07 · 根本原因分析 / ROOT CAUSE ANALYSIS

长期湿态封存 + 局部维保 + 填料自带铁本底

本次调查采用人、机、料、法、环五要素排查可能的影响因素。5-Why 分析逐级追溯至设备出厂钝化效果存疑长期湿态封存与保存液更换不及时,以及填料本身可能引入微量铁的复合作用,叠加含盐/碱性冲洗条件形成含铁胶体并滞留于柱壁形成黄色条带。

工程部调查证据链:从设备腐蚀机理到四个关键实验(0.4M NaCl 加速生锈、锈迹流动、溶液冲洗、1mM HCl 酸洗),以及层析系统 / 层析柱 / 匀浆罐 / 超滤 / 纳滤的全设备排查记录,见机理与实验验证设备排查 两章。

07.1人机料法环 — 影响因素排查

人 · 料 · 法 · 环

表 · 影响因素排查(人、料、法、环)
类别对象潜在原因判断依据可能性
所有进行操作的人员均已完成系统性培训,并持证上岗操作;现场操作步骤符合 SOP 规范。 排除
公共系统介质 WFI 送检结果显示铁离子浓度为 0.0002µg/g,满足标准;压缩空气会进行过滤且日常检查无异常。 排除
配制溶液 溶液均为常规溶液,配置后均经过除菌过滤。1M NaCl 送检未检出铁离子;0.01M NaOH 铁离子含量 0.0005µg/g。更换层析柱后使用相同方法配制的溶液装柱未再出现黄色条带。 排除
填料 可能 填料生产制备过程中使用不锈钢,会引入铁离子。未拆封新填料中亦检出铁离子。新填料如未经过充分混匀打散,残留的"微球聚集体"可能促进金属胶体形成。 可能
较大可能性 利穗维保规程中无针对设备出现锈迹后的专项全面清洁处理及检查放行流程;缺乏设备长期停用后再启用的相关详细检查要求;层析柱/层析系统长期保存于 20% 乙醇或 0.01M NaOH 溶液中,个别保存液更换间隔最长达 9 个月(不符合 SOP-DS-4026 每 3 个月更换一次的要求);管路冲洗方式可能不足以完全去除残留金属碎屑;目前所有填料的冲洗方法都是水冲洗,可能不能将所有类型新填料中铁离子冲洗干净(阳离子填料说明书推荐 10mM NaCl 冲洗)。 较大可能
可能 设备进场时环境未彻底清理干净,金属碎屑可能在设备进场安装时引入设备内部(超滤设备排查发现金属碎屑为佐证)。 可能

机 · 设备部件排查

表 · 设备部件异常及对条带的可能性
设备异常部件 / 现象影响方式可能性可能性判断依据
匀浆罐 AV201/202/203 筛网法兰锈点(可擦掉)、CIP 喷淋球黄色锈迹 将金属离子或铁屑混入填料中带入层析柱 匀浆罐内铁离子或铁屑未冲洗干净,直接接触匀浆换液的填料
匀浆罐 视镜密封圈黑点、爆破片密封圈脏污破损 将金属离子或铁屑混入填料中带入层析柱 非金属锈迹,不直接接触填料
层析系统 阴离子层析系统 22048-03 上柱头入口管路蓝黄色痕迹 直接将金属离子带入层析柱 已经过酸洗钝化,只有一处锈蚀且较轻微
层析柱 阴离子柱:上/下筛板黄斑与锈点、导流板锈渍与密封面锈点、下筛板深色圆点、上分流板 PP 黑点(材质本身)、两次装柱出现黄色条带、柱体操作损坏 直接将金属离子或铁屑带入层析柱 层析柱上下柱头组件多处发现锈点或铁屑异物等现象
层析柱 阳离子柱:筛板锈点/黑点、下导流板颗粒物、上法兰油污状污渍、下法兰螺孔锈点、上密封圈黄斑、四位两通阀红锈+膜片老化、下端阀门生锈 直接将金属离子或铁屑带入层析柱 层析柱上下柱头组件多处发现锈点或铁屑异物等现象

层析设备的不锈钢表面钝化膜钝化不完全,设备存在多处锈迹,有可能将金属离子带入层析柱内形成黄色条带。设备本身残留的金属碎屑可能未完全去除,生锈后析出金属离子带入层析柱内形成黄色条带。

07.25-Why 逐级追溯

使用 5-Why 法逐级对阴阳离子中黄色条带产生原因进行分析。

WHY 011
是什么物质导致填料中出现黄色条带?
黄色填料经多方送检显示,填料中铁离子含量偏高;经排查其他材质腐蚀老化形成黄色物质可能性较低。可初步判断填料中黄色物质为铁离子
WHY 022
铁离子的来源是什么?
  1. 设备生锈导致金属离子析出;
  2. 填料在生产制造过程中本身会引入铁离子,使用前可能未冲洗干净。
WHY 033
为什么设备会生锈?
  1. 设备出厂时不锈钢钝化效果存疑;
  2. 初期建厂时可能引入的金属碎屑未完全去除;
  3. 层析设备长期保存在非干燥环境中可能会加速设备生锈;
  4. 利穗维保时除锈方式不充分。
WHY 044
为什么没有对锈迹进行彻底有效清除?
  1. 设备启用前,现有的检查方式不充分,无法发现设备中隐藏的锈点;
  2. 现有利穗维保规程有缺陷,无针对设备内部出现锈迹后的专项清洁处理及检查放行流程,仅进行局部除锈;
  3. 设备使用过程中发现锈迹后,检查范围及除锈措施可能不到位,未能有效将所有锈迹一次性全部处理;
  4. 现有管路清洁冲洗方式可能无法彻底去除管路内残存金属碎屑;
  5. 设备出厂时不锈钢钝化效果存疑,可能导致设备本身更容易生锈。
WHY 055
填料中存在的铁离子为什么在使用前可能没有被冲洗干净?
目前所有填料的冲洗方法都是水冲洗,该冲洗方式可能无法对所有类型新填料进行有效冲洗,装柱后可能会形成黄色痕迹(阳离子填料说明书推荐 10mM NaCl 冲洗)。

07.3根本 · 间接 · 直接原因

根本 设备与方法因素

两层共同作用:

设备出厂时的酸洗钝化效果存疑 — 设备入场确认(IQ)资料中酸洗钝化报告的结果判断、结论及测试照片存在异常,且设备表面存在多处锈迹及金属碎屑;设备购入后约 3 年内以 20% 乙醇或 0.01M NaOH 溶液内湿态封存,个别保存液更换间隔最长约 9 个月,不符合设备利穗层析柱操作 SOP (SOP-DS-4026) 至少每 3 个月更换一次保存液的要求。20% 乙醇仅能起到防止微生物生长的作用,20% 乙醇或 0.01M NaOH 均无法防止不锈钢锈蚀,长期湿态封存可能增加设备腐蚀的风险。

根本 填料因素

填料生产过程中普遍使用不锈钢设备,在填料生产及保存过程中可能引入微量铁离子。本次调查对填料及填料的冲洗液的金属元素检测结果显示,送检的新填料本身亦检出铁;同时,新填料存在微球聚集结块现象,填料颗粒的聚集可能促进铁离子胶体的滞留,且填料中潜在的金属杂质可能无法通过简单的水冲洗干净,导致装柱后出现黄色条带。

间接 规程与方法

设备维保规程中无针对锈迹的专项处理及放行流程;缺少设备长期停用后再启用的明确指导规程;缺少用于生产的新填料使用前或填料出现异常后的清洗置换指导规程,未在填料出现黄色条带后进行彻底有效的清洗置换程序。

直接 胶体形成与柱壁滞留

设备释放的铁离子及填料中可能存在的微量铁,在含盐或含碱溶液冲洗条件下形成氢氧化铁、氯化铁等胶体(胶体颗粒带正电荷);因柱壁效应,胶体易在层析柱内壁筛网与柱管内壁之间的流道聚集,进而与阴离子填料或阳离子填料的配基发生离子交换结合,形成黄色条带。

亲和层析柱上柱头密封圈处的深棕色异物为独立异常点,其成分及来源与层析柱黄色条带无直接关联。

07.4偏差发生 — 因果链总览

综上,因设备出厂钝化效果存疑且长期湿态封存期间保存液更换不及时,导致设备产生锈迹并持续释放铁离子,加之填料生产过程中可能引入微量铁根本原因),以及设备维保规程及填料使用前处理规程不完善间接原因),导致铁离子在含盐或含碱溶液冲洗条件下形成胶体并与填料配基结合(直接原因),造成阴离子层析柱、阳离子层析柱装柱后出现黄色条带的偏差发生。