不锈钢管内表面的脱脂、清洗和钝化。
检查合格管道和焊接表面的质量极其重要。因此,在运输和组装过程中,应特别注意避免划伤管道、设施和其他设备的表面。
1.不锈钢管的脱脂处理。
不锈钢管在清洗和钝化处理前需要进行脱脂处理。脱脂处理的目的是去除管道内壁因加工而留下的油脂。制药用水中不锈钢管所用的脱脂剂一般为工业酒精或二氯化碳。
制药用水系统中涉及的不锈钢管道多为小口径管道。脱脂可采用浸泡法,即将管材放入装有脱脂剂的罐中,浸泡10 ~ 10分钟,浸泡时将管材翻转3~4次,取出后用干燥的压缩空气或无油氮气吹扫。脱脂合格检验方法:
(1)用干净的白色滤纸擦拭脱脂部位表面,无油荧光合格;
(2)脱脂后的零件用无油蒸汽吹扫,取冷凝液,放入直径1毫米以下的纯樟脑,以不断旋转的樟脑颗粒为合格;
(3)脱脂后的零件表面用波长为320-380 nm的紫外线检查,无油荧光合格;
(4)当不满足上述方法要求的条件时,可从脱脂溶剂中取样检验,含油量不得超过350mg/L为合格;
用溶剂脱脂的管道必须彻底吹净残留溶剂,直至无溶剂味。用碱液脱脂的管道必须用无油清水冲洗至中性,然后干燥。冲洗不锈钢管的水中氯含量不得超过2510-6毫克/千克。
二、不锈钢管道的清洗。
焊接件的内外应清洗和酸洗,以尽可能恢复材料对微生物腐殖化的抵抗力。之后,应使用干净的热水仔细冲洗。安装燃气管道时,应在安装过程中用无菌过滤的干燥压缩空气逐渐吹干净。安装和清洁程序应由用户制定并批准。蒸汽清洗应遵循的程序将在后面讨论。以下是应参考的清洁程序,应采用哪些步骤,以及在实际管道清洁过程中哪些清洁程序是可操作的。
1.手动清洁方法。
基本方法是用干净的布沿一个方向擦拭管子,或者用压缩空气吹扫管子的内表面,直到管子中没有污垢。
2.化学清洗方法。
该方法应在不锈钢管焊接安装完成后进行,其基本步骤如下:
(1)化学清洗液配方由:硝酸(HNO3)15%、氢氟酸(HF)1%和水(H2O)83%组成。
操作方法:将制备好的化学清洗液在储罐中加热至49~60,泵入不锈钢管道系统,然后将不锈钢管道浸泡在清洗液中15分钟。之后,将清洗液排空,当系统出水的酸碱度约为7时,操作完成。3.典型的管道清洁程序。
(1)安装好的管道在清洗前,应在循环清洗泵的进水口安装一个临时颗粒过滤器,拦截管道冲刷出来的污物、炉渣和杂质颗粒,以保持循环清洗水的清洁度;
(2)将清洗水加热至80以上,并在80下循环0.5h,在此期间,工艺水系统中的所有阀门和排水管应在关闭的情况下至少打开三次,每次一次。
10s,整个清洗过程中清洗水的温度应保持在80以上;
用5%柠檬酸溶液在60以上循环1h,在此期间所有阀门和排放口应至少打开3次,每次一次。
10s
(4)所有阀门和排放口应采用清水单向排放和冲洗的方式进行清洗,以清除残留的清洗液;
用1%碱液在80下循环1小时。在此期间,所有阀门和通风口应至少打开3次,持续10s每次都是。
用清水(可用饮用水)排空并冲洗所有阀门和排水管,以清除残留的清洗液;
彻底排出系统内残留的清洗水。
三、不锈钢管钝化处理参考实例。
由于奥氏体不锈钢管焊接过程中的加热和冷却,焊接材料的显微组织和表面状况会发生变化,这使得它们比非焊接部分的金属更容易受到腐蚀。未钝化的不锈钢材料在注射用水系统中使用一年左右通常会产生锈蚀,这也是304L和306L焊接接头在微生物水中比母材更容易产生槽蚀的原因。虽然在不锈钢管的制造过程中采取了一些措施,如锻造和摩擦去除不锈钢的无铬层,或者浸泡在硝酸和氢氟酸溶液中以消除焊接引起的变化。但是,这些措施不适用于在主要焊接状态下投入使用的制药用水系统管道。
在不锈钢管道的焊接中,大部分焊件难以满足要求,浸泡和摩擦会产生不可接受的粗糙表面,不利于系统的清洁和杀菌。因此,在制药用水系统中,唯一可接受的方法是在焊接后钝化管道。了解钝化的好处并确定最有效的钝化试剂非常重要。同样需要掌握钝化的限制要求,将焊接过程控制在限制范围内,将焊接的不利影响降到最低。
含钼2%~3%的316L不锈钢广泛应用于制药用水系统的管道中。在钨极氩弧焊过程中,钼的耐蚀性下降相对较小。但是在TIG自动焊接中,会有很大比例的失去防腐能力。如果含有更多的钼,它将具有更强的抗热腐蚀能力。通过钝化不锈钢,可以在管道表面形成510-4~5010-4um的钝化层。这种钝化层的作用是使不锈钢在室温下高度抗氧化和耐腐蚀。
需要注意的是,钝化只能影响不锈钢表面外层约5010-4um厚度的区域,而焊接时产生的影响会更深。为了获得最大的钝化效果,控制焊接中产生的不利影响是非常必要的,这需要在钨极氩弧焊过程中消除用高纯度气流保护焊接部位金属表面的需要。结论是,在惰性气体保护期间,将氧气和水分减少到较低的范围是最有利的。
1.钝化方法实施例1。
用10%硝酸和0.5%铬酸溶液在60循环1h。在此期间,所有阀门和通风口应至少打开3次,持续10s每次;
彻底排空系统;
用清水彻底冲洗,检查各阀门和排放口的残留量;
取出所有垫片,用洗涤剂和配制好的酸溶液清洗其表面,并在清洁条件下重新安装垫片;
用洗涤剂和配制好的酸溶液对所有循环过程中未清洗的零件进行手动拆卸和清洗,并在清洁条件下重新安装;
拆除临时过滤器,安装清洗后的冲洗装置;
向系统中注入清水,通过试压进行检漏;
工艺水系统的清洗和试压应使用蒸馏水。如果没有蒸馏水,可以在初始组装阶段使用去离子水进行清洗和检漏。
清洗和钝化应按照规定的程序连续进行,直到最后的冲洗和排放结束。电抛光管道的钝化会使其表面酸化。
2.钝化方法实施例2。
(1)用80%纯化水和20%硝酸(质量分数:65%~68%)溶液在室温、0.2~0.3MPa压力下循环冲洗管道2小时后排放;
其他步骤与钝化方法实施例1相同。
3.钝化方法实施例3。
(1)用94%纯化水和6%亚硝酸钠硝酸溶液(质量分数:65%~68%)在室温下循环冲洗管道0.5h,并在0.2~0.3MPa压力下保持静止2h后排放;
其他步骤与钝化方法实施例1相同。
4.钝化方法实施例4。
(1)用纯水和化学纯硝酸配制8%酸液,在49~52循环1h后排放;
其他步骤与钝化方法实施例1相同。
5.钝化方法实施例5。
(1)先用10% na3po 4 70循环0.5h(去污),再用2%硝酸常温循环30分钟(除锈),然后用自来水冲洗,再用无盐水冲洗至入口PH相等;其他步骤与钝化方法实施例1相同。
四、不锈钢管试压。
不锈钢管道安装和清洗后,应进行压力试验。测试可分为检查管道机械性能的强度测试和检查管道连接的密封性测试。管道试压完成后,应做保温层。
管道试验期间,应断开储罐、热交换器和泵等设备。当测试带有储罐或其他设备的系统时,测试压力不得超过设备允许的压力;并且应该事先得到用户的认可。
通常管道的强度试验是水压试验,试验压力是管道工作压力的1.25倍。比如大部分工艺水管道的工作压力在0.5MPa以下,试验压力不应低于0.625MPa,无论工作压力有多低,试验压力都不应低于工作压力加0.3MPa,在管道泄漏试验中,压力一般为管道工作压力加30Kpa。
1、管道试压应具备的条件。
(1)完成的管道必须经过安装确认,有管道加工记录,符合设计要求和GBJ235-82的相关规定;
指定的支吊架已安装完毕,管道倾斜度已调整;
(3)焊接工作已完成,经检验合格并有检验记录后,焊接部位未绝缘;
(4)管道和管道附件有完整的出厂合格证,并有阀门试验记录,试验用的压力表和温度计也必须是检验合格的产品;
试验中使用的压力表已经过校准,其精度不得低于1.5。表面满刻度值为最大测量压力的1.5~2倍,应不少于2个压力表进行比对;
有经过良好测试和批准的测试计划;
设计修改和材料变更替代应有文件;
试验前,对不能参加试验的系统、设备、仪表和管道附件进行隔离。
2.水压试验的操作。
使用清水作为试压介质。向管道内注水时,应打开管道系统高点的阀门进行排气。注水后,应关闭排气阀和进水阀,并逐渐增加压力,直到试验设计压力达到一定值。然后,当停止加压时,检查管道。无泄漏后,继续加压,压力达到试验压力时停止加压,并保持20min。
如果在试验压力下,管道内没有异常现象,压力表指针在保持时间内没有下降,将进行水压试验。然后将压力降至工作压力,进行泄漏测试。在工作压力下对管道进行全面检查。同时,用1.5公斤以下的木锤轻敲,距离焊缝10 ~ 20毫米。检查完成后,如果压力表指针没有下降或下降不超过0.02MPa,此时管道上的焊缝没有泄漏,说明合格。