Как обеспечить срок службы нержавеющих стальных труб в газовых трубопроводах медицинских лабораторий?

Срок службы нержавеющих стальных труб в газопроводных системах медицинских лабораторий зависит от различных факторов, таких как выбор материала, технология обработки, качество установки и ежедневное обслуживание. С точки зрения управления на всем цикле жизни, предлагаются следующие важные меры для обеспечения срока службы:

1. Контроль на источнике: оптимизация материалов и технологии обработки

1. Строгий выбор и сертификация материалов

При транспортировке высокочистых газов или коррозионно-активных газов предпочтительно использовать нержавеющую сталь 316L (содержащую элемент Mo, устойчивую к коррозии хлорид-ионами), и избегать использования 304L (с несколько меньшей коррозионной стойкостью);

Требовать от поставщиков предоставить отчеты о межкристаллитной коррозии (например, метод ASTM A262 E) и сертификаты анализа химического состава, чтобы обеспечить содержание углерода ≤ 0,03% и содержание серы и фосфора ≤ 0,03%, и исключить низкокачественные переработанные материалы.

2. Высокоточная обработка поверхности

Внутренняя стенка труб обрабатывается электрополировкой (EP) вместо механического полирования, с шероховатостью поверхности Ra ≤ 0,4 мкм (для трубопроводов высокочистых газов требуется ≤ 0,2 мкм), что уменьшает адсорбцию примесей и рост бактерий в газе;

После полировки проводится пассивирующая обработка азотной кислотой для формирования пассивационного слоя Cr₂OⅢ толщиной 5 - 10 нм. Эффективность пассивации проверяется методом синего пятна (отсутствие синего пятна свидетельствует о полной пассивации).

3. Контроль чистоты перед отгрузкой

Трубы необходимо очистить с помощью ультразвуковой обезжиривающей обработки (с использованием этанола или ацетона в качестве растворителя), а затем продуть высокочистым азотом (чистота ≥ 99,99%) до полного отсутствия видимых частиц на внутренней поверхности;

Упаковка труб осуществляется с использованием вакуумной упаковки и влагоизоляционного материала для предотвращения загрязнения внутренней поверхности пылью и водяным паром в процессе транспортировки.

2. Технология монтажа: исключение повреждений и скрытых неисправностей

1. Стандартизация технологии сварки

При сварке применяется автоматическая орбитальная сварка методом ТИГ с использованием чистого аргона (расход 5 - 10 л/мин), подаваемого внутрь трубы для защиты внутренней поверхности от окисления и чернения (окислительный слой ускоряет коррозию);

Каждая сварочная шов должна пройти 100%-ное гелиевого масс-спектрометрического детектирование утечек (коэффициент утечки ≤ 1 × 10 ⁻¹⁰ Па · м ³/с) и рентгенографическое исследование, чтобы устранить дефекты, такие как фиктивная сварка и пористость.

2. Детали монтажа для предотвращения коррозии

Поддержка трубопровода изготовлена из нержавеющей стали, и при контакте с углеродистой стальной опорой должны быть добавлены изоляционные прокладки из ПТФЭ, чтобы избежать электрохимической коррозии;

Уклон монтажа должен быть контролируемым в пределах от 0,5% до 1%, и на месте сконцентрированного конденсата должен быть установлен нержавеющий стальной сливной кран, чтобы предотвратить длительное нахождение кислотного конденсата (например, CO ₂, растворенного в воде, образует угольную кислоту) и коррозию внутренней стенки.

3. Специальная обработка кислородных трубопроводов

Все трубопроводы и клапаны, которые контактируют с кислородом, должны пройти сертификацию по обезжириванию (потёрты белой шёлковой тканью без следов жира). Запрещено использовать инструменты, содержащие смазку, для монтажа, чтобы избежать риска взрыва и повреждения пассивирующей пленки, вызванных смазкой.

3. Эксплуатация и техническое обслуживание: динамический мониторинг и профилактическое обслуживание

1. Регулярное обнаружение утечек

Проводить квартальное детектирование утечек гелиевым масс-спектрометром на швах и соединениях, с упором на области концентрации напряжений, таких как клапаны, изгибы и тройники;

Плотность кислородной трубы проверяется ежемесячно методом нанесения мыльной воды, и любые обнаруженные пузырьки немедленно помечаются и ремонтируются.

2. Чистота газа и мониторинг коррозионных веществ

Онлайн-мониторинг точки росы (≤ -40 °C) и содержания кислорода (≤ 1ppm) в высокочистых газах (например, N₂, Ar) для предотвращения коррозии внутренней стенки паром воды и кислородом;

При транспортировке коррозионных газов (например, Cl₂, SO₂) на конце трубы должны быть установлены датчики коррозии для реального времени мониторинга концентрации газа, и система выпуска должна быть связана при превышении нормы.

3. Чистка внутренней стенки и восстановление пассивации

Ежегодно использовать высокочистый азот (с 0,1% раствором азотной кислоты) для циклического продувания и пассивации, чтобы восстановить незначительные повреждения пассивационного слоя;

Если на внутренней стенке трубопровода обнаружены ржавчинные пятна, его необходимо разобрать и провести повторную электролитическую полировку и пассивацию. В тяжелых случаях необходимо заменить участок трубопровода.

4. Оптимизация дизайна окружающей среды и системы

1. Контроль лабораторной среды

Поддерживать влажность в лаборатории ≤ 60% RH, чтобы избежать конденсации влажного воздуха на наружной стенке трубопровода; Если есть кислый туман (например, испарение соляной кислоты), необходимо усилить вентиляцию или наносить на наружную стенку трубопровода антикоррозионное покрытие (например, Тeflon).

2. Резервность системы и сегментный контроль

Разработать двухкратно резервную систему для критически важных газовых трубопроводов (например, медицинского кислорода), чтобы облегчить переключение при техническом обслуживании одного канала;

Устанавливать отсечные клапаны в соответствии с функциональными зонами и изолировать и ремонтировать локальные повреждения трубопровода, чтобы избежать отключения всей системы.

3. Антистатический и заземляющий дизайн

При транспортировке горючих газов (например, H₂) трубопровод должен быть заземлен каждые 100 метров (сопротивление заземления ≤ 4 Ω), и для пересечения фланцевого соединения следует использовать медный сетчатый ленточный проводник, чтобы предотвратить накопление статического электричества и пробой пассивационного слоя.

5、 Целенаправленные меры по специальным газам

Рисунок 1

6、 Стандартизованное управление и обучение персонала

1. Создание архива на весь жизненный цикл

Записывать номер партии материалов, дату сварки, отчет о проверке и записи о техническом обслуживании каждой секции трубопровода и осуществлять управлением с возможностью отслеживания через идентификацию QR-кода;

В соответствии с ГБ 50751 «Технические условия по инженерным системам медицинских газов» разработать стандарт оценки срока службы, и трубопроводы, эксплуатирующиеся более 15 лет, должны проходить комплексное бесразрушающее тестирование.

2. Обучение операторов

Запретить работу при переизбыточном давлении (рабочее давление ≤ 80% расчетного давления), регулярно проводить обучение по аварийному устранению утечек в трубопроводах (например, временное герметирование специальной ленточкой);

Сотрудники по техническому обслуживанию должны овладеть техниками восстановления поверхности нержавеющей стали (например, применением локального оборудования для электролитического полирования), чтобы избежать вторичных повреждений, вызванных некомпетентными действиями.

суммировать

Срок службы нержавеющих стальных труб в медицинских лабораториях (обычно 10 - 15 лет) необходимо контролировать на всем этапе "материалы, технологии, монтаж, обслуживание": на основе высокочистых коррозионностойких материалов, сочетая высокоточную обработку поверхности и сварку без дефектов, а также учитывая адаптацию к окружающей среде и динамическое мониторинг, в конечном итоге достигается долгий срок службы и низкие затраты на обслуживание системы. Для важных медицинских газов, таких как кислород и смешанные анестетики, рекомендуется каждые 5 лет поручать третьей стороне провести комплексные бесконтактные испытания и оценку старения материалов, а также заменить потенциально опасные зоны заранее.

Теги: Управление источниками: оптимизация материалов и технологий обработки , Исключение повреждений и скрытых опасностей, вызванных человеческим фактором , Оптимизация дизайна окружающей среды и системы