衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用
隨著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)不斷地發(fā)展，各工業(yè)行業(yè)使用衛(wèi)生級(食品級)無縫不鏽鋼管越來越廣。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，通過對不鏽表麵鈍化層耐腐蝕能力分析，並結(jié)合本公司生產(chǎn)小型衛(wèi)生級無縫不鏽鋼管的工藝與設(shè)備應(yīng)用，生產(chǎn)出高質(zhì)量的鋼管，滿足工業(yè)流體管的需求，******，替代進(jìn)口。
衛(wèi)生級(食品級)無縫不鏽鋼管在製藥、食品、啤酒、飲用水、生物工程、化學(xué)工程、空氣淨(jìng)化、航空、核工業(yè)等國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)多領(lǐng)域多行業(yè)上廣泛地應(yīng)用，每年有大量的進(jìn)口。這裡介紹本廠生產(chǎn)衛(wèi)生級(食品級)無縫不鏽鋼管的工藝與設(shè)備、管的性能與質(zhì)量。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，此管屬於國內(nèi)**精密水平已廣泛應(yīng)用，並出口國外。
一、不鏽鋼的表麵分析
俄歇電了能譜（AES）法和X射線光能譜（SPS）法都可用於不鏽鋼表麵分析，從而確定不鏽鋼管內(nèi)外表麵耐腐蝕能力。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，AES法的分析直徑非常小，可以小於20nm，它的*初功能是作為元素的辨認(rèn)。XPS法的分析直麼大約10μm，主要用於確定臨近表麵元素的化學(xué)狀態(tài)。
用AES和XPS探測儀對機械拋光的已暴露在大氣中316不鏽鋼表麵進(jìn)行掃描的結(jié)果表明，對不鏽鋼金剛表麵分析總深度*典型的為15nm，並且提供了有關(guān)鈍化層的成分、厚度及它的耐腐蝕能力等。
根據(jù)定義，奧氏體不鏽鋼含有高鉻和鎳，有的含鉬（如316L00Cr17Ni14Mo2）、鈦等，一般含有10.5%的鉻以上具有較好耐腐蝕能力。耐腐蝕是因為富鉻鈍化層具有保護(hù)性能的結(jié)果，鈍化層通常為3-5nm厚，或相當(dāng)於15層原子那樣厚。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，鈍化層是在鉻和鐵被氧化的氧化-還原反應(yīng)過程中形成的，如果鈍化層遭破壞，又會迅速形成新的鈍化層和/緊隨著發(fā)生電化學(xué)腐蝕，會出現(xiàn)不鏽鋼深層點蝕及晶間腐蝕。鈍化層耐腐蝕能力與不鏽鋼中所含化學(xué)成分含量有關(guān)，如高鉻、加鎳與鉬等都能提高鈍 化層結(jié)合能電勢，加強鈍化層耐腐蝕能力；並與不鏽鋼管內(nèi)表麵處理及使用流體介質(zhì)有關(guān)。
二、不鏽鋼管表麵腐蝕情況
1、在含Ci-介質(zhì)中不鏽鋼表麵鈍化層容易被破壞，這是因為Ci-氧化電勢能較大。如果鈍化層印化層僅僅在金屬就將繼續(xù)腐蝕下去。在很多情況下，鈍 化層僅僅在金屬表麵的局部地方被破壞，腐蝕的作用在於形成細(xì)小的孔或凹坑，在材料表麵產(chǎn)生無規(guī)律分布的小坑狀腐蝕稱為點蝕。點蝕速率隨溫度升高而增加，隨濃度增加而增加。解決方法是用超低或低碳不鏽鋼（如用316L 304L）
2、奧氏體不鏽金剛在製造和焊接時不鏽鋼表麵鈍經(jīng)層容易被破壞。製造和焊接時加熱溫度和加熱速度在不鏽鋼敏化溫度區(qū)域（約425-815℃）時，材料中過飽和碳就會在晶粒邊界首先析出，並與鉻結(jié)合形成碳化鉻Cr23C6，此時碳在奧氏體內(nèi)的擴(kuò)散速度比鉻擴(kuò)散速度大，鉻來不及補充晶界由於形成碳化鉻而損失的鉻，結(jié)果晶界的鉻含量就就隨碳化鉻的不斷析出而不斷降低，形成所謂的貧鉻區(qū)，使電墊能減弱，鈍化層耐腐蝕能力下降。當(dāng)與介質(zhì)中Ci-等腐蝕介質(zhì)接觸時，就會引起微電池腐蝕。雖然腐蝕僅在晶粒表麵，但卻迅速深入內(nèi)部形成晶間腐蝕。特彆不鏽鋼管在焊接處理部位較為明顯。
3、應(yīng)力腐蝕裂紋：是靜應(yīng)力和導(dǎo)致裂紋與金屬脆化的腐蝕共同的作用。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋破破壞的環(huán)境通常是相當(dāng)複雜的。不僅是拉伸應(yīng)力，而這種應(yīng)力和由於製作、焊接、或熱處理在金屬中產(chǎn)生的殘餘應(yīng)力的組合。
三、不鏽鋼管內(nèi)外表麵處理與耐腐蝕關(guān)係
不鏽鋼管內(nèi)外表麵（特彆如電解拋光、機械拋光後）具有良好的鈍化層，耐腐蝕能力較強。內(nèi)外表麵光潔度高，介質(zhì)粘附很少有利於耐腐蝕。管內(nèi)表麵光潔度高液體介質(zhì)滯留越少，有利於衝洗，特彆在製藥行業(yè)。
1、管內(nèi)表麵電解拋光（電化學(xué)拋光）：電解拋光液是磷酸、硫酸、鉻酐、明膠、重鉻酸鉀等。不鏽鋼管內(nèi)表麵在陽極上，拋光液在和內(nèi)流動通以低電壓大電流而進(jìn)行電解拋光處理。這時管內(nèi)表麵同時進(jìn)行著兩個相互矛盾的過程，即金屬表麵鈍化層（含稠性粘膜）生成與溶解。由於表麵微觀的凸起部分和凹進(jìn)部分成膜進(jìn)入鈍化的條件是不同的，又由於陽極溶解。由於表麵微觀凸起部分和凹進(jìn)部分成膜進(jìn)入鈍 化的條件是不同的，又由於陽極溶解，陽極區(qū)金屬鹽濃度不斷增加，在表麵形成一種高電阻的稠性粘膜。該膜在凹凸處厚度不同導(dǎo)致陽極表麵電流密度大，**放電溶解速度快，在短時間內(nèi)達(dá)到削平突出的微觀部分的目的，能達(dá)到很高的光潔度Ra≤0.2-0.4μm。並在這種作用下，管內(nèi)表增加了鉻含量，增加了金屬表麵鈍化層的耐腐蝕能力。
如何掌握拋光的質(zhì)量要與電解液配方、濃度、溫度、通電時間、電流密度、電極狀況、管表麵處理程度等有關(guān)。技術(shù)掌握不好反而會破壞管表麵光潔度，電解程度過大會出現(xiàn)更多更大的凹凸麵，甚至條管報廢，真正製作好質(zhì)量需要一定技術(shù)，費用成本較高。
2、管內(nèi)表麵機械拋光：有旋轉(zhuǎn)與直線拋光。這裡以旋轉(zhuǎn)機械拋光為例：機械拋光設(shè)備較為簡單，動力與拋光盤、**拋光設(shè)備較為簡單，動力與拋光盤、**拋光蠟。采用逐級細(xì)砂粒作的布盤與布盤在管內(nèi)外表麵上來回多次多道進(jìn)行拋光處理，光潔度能達(dá)到Ra≤0.2-0.4μm。
機械拋光與電解拋光相比較具有設(shè)備簡單、技術(shù)含量低容易掌握，費用成本也低，不會破壞管而造成報廢，因此廣泛地應(yīng)用。但表麵印化層耐腐蝕能力電解拋光要好的多。
四、衛(wèi)生級無縫不鏽鋼管生產(chǎn)工藝
煉鋼--軋製圓鋼--穿孔--冷拔--冷軋--光亮退火--內(nèi)表麵拋光--外表麵拋光--檢測驗收--包裝入庫。

在生中幾個關(guān)鍵設(shè)備：
1、冷拔管機：圓鋼穿孔後稱荒管，一般荒管為Ф65*5mm或Ф100*7mm。一般工業(yè)用的衛(wèi)生級不鏽鋼管從Ф14*1mm至Ф200*3mm，這樣需要擴(kuò)管與拉小管，要有冷拔管機來進(jìn)行。有時需要幾次擴(kuò)管或拉小管，而又退火（熱處理）與酸洗循環(huán)進(jìn)行。
冷拔管機種類、規(guī)格，芯棒種類、規(guī)格很多不作描述。
冷拔的主要優(yōu)點是：生產(chǎn)效率較高；生產(chǎn)中變更產(chǎn)品規(guī)格比較方便，靈活性大；工具的設(shè)備和製作以及設(shè)備的結(jié)構(gòu)維護(hù)比較簡單。
冷拔的主要缺點是：道次變形量小，因此加工道次多，生產(chǎn)周期長；金屬消耗大。管內(nèi)外表麵光潔度差（談不上潔度）。
2、多輥式冷軋管機：是國內(nèi)製造衛(wèi)生級無縫不鏽鋼管關(guān)鍵設(shè)備。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，以冷拔後鋼管為坯料，冷軋後管內(nèi)外徑與壁厚尺寸正負(fù)小於0.02-0.05mm，管內(nèi)外表麵光潔度Ra≤0.8μm，並可製作到壁厚0.5mm。再經(jīng)拋光處理管內(nèi)外表麵光潔度可達(dá)Ra≤0.2-0.4μm（如鏡麵）。
多輥式冷軋管機種類、規(guī)格，芯棒種類、規(guī)格很多不作描述。
冷軋後管*大的缺點是硬態(tài)，也即屈強係數(shù)較大，不宜擴(kuò)口、彎曲，嚴(yán)格地說還是不符合國家標(biāo)準(zhǔn)，因此要進(jìn)行熱固熔處理（退火）。
一般情況不鏽鋼管經(jīng)普通熱固熔處理爐（奶火爐）處理後，管內(nèi)外表麵出現(xiàn)氧化皮需要酸洗，這樣又破壞了原來冷軋後管的內(nèi)外表麵光潔度，出現(xiàn)微小凹凸不平，達(dá)不到衛(wèi)生級管表麵光潔度標(biāo)準(zhǔn)。因此要選擇氣體保護(hù)光亮退火爐。
3、氣體保護(hù)光亮退火爐：有兩部分組成，光亮退火爐爐體與氨分解成套裝置。
光亮退火爐爐體：主要結(jié)構(gòu)由圓形截麵馬弗罐，采用兩側(cè)和底部部布置高溫發(fā)熱絲的加熱方法，氨分解氣作為保護(hù)氣體和循環(huán)冷卻氣。結(jié)構(gòu)緊湊，操作**，控製可靠和維修方便，爐溫均勻（溫度可達(dá)1150℃），通源損耗低，能充分利用保護(hù)氣，冷卻速度快，保證了防止碳化鉻的重新沉澱析出，使所有碳化鉻完全固溶入奧氏體基體內(nèi)，改變了原有冷軋後管的硬態(tài)與金相組織，真正達(dá)到固溶處理的目的。
氨分解成套裝置：利用純淨(jìng)液氯分解成70%氫氣與30%氨氣，填充入爐體內(nèi)驅(qū)跑空氣（氧氣），儘可能空氣越小。
經(jīng)氣體保護(hù)光亮退火爐處理後不鏽鋼管已是軟態(tài)，內(nèi)外表麵少有氧化皮，不需要酸洗處理，並保持冷軋後的管內(nèi)外表麵光潔度。
五、衛(wèi)生級無縫不鏽鋼管的選購
不鏽鋼是少含有50%的鐵和10.5%的鉻，並還加入如鎳、鈦、鉬等，根據(jù)含有休學(xué)成分的不同，金屬內(nèi)部的金相組織也不同，這就有馬氏體型、鐵素體型、奧氏體型、雙相、沉澱硬化型不鏽鋼等。衛(wèi)生級(食品級)不鏽鋼管的生產(chǎn)與應(yīng)用，一般工業(yè)常用用管奧氏體型不鏽鋼材質(zhì)較多；0Cr19Ni9（USU304）、00Cr19Ni11（USU 304L）、0Cr17Ni12Mo2（USU 316）、00Cr17Ni14Mo2（USU 316L）、1Cr18Ni9Ti（SUS 321）等。要符合GB/T14976-94《流體輸送用不鏽鋼無縫鋼管》的標(biāo)準(zhǔn)，還有對鋼管內(nèi)外表麵光潔度的要求。
選購衛(wèi)生級無縫不鏽鋼管與流體介質(zhì)的種類、濃度、溫度、壓力、流動速度、以及其他因素有關(guān)。