Veuillez fournir une présentation détaillée du processus de traitement de surface de l'acier inoxydable de qualité sanitaire

Le processus de traitement de surface des tubes en acier inoxydable de qualité sanitaire est la technologie de base pour garantir leur grande propreté, leur résistance à la corrosion et leur capacité à prévenir la pollution. La conception de son processus affecte directement l'applicabilité des tubes dans des industries telles que la pharmacie, les soins de santé et l'alimentation. Voici une analyse détaillée des dimensions telles que la classification des processus, le flux de traitement, les caractéristiques techniques, les normes de qualité, etc. :

1. Objectifs centraux et classification des processus de traitement de surface

1. Objectifs centraux

Réduire la rugosité de surface (valeur Ra) : réduire les médias résiduels et les sites d'adhésion microbienne, idéalement Ra ≤ 0,2 μm.

Formation d'un film de passivation : améliore la résistance à la corrosion et empêche la lixiviation d'ions métalliques (tels que Fe³⁺).

Éliminer les défauts de surface tels que les cordons de soudure, les rayures, l'écaillage d'oxyde, etc., pour éviter l'accumulation de saleté et de crasse.

2. Explication détaillée du processus de traitement de surface central

1. Polissage mécanique (MP)

Flux de processus

Polissage grossier : Utilisez une meule (80 - 120 mailles) pour éliminer les projections de soudure et l'écaillage d'oxyde, et niveler préliminairement la surface.

Polissage intermédiaire : Polissez davantage avec une bande abrasive (180 - 320 mailles) pour éliminer les marques de polissage grossier, réduisant la valeur Ra à moins de 1,6 μ m.

Polissage fin : Meule en laine + pâte de polissage (600 - 1000 mailles) finement meulée, Ra peut atteindre 0,8 μ m.

CARACTÉRISTIQUES

Avantages : Faible coût d'équipement, adapté au traitement en série des zones de soudure non critiques ; Peut corriger les défauts macroscopiques sur la surface des tuyaux.

Limitations : Il s'agit d'un polissage physique et peut entraîner un durcissement de surface (distorsion du réseau), et il est difficile de traiter des structures géométriques complexes (telles que l'intérieur des coudes) ; Le résidu de pâte de polissage doit être soigneusement nettoyé, sinon il peut introduire une contamination organique.

Scénarios d'application

Lignes de remplissage non stériles et tuyauteries d'eau purifiée ordinaires dans l'industrie alimentaire et des boissons (avec une exigence de propreté de ≤ Ra0,8 μ m).

2. Polissage électrochimique (PE)

Principe de traitement

En utilisant le principe de dissolution électrochimique : en utilisant le tuyau comme anode, le plonger dans un électrolyte (tel qu'un mélange d'acide phosphorique, d'acide sulfurique et d'acide chromique), et utiliser un courant électrique pour dissoudre préférentiellement les micro-protuberances de la surface, afin d'obtenir un effet de nivellement.

Flux de processus

1. Prétraitement : dégraissage (nettoyage alcalin) → lavage acide (acide nitrique + acide fluorhydrique pour éliminer l'écaillage d'oxyde).

2. Polissage électrolytique :

Tension : 8-20V, Température : 50-80 ℃, Temps : 5-15 minutes.

Contrôle de la composition de l'électrolyte : La proportion d'acide phosphorique est de 60-70%, ce qui détermine la vitesse de polissage ; l'acide sulfurique ajuste la viscosité, tandis que l'acide chromique améliore la brillance.

3. Post-traitement : Rincer avec de l'eau déionisée → neutraliser (solution de carbonate de sodium) → sécher.

Paramètres techniques et avantages

Effet de surface : Ra peut atteindre 0,2-0,5 μ m, et un film de passivation uniforme est formé sur la surface (la teneur en Cr ₂ O3 est 30 % supérieure au polissage mécanique).

Avantages uniques :

Aucune contrainte mécanique : évite le durcissement de surface causé par le polissage traditionnel, adapté aux tubes à paroi mince (épaisseur de paroi ≤ 2mm).

Bonnes uniformité : La distribution du courant est uniforme, et les parois internes de pièces complexes telles que des coudes et des tées peuvent également être polies.

Effet d'auto-nettoyage : Les produits dissous s'échappent sous forme de bulles, réduisant les impuretés résiduelles.

Cas d'application

Une ligne de production de vaccins ARNm utilise des tubes en acier inoxydable 316L traités par EP, et l'adhésion microbienne de surface est réduite de plus de 90 % par rapport aux tubes polis mécaniquement après des tests.

3. Traitement de passivation

Essence du savoir-faire

Dissoudre les ions fer libres de surface avec des réactifs chimiques (comme une solution d'acide nitrique à 60 - 70 %) pour favoriser la formation d'un film de passivation dense Cr ₂ O Ⅲ (d'environ 2 - 3nm d'épaisseur) à la surface de l'acier inoxydable, améliorant sa résistance à la corrosion.

Flux de processus (en prenant la passivation à l'acide nitrique comme exemple)

1. Pré-nettoyage : Rincer avec de l'eau désionisée pour éliminer les taches d'huile de surface et les débris métalliques.

Traitement de passivation :

Température : température ambiante - 50 ℃, temps : 20 - 60 minutes.

Contrôle de la concentration : Une concentration insuffisante d'acide nitrique peut entraîner un film de passivation incomplet, tandis qu'une concentration excessive peut corroder le substrat.

3. Neutralisation et détection : Ajuster le pH à la neutralité avec de l'eau d'ammoniaque et confirmer l'effet de passivation par le test du point bleu (détection du fer libre).

Rôle clé

Réparation du film d'oxyde : Le film de passivation endommagé lors du polissage mécanique ou du soudage peut être régénéré grâce au traitement de passivation.

Réduction de la lixiviation d'ions métalliques : Dans une solution acide de pH = 3, la quantité de lixiviation d'ions Fe des tubes 316L passivés est inférieure à 0,1 ppm.

4. Polissage électrochimique (ECP)

Différence par rapport au polissage électrolytique

Optimisation de l'électrolyte : Ajout d'additifs d'amines organiques (tels que l'éthylènediamine) pour supprimer l'évolution d'hydrogène et améliorer la précision du polissage.

Paramètres de processus plus stricts : précision de contrôle de tension ± 0,5 V, fluctuation de température ≤ 2 °C et précision temporelle au niveau de la seconde.

Effet de surface ultime

Ra ≤ 0,2 μm. La réflectivité de surface est supérieure à 85 %, approchant l'effet miroir ; adapté aux conduites en contact avec des médicaments hautement actifs (tels que les médicaments anti-tumoraux) pour éviter l'adsorption et la détérioration des médicaments.

3. Contrôle de qualité et normes après traitement de surface

1. Détection de la rugosité (valeur Ra)

Outil de test : Mètre de rugosité portable (tel que Mitutoyo SJ-210), mesurer 3 - 5 points le long de l'axe du tuyau, et la valeur moyenne doit répondre aux normes de l'industrie (telles que les exigences de la FDA pour les tuyaux en contact direct avec les médicaments, Ra ≤ 0,5 μm).

2. Test de résistance à la corrosion

Test de brouillard salin : Solution de NaCl à 5 %, pulvérisation à température constante de 35 °C pendant 240 heures, pas de rouille à la surface (norme ISO 9227).

Test de corrosion intergranulaire : Immersion dans une solution de sulfate de cuivre sulfurique bouillante pendant 16 heures conformément à la norme ASTM A262, pliage de 180 ° sans fissures.

3. Vérification de la propreté

Détection du COT (Carbone Organique Total) : teneur résiduelle en pâte de polissage ≤ 0,5 ppm (norme de l'industrie pharmaceutique).

Test microbiologique : Essuyez la surface avec un coton-tige, et le nombre de bactéries après culture doit être ≤ 10 UFC/100 cm².

4. Application combinée de différents procédés et logique de sélection d'industrie

1. Combinaison de base : polissage mécanique + passivation

Scénarios d'application : alimentation et boissons, consommables médicaux généraux (tels que les tubes externes des tubes d'infusion).

Avantage en termes de coût : 30 - 50 % moins cher que le polissage électrolytique, mais il est important de noter que les rayures dues au polissage mécanique peuvent devenir des points aveugles pour le nettoyage.

2. Combinaison standard : polissage électrolytique + passivation

Industries typiques : Systèmes d'eau purifiée dans les usines pharmaceutiques, canalisations de gaz dans les salles d'opération des hôpitaux.

Équilibre entre coût et performance : La passivation après traitement EP peut améliorer la stabilité de la couche de film et répondre aux exigences GMP concernant le "nettoyage sans angles morts".

3. Combinaison haut de gamme : polissage électrochimique + passivation + revêtement

Scénarios spéciaux : bioréacteurs, lignes de production de médicaments pour la thérapie génique.

Technologie supplémentaire : Dans certains scénarios, un film de PTFE sera appliqué après le polissage électrochimique (ECP) pour réduire encore plus l'énergie de surface (angle de contact > 110 °) et empêcher l'adsorption de protéines.

5. La tendance de pointe de la technologie de traitement de surface

Mots-clés: Tube en acier inoxydable 347H , Tube en acier inoxydable 316L , Tube en acier inoxydable