Diapositive 1

LE ROUGING
LE ROUGING
QU’EST-CE QUE C’EST ?
EXISTE T-IL DIFFÉRENTS TYPES ?
OÙ LE TROUVE T’ON ?
QUELS SONT LES RISQUES ?
PEUT-ON L’ÉLIMINER ?
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Intéressons-nous, tout d’abord à l’inox
Les aciers
inoxydables
Le type d’inox le plus courant en milieu pharmaceutique
Inox austénitique 304 au 316 L (norme AISI Etats-Unis)
Exemple : X2CrNiMo 18-10 (norme Afnor NF A 35573 France) est
composé de:
C (carbone) = 0,03 %
Cr (chrome) = de 16 à 18 %
Ni (nickel) = de 10,5 à 13 %
Mo (molybdène) = de 2 à 2,5 %
Si (silicium) = 1 %
Mn (manganèse) = 2 %
P ( phosphore) = 0,04 %
S (soufre) = 0,03 %
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Les aciers
inoxydables
L’importance du film passif
Le film passif (couche d’oxyde de chrome) est donc le seul
rempart contre la corrosion. C’est pour cela qu’il est impératif de
procéder à un traitement de passivation après tous travaux de
modifications sur des réseaux neufs ou existants. Cette couche
superficielle et invisible à l’œil subit des agressions au fil du
temps, quelles soient chimiques ou mécaniques. Il est donc
préférable de renouveler l’opération périodiquement afin
d’éviter une contamination qui pourrait migrer dans le fluide et
engendrer des conséquences irréversibles. Ce film de protection
est très fin, il se mesure en Angstrom (Ä*) et équivaut à 100 Ä*.
1 Ä* = 10-10 mètre = 0,1 nanomètre = 100 picomètre
QU’EST-CE QUE C’EST ?
L’eau ultra
pure
Le potentiel de diffusion
La détermination du pH est plus ou moins sensible selon la
niveau de pureté de l’eau. Plus une eau est pure, plus la
mesure est délicate. La cause est le potentiel de diffusion qui
résulte des vitesses de migration différentes des ions
impliqués dans le transport de charge.
En effet, les anions et les cations ne vont pas à la même vitesse,
c’est-à-dire que l’une des sortes d’ions « doublera » l’autre. Par
conséquent, cela engendre une séparation de charge qui donne
naissance au potentiel de diffusion. La séparation de charge
s’oppose au champ électrique établi dans le même temps.
Ce champ électrique jouera un rôle prépondérant sur
l’attraction des éléments chimiques de la couche passive et,
dans un second temps, à ceux de l’inox. Cette succession
d’événement donnera lieu à une transformation structurelle
due à l’interaction de ces éléments.
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Oxydation
C’est un film très fin d’oxydes et/ou d’hydroxydes de fer, il
peut contenir du fer, du chrome et du nickel sous différentes
formes chimiques. Ces éléments composent en partie l’acier
inoxydable comme nous l’avons vu précédemment.
Les couleurs varient du jaune au brun foncé suivant l’état
ionique des couches d’oxydes et de leur épaisseur. En résumé,
plus le rouging est ancien et/ou plus la température du fluide
véhiculé est élevée , plus la couleur est sombre.
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Oxydation
Echantillon Rouging Type 3 – Spectre EDX de la Magnétite
(curseur 10)
Curseur n°10
O, Fe
Image BSE - Repérage des analyses EDX
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Oxydation
Phase 1 : Phase de stabilité. 3
composants comprenant chacun
ses propres éléments chimiques.
On note la présence d’ions
chlorures dans l’eau ultra pure
même si celle-ci a une conductivité
extrêmement faible et par
conséquent pauvre en ions.
Acier inox
Phase 2 : Phase de dissolution de la
couche passive. La couche d’oxydes de
chrome Cr2O3 se dissout dans l’H2O
attirée par les ions chlorures Cl-.
Film passif
Cl Cl Cl Eau ultra pure
Cr2O3+Cl- + 6 H2O
QU’EST-CE QUE C’EST ?
Oxydation
Phase 3 : Phase d’oxydation du fer. Du
fait de la dissolution du film
protecteur, un échange direct entre les
éléments chimiques de l’inox et l’eau
ultra pure se produit. Le fer passe dans
l’eau et s’oxyde. Il précipite (formation
d’un cristal solide d’un sel dans un
liquide) et se dépose sur la surface. Le
dépôt s’installe.
Phase 4 : Phase d’apparition de la magnétite.
En présence de vapeur (très haute
température), une modification des oxydes
et/ou hydroxydes de fer se transforment en
particules de magnétite. Ces particules
cristallisent et pénètrent dans le substrat du
métal. La coloration de la contamination
devient plus sombre.
2 Fe + 4 H2O
Dépôt de rouging
Fe3O4
Fe3O4 (magnétite)
EXISTE-T-IL DIFFERENTS TYPES ?
Types I & II
L’élément déclencheur est le faible pouvoir ionique de l’eau ultra
pure qui peut dissoudre la couche passive de l’inox car les ions
de chrome sont attirés par le fluide et ouvrent des brèches dans le
film. Le niveau de température est un facteur aggravant à cette
attaque. L’inox va alors se « dépassiver » et se « repassiver »
plusieurs fois mais entre temps, une fine couche d’inox se
dissout. Le chrome et le nickel passent dans l’eau. Le fer précipite
à pH 3 sous forme d’hydroxydes qui s’oxydent rapidement en
oxyde ferrique de couleur rouge. Un transfert d’ions chlorures
(anions agressifs) à travers le film d’oxyde se produit et attaque
directement le substrat du métal.
La différence entre le type I et le type II est son intensité qui va
dépendre directement d’un ou de plusieurs paramètres
(atmosphère, température, source extérieure de contamination).
EXISTE-T-IL DIFFERENTS TYPES ?
Types I & II
EXISTE-T-IL DIFFERENTS TYPES ?
Type III
Le type 3 apparaît en présence de vapeur. C’est un
rouging de type 2 qui va subir une agression
supplémentaire, celle de la vapeur dont la principale
caractéristique est sa température très élevée. Sa présence
est facilement détectable car sa coloration tend vers le
sombre voire vers le bleu/noir, conséquence visuelle de la
chauffe sur le métal, c’est dû à la transformation
structurelle des particules en magnétite (Fe3O4). Il est
fréquemment présent sur les arrivées de vapeur à
l’intérieur des cuves de stockage d’EPPI ou directement
dans les réseaux inox de distribution de vapeur pure,
GVP, distillateurs, autoclaves.
EXISTE-T-IL DIFFERENTS TYPES ?
Type III
EXISTE-T-IL DIFFERENTS TYPES ?
Type III
Le taux de recouvrement de la magnétite est de l’ordre de 25%
Echantillon Rouging 3 – Image SE x10 000 – Agrandissement sur les cristaux de magnétite
OU LE TROUVE T-ON ?
Installations
Cuves process
Boucles d’EPPI
Distillateurs
GVP
Cuve de stockage
Autoclaves
Pompes
Instrumentation
OU LE TROUVE T-ON ?
Installations
Cas particulier :
Les boucles et les cuves de stockage d’EPU sont parfois impactées par
le rouging. En effet, sous certaines conditions d’utilisations, le
phénomène apparaît avec une coloration tendant vers le jaune plutôt
que l’orange. La sanitation à l’ozone est souvent à l’origine de la
contamination. Contrairement à une boucle d’eau pour produits
injectables, le développement bactérien est l’alarme qui incite à
investiguer. Le dépôt augmentant la rugosité initiale des surfaces, par
sa simple présence, il favorise donc la nidification et le développement
de biofilms. Il est donc impératif de derouger avant d’effectuer un
traitement sporicide choc.
Cuve de stockage EPU froide
QUELS SONT LES RISQUES ?
La migration
Même si les cas sont rares, on ne peut pas négliger le risque
de migration du dépôt dans le fluide et par voie de
conséquence sa présence dans le produit fini. Le rouging se
caractérise par la formation d’une couche d’oxydation sur
la surface du métal. Le laisser s’installer, c’est accepter que
les couches successives de dépôt, s’accumulant les unes aux
autres, n’adhèrent plus au métal mais à la couche
précédente. Le risque pourrait être comparé au phénomène
de l’avalanche suite à la superposition de couches de neige
qui à moment donné déclenche l’écoulement. La pente
favorisant le décrochage est remplacée, à l’intérieur des
tuyauteries, par la vitesse de circulation du fluide via les
pompes en place.
QUELS SONT LES RISQUES ?
La Qualité
Force est de constater que le rouging est un phénomène très
répandu et touche un très grand nombre de sites pharmaceutiques.
Aujourd’hui encore et malgré ce constat, on s’aperçoit qu’il réside
une certaine omerta (loi du silence) sur le sujet. Et ce n’est pas
l’USP ou FDA ou PE qui vont changer les mentalités puisque
aucune de ces normes n’informent ou recommandent de marche à
suivre explicite sur la gestion du problème.
Cependant, une chose est sûre, c’est que cette inopportune
promiscuité n’est pas en phase avec votre métier et le cahier des
charges des organismes de contrôle.
C’est pour cela, qu’à la question: peut-on vivre avec ? Notre
réponse est oui. Tout comme, nous pouvons vivre en continuant de
fumer en connaissance de causes !
PEUT-ON L’ELIMINER ?
Méthode 1:
Traitement à
pH neutre
Après des années de recherche, notre département R&D a
élaboré une solution efficace et surtout soucieuse de
l’impact sur les personnes et l’environnement. Ce n’est
pas par souci de coller à une tendance que nous
proposons désormais un produit à pH neutre mais pour
répondre au mieux aux exigences qui sont les vôtres. En
effet, jusqu’à lors, les solutions chimiques préconisées
avaient des bases très acides et nécessitaient la mise en
place de mesures de sécurité ainsi qu’un protocole de
gestion des déchets. En plus de l’aspect sécurité et
environnemental, l’intérêt économique de l’opération
n’est pas négligeable dans la mesure où les coûts liés à la
destruction des déchets sont nuls.
Il est important de préciser que le traitement n’engendre
aucune dégradation des états de surfaces et par
conséquent, il garantit la pérennité de vos installations.
Volute de pompe avant
traitement
Volute de pompe après
traitement
PEUT-ON L’ELIMINER ?
Méthode 2:
Polissage
électrolytique
Le polissage électrolytique consiste à augmenter la résistance à
la corrosion par l’enrichissement du chrome sur la surface. La
couche passive est de 10 à 100 fois plus épaisse que lors d’une
passivation classique.
L’électro-polissage diminue :
- les sites de nidification
- la rugosité
- la corrosion par piqûre ou caverneuse
- l’adhérence et la résistance au frottement
Cette technique permet aussi l’élimination totale du rouging et notamment
pour le type III appelé « blacking » sur les matériels et installations
travaillant à haute température.
Distillateur avant
traitement
Distillateur après
traitement
Quelques références :
-SANOFI AVENTIS
-MERIAL
-PIERRE FABRE
-BRISTOL MYERS SQUIBB
-MSD
-PFIZER
-AGUETTANT
-BAYER
-ROCHE
-LABORATOIRES GILBERT
-CATALENT
-FLAMEL TECHNOLOGIES
-EFS
-LALLEMAND
-LABORATOIRES CHEMINEAU
-LEO PHARMA
-LALLEMAND
-MERCK
-SHISEIDO
-Etc.…