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什么是卫生级不锈钢管

       卫生级(食品级)无缝不锈钢管的生产与应用


       随着国民经济建设不断地发展,各工业行业使用卫生级(食品级)无缝不锈钢管越来越广。通过对不锈表面钝化层耐腐蚀能力分析,并结合本公司生产小型卫生级无缝不锈钢管的工艺与设备应用,生产出高质量的钢管,满足工业流体管的需求,填补国内空白,替代进口
  
卫生级(食品级)无缝不锈钢管在制药、食品、啤酒、饮用水、生物工程、化学工程、空气净化、航空、核工业等国民经济建设多领域多行业上广泛地应用,每年有大量的进口。这里介绍本厂生产卫生级(食品级)无缝不锈钢管的工艺与设备、管的性能与质量。此管属于国内最先进最精密水平已广泛应用,并出口国外。

  一、
锈钢的表面分析

  
俄歇电了能谱(AES)法和X射线光能谱(SPS)法都可用于不锈钢表面分析,从而确定不锈钢管内外表面耐腐蚀能力。AES法的分析直径非常小,可以小于20nm,它的最初功能是作为元素的辨认。XPS法的分析直么大约10μm,主要用于确定临近表面元素的化学状态。

  用AES和XPS探测仪对
机械抛光的已暴露在大气中316不锈钢表面进行扫描的结果表明,对不锈钢金刚表面分析总深度最典型的为15nm,并且提供了有关钝化层的成分、厚度及它的耐腐蚀能力等。

  根据定义,
奥氏体不锈钢含有高铬和镍
,有的含钼(如316L00Cr17Ni14Mo2)、钛等,一般含有10.5%的铬以上具有较好耐腐蚀能力。耐腐蚀是因为富铬钝化层具有保护性能的结果,钝化层通常为3-5nm厚,或相当于15层原子那样厚。钝化层是在铬和铁被氧化的氧化-还原反应过程中形成的,如果钝化层遭破坏,又会迅速形成新的钝化层和/紧随着发生电化学腐蚀,会出现不锈钢深层点蚀及晶间腐蚀。钝化层耐腐蚀能力与不锈钢中所含化学成分含量有关,如高铬、加镍与钼等都能提高钝 化层结合能电势,加强钝化层耐腐蚀能力;并与不锈钢管内表面处理及使用流体介质有关。

 
 二、不锈钢管表面腐蚀情况

  1、在含Ci-
介质中不锈钢表面钝化层容易被破坏,这是因为Ci-氧化电势能较大。如果钝化层印化层仅仅在金属就将继续腐蚀下去。在很多情况下,钝 化层仅仅在金属表面的局部地方被破坏,腐蚀的作用在于形成细小的孔或凹坑,在材料表面产生无规律分布的小坑状腐蚀称为点蚀。点蚀速率随温度升高而增加,随浓度增加而增加。解决方法是用超低或低碳不锈钢(如用316L 304L)。

  2
奥氏体不锈金刚在制造和焊接时不锈钢表面钝经层容易被破坏。制造和焊接时加热温度和加热速度在不锈钢敏化温度区域(约425-815℃)时,材料中过饱和碳就会在晶粒边界首先析出,并与铬结合形成碳化铬Cr23C6,此时碳在奥氏体内的扩散速度比铬扩散速度大,铬来不及补充晶界由于形成碳化铬而损失的铬,结果晶界的铬含量就就随碳化铬的不断析出而不断降低,形成所谓的贫铬区,使电垫能减弱,钝化层耐腐蚀能力下降。当与介质中Ci-等腐蚀介质接触时,就会引起微电池腐蚀。虽然腐蚀仅在晶粒表面,但却迅速深入内部形成晶间腐蚀。特别不锈钢管在焊接处理部位较为明显。

  3、应力腐蚀裂纹:是静应力和导致
裂纹与金属脆化的腐蚀共同的作用。产生应力腐蚀裂纹破破坏的环境通常是相当复杂的。不仅是拉伸应力,而这种应力和由于制作、焊接、或热处理在金属中产生的残余应力的组合。
2018081560782757.jpg  三、不锈钢管内外表面处理与耐腐蚀关系

  不锈钢管内外表面(特别如电解抛光、机械抛光后)具有良好的钝化层,耐腐蚀能力较强。内外表面光洁度高,介质粘附很少有利于耐腐蚀。管内表面光洁度高
液体介质滞留越少,有利于冲洗,特别在制药行业。

  
1、管内表面电解抛光(电化学抛光):电解抛光液是磷酸、硫酸、铬酐、明胶、重铬酸钾等。不锈钢管内表面在阳极上,抛光液在和内流动通以低电压大电流而进行电解抛光处理。这时管内表面同时进行着两个相互矛盾的过程,即金属表面钝化层(含稠性粘膜)生成与溶解。由于表面微观的凸起部分和凹进部分成膜进入钝化的条件是不同的,又由于阳极溶解。由于表面微观凸起部分和凹进部分成膜进入钝 化的条件是不同的,又由于阳极溶解,阳极区金属盐浓度不断增加,在表面形成一种高电阻的稠性粘膜。该膜在凹凸处厚度不同导致阳极表面电流密度大,尖端放电溶解速度快,在短时间内达到削平突出的微观部分的目的,能达到很高的光洁度Ra≤0.2-0.4μm。并在这种作用下,管内表增加了铬含量,增加了金属表面钝化层的耐腐蚀能力。

  如何掌握抛光的质量要与
电解液配方、浓度、温度、通电时间、电流密度、电极状况、管表面处理程度等有关。技术掌握不好反而会破坏管表面光洁度,电解程度过大会出现更多更大的凹凸面,甚至条管报废,真正制作好质量需要一定技术,费用成本较高。

  2、管内表面机械抛光:有旋转与直线抛光。这里以旋转机械抛光为例:机械抛光设备较为简单,动力与抛光盘、高级抛光设备较为简单,动力与抛光盘、高级抛光蜡。采用逐级细
砂粒作的布盘与布盘在管内外表面上来回多次多道进行抛光处理,光洁度能达到Ra≤0.2-0.4μm。

  机械抛光与电解抛光相比较具有设备简单、
技术含量低容易掌握,费用成本也低,不会破坏管而造成报废,因此广泛地应用。但表面印化层耐腐蚀能力电解抛光要好的多。


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