湍流状态的试剂在系统中可观的机械冲刷作用将溶解在流体中的游离铁带出系统，使系统恢复清洁的状态，为之后的钝化处理提供良好洁净的表面。

(1) 浸泡法

图10.26为某制药企业制剂车间纯蒸汽分配系统以浸泡方式进行除锈再钝化处理的除锈前后内窥镜影像对比。

图片拍摄部位为该纯蒸汽系统纯蒸汽发生器出口管路，由图可以看出该处管路焊道及热影响区有明显的红锈腐蚀现象，焊道上附着一层橘黄色锈蚀，怀疑为Ⅱ类红锈，管道内壁整体也被红锈覆盖，且红锈呈暗紫色，属于典型的纯蒸汽系统Ⅲ类红锈。该纯蒸汽系统由专业的除锈再钝化服务执行团队负责处理，清洗、除锈及再钝化处理的方式为浸泡处理。完成除锈和再钝化处理后，进行内窥镜除锈效果检查发现，焊道表面的红锈被洗去，焊道有金属光泽；热影响区区域最表层暗紫色Ⅲ类红锈消失，管壁基质裸露，呈暗红色。这是由于Ⅲ类红锈的形成机理与钝化膜类似，只是将铬元素由基质渗出表面变为铁元素的迁移，因此Ⅲ类红锈是多层的与基质紧密附着的一层腐蚀性氧化皮。管壁上原有暗紫色红锈腐蚀层变化不大，ASME BPE中曾指出，表面处理效果好的不锈钢表面所滋生的红锈比表面处理效果相对差的表面所滋生的更难去除。 

据此，可以理解为管路焊道热度影响区在焊接时其晶粒受热作用影响晶核变大，晶粒发生再生长趋势，但是由于急速的冷却使不稳定的晶粒组织结构致密度下降，导致该处区域已经不再是奥氏体的晶体结构。该处滋生的红锈的基体远没有管壁表面组织致密，因此红锈反而相对更易除去。

总体来说，浸泡方式具有一定的除锈效果，但是除锈效果相对不理想。

(2) 常规循环法 

图10.27为某制药企业纯蒸汽分配系统以循环清洗方式进行除锈再钝化处理的除锈前后内窥镜影像对比。该处为制药企业粉针生产车间配液室纯蒸汽用点管路。

由图可看出，该用点管道内表面已被红锈全面覆盖，红锈呈暗红色，属于初期Ⅲ类红锈腐蚀，图中显示焊道两侧热影响区及管壁延伸方向是红锈腐蚀较严重的区域，红锈呈黑色，除锈难度比较大。除锈服务执行团队在对该套纯蒸汽系统进行除锈再钝化处理时，利用外接卫生级软管将可能与物料接触的纯蒸汽用点根据纯蒸汽管网分布连接成为局部循环管路，使用腐蚀性较强的硝酸/氢氟酸除锈剂进行循环式清洗、酸洗除锈程序。

除锈再钝化处理结束后，通过内窥镜检测发现，焊道及热影响区红锈被洗去，但是管路整体无金属光泽，热影响区区域表面粗糙，有明显的腐蚀痕迹，这是由于氢氟酸通过其强腐蚀性和渗透性将包括红锈腐蚀层和不锈钢基质表层全部腐蚀后造成的。

由此可见，使用循环方式对非循环纯蒸汽管路进行清洗除锈时，除锈效果要明显好于浸泡方式，但是由于Ⅲ类红锈除锈难度较大，可选除锈剂范围局限除锈团队或制药企业工程部门进行除锈处理时通常会选择硝酸和氢氟酸混合的方法，使用该混合试剂的除锈效果在循环方式下是可以保证的，但是这种混合试剂同时也会对不锈钢表面造成不亚于红锈现象的腐蚀侵害，而且如果配比及清洗参数的不当设定，还极有可能破坏不锈钢管道的表面粗糙度。而过高的表面粗糙度意味着不锈钢表面很难再形成致密的钝化保护膜，同时也存在极大的微生物聚集风险。因此，使用强腐蚀性酸性试剂对Ⅲ类红锈进行清洗去除，只能得到一时的除锈效果，却难逃红锈迅速复生和微生物指数超标的质量风险。

(3) 全管网循环法

图10.28则为某制药企业纯蒸汽分配系统除锈效果对比案例。

该制药企业要求除锈服务供应商对纯蒸汽系统以全管网循环的方式进行除锈维护处理。纯蒸汽分配系统实现全管网循环是一项复杂的小型工程，这要求除锈技术服务团队具有较高的专业水平、对现场系统工艺的充分了解、充足多样的物资储备和强大的执行能力。在将其系统通过多种管件进行改接串接后，待处理的纯蒸汽系统实现了管网循环的工艺要求，并对其纯蒸汽系统进行了循环式清洗、除锈和再钝化处理，处理试剂为专业配方的碱性清洗试剂和酸性除锈再钝化剂。

图10.28显示了除锈前后纯蒸汽发生器出口同参照部位的影像对比，由对比可清晰看出，纯蒸汽发生器出口管路内部在除锈前存在非常严重的Ⅲ类红锈腐蚀现象。进行循环清洗和除锈再钝化后，如图10.28右图所示，除焊道表面局部由于焊接热作用导致的不可逆的材质品质降级外，管壁全面附着的红锈基本被完全去除，且管壁呈现出金属光泽。与上一案例中硝酸/氢氟酸除锈法相比，使用专业配方的除锈剂在除锈过程中的效能要明显优于上述强腐蚀性酸性除锈剂，这说明专业配方除锈剂的除锈机理与强腐蚀性酸通过强酸性和强渗透性除锈的机理有着本质的不同。同时，恢复金属光泽的表面说明通过专业配方试剂的清洗、除锈处理后，管壁得到了彻底有效的洁净处理，为专业配方试剂继续的再钝化处理提供了良好的实施环境。

通过以上多个纯蒸汽分配系统除锈再钝化服务案例的分析，可以看出纯蒸汽分配系统循环式除锈再钝化处理效果要明显优于浸泡方法的除锈再钝化处理。这是因为流体以湍流状态在管路中循环时能够产生较强劲的表面冲刷力，及时将试剂通过化学效力溶解的红锈中铁离子带出反应部位，并保证铁离子在流体中始终处于游离状态不再与表面发生结合，同时湍流状态的试剂自身也可以通过机械作用对附着在表面的红锈腐蚀层起到一定的物理分解作用。在实现纯蒸汽分配系统局部或全管网循环工艺的处理条件下，使用高效的专业配方除锈剂 (如CIP200) 所获得的除锈及再钝化效果均比使用硝酸 /氢氟酸等强腐蚀性酸性除锈剂有质的提升。专业配方试剂对红锈中主要成分铁元素的指向性包裹作用以及高效的不锈钢表面富铬层生长的促进作用，是普通除锈剂所无法比拟的