国产91精品久久久黑人与中国-精东国产99久久久久久宅男-久久99国产成人亚洲精品jk-精品久久久国产一区二区色婷婷

歡迎來到無錫不銹鋼板專業(yè)供應(yīng)商無錫市漢能不銹鋼有限公司官方網(wǎng)站
客戶咨詢服務(wù)熱線:0510-88899808
13771470687  /  13961856875
行業(yè)資訊
當(dāng)前位置:首頁>>信息中心>>行業(yè)資訊

2205雙相不銹鋼在制藥和生物技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用

時(shí)間:2019-11-29    作者:無錫不銹鋼板    瀏覽:75

雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲配置了不銹鋼設(shè)備的潔凈室


制造材料

無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2019年11月29日訊 制藥和生物技術(shù)行業(yè)的衛(wèi)生要求相對較高,用于制造加工容器和管道系統(tǒng)的材料必須證明具有卓越的耐腐蝕性和清潔性,以確保藥物產(chǎn)品的純度和品質(zhì)。材料必須能夠耐受生產(chǎn)環(huán)境以及消毒和清潔工序中的溫度、壓力和腐蝕性。此外,材料必須具有良好的焊接性,必須能夠滿足行業(yè)對表面光潔度的要求。


制藥和生物技術(shù)行業(yè)工藝設(shè)備的主要制造材料為316L( UNS S31603,EN 1.4404)奧氏體不銹鋼。316L不銹鋼所具有的耐腐蝕性、焊接性、電解拋光特性以及供貨方便的特點(diǎn),使其成為絕大多數(shù)制藥應(yīng)用的理想候選材料。盡管316L不銹鋼在許多工藝環(huán)境下表現(xiàn)良好,但用戶仍然通過審慎選擇特定的316L不銹鋼化學(xué)成份以及采用改進(jìn)的生產(chǎn)工藝如電渣重熔(ESR),來提高316L不銹鋼的性能表現(xiàn)。


如果對于316L不銹鋼而言,工藝介質(zhì)條件腐蝕性過強(qiáng)的話,用戶若能接受維護(hù)成本的增加可以繼續(xù)使用316L不銹鋼,也可以轉(zhuǎn)而選用合金成份更高的6%鉬超級奧氏體不銹鋼,如AL-6XN?(UNS N08367)或254 SMO?(UNS S31254,EN 1.4547)。而生物技術(shù)行業(yè)已經(jīng)認(rèn)識到了采用2205(UNS S32205,EN 1.4462)雙相不銹鋼制造工藝設(shè)備的好處。注:AL-6XN?為ATI Properties公司的商標(biāo),254SMO?是Outokumpu Stainless的商標(biāo)。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

采用厚度標(biāo)號為10的2205雙相不銹鋼板和3/16英寸(4.8毫米)厚的2205雙相不銹鋼板制造的制藥行業(yè)用研發(fā)容器。與產(chǎn)品接觸的表面經(jīng)電解拋光使光潔度達(dá)到ASME BPE - SF4。(照片來源:Genentech)


2205雙相不銹鋼是一種什么材料?

316L不銹鋼的顯微組織中包括了奧氏體相和非常少量的鐵素體相。這主要是通過向合金中添加足夠量的鎳來穩(wěn)定奧氏體相而形成的。鍛軋316L不銹鋼的鎳含量一般為10-11%。雙相不銹鋼的化學(xué)成份經(jīng)過調(diào)整,形成了一種含有大致等量的鐵素體相和奧氏體相的顯微組織(如下圖)。2205雙相不銹鋼是通過減少鎳含量至約5%并調(diào)整錳和氮的添加量至形成約40-50%的鐵素體而形成的。2205雙相不銹鋼的化學(xué)成份是平衡的,因此奧氏體相和鐵素體相具備大至相當(dāng)?shù)哪透g性。“雙相”指具有奧氏體/鐵素體兩相的顯微組織。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

(A) 放大倍數(shù) ≈ 200X

(B) 放大倍數(shù) ≈ 400X

(A)鍛軋316L不銹鋼的顯微組織顯示出奧氏體晶粒以及偶爾可見的鐵素體長條。(B) 鍛軋2205雙相不銹鋼顯微組織顯示出奧氏體(淺色相)和鐵素體(深色相)的數(shù)量大致相等。


2205雙相不銹鋼氮含量的增加及其細(xì)晶粒的顯微組織使其具有比304L和316L等常見奧氏體不銹鋼更高的強(qiáng)度。在固熔退火條件下,2205雙相不銹鋼的屈服強(qiáng)度大約是316L不銹鋼的兩倍。由于這一較高的強(qiáng)度, 2205雙相不銹鋼的許用應(yīng)力可以高得多,這取決于工藝設(shè)備制造所采用的設(shè)計(jì)規(guī)范。在許多應(yīng)用中,可以減薄壁厚,從而減輕重量,節(jié)約成本。


5de08873a95c3.jpg


腐蝕特性

耐點(diǎn)蝕性能

在制藥和生物科技應(yīng)用中,不銹鋼最常見的腐蝕形式是在含氯化物的環(huán)境中的點(diǎn)蝕。2205雙相不銹鋼較高的鉻、鉬和氮含量,達(dá)到了顯著優(yōu)于316L不銹鋼的耐點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕性能。通過在6%三氯化鐵標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)溶液中測量發(fā)生點(diǎn)蝕所需要的溫度(臨界點(diǎn)蝕溫度),可確定不銹鋼的相對耐點(diǎn)蝕性能。如下圖所示,2205雙相不銹鋼的臨界點(diǎn)蝕溫度(CPT)界于316L不銹鋼與6% 鉬超級奧氏體不銹鋼之間。應(yīng)當(dāng)注意,在三氯化鐵溶液中測得的CPT數(shù)據(jù)是材料耐氯離子點(diǎn)蝕性能的一個(gè)可靠排名,但不應(yīng)用于預(yù)測材料在其它氯化物環(huán)境中的臨界點(diǎn)蝕溫度。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲在6% FeCl3試驗(yàn)溶液中測得的臨界點(diǎn)蝕溫度比較(根據(jù)參考文獻(xiàn)1中所報(bào)告的數(shù)據(jù)繪制)


應(yīng)力腐蝕開裂

當(dāng)溫度高于150°F(60°C),在拉伸應(yīng)力和氯離子的共同作用下,316L不銹鋼容易出現(xiàn)裂紋,這種災(zāi)難性的腐蝕形式被稱為氯化物應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)。在熱工藝流體條件下選用材料時(shí),必須考慮這種腐蝕。應(yīng)當(dāng)避免將316不銹鋼用于存在氯離子及150°F(60°C)或以上溫度的應(yīng)用中。如下圖所示,2205雙相不銹鋼在簡單鹽溶液中耐SCC 的溫度可達(dá)至少250°F(120°C)。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲316L不銹鋼和2205雙相不銹鋼發(fā)生氯離子應(yīng)力腐蝕開裂的臨界值對比(據(jù)參

考文獻(xiàn)2,Sandvik在線2205數(shù)據(jù)表)


紅銹

暴露在高純度水介質(zhì)中的不銹鋼,表面可能出現(xiàn)薄薄的銹跡或沉積物,這被稱為紅銹。這銹跡主要由氧化鐵或氫氧化鐵顆粒物構(gòu)成,有多種顏色,包括紅色、金黃色、藍(lán)色、灰色和深褐色等色調(diào)。形成紅銹的原因尚未明了,但材料的差異如特定的不銹鋼牌號和表面處理可能影響紅銹的形成。在制藥和生物科技行業(yè)中, 注射用水(WFI)系統(tǒng)所處的清潔蒸汽環(huán)境和高純度水環(huán)境,經(jīng)常會出現(xiàn)紅銹現(xiàn)象。蒸餾裝置、貯罐、工藝過程容器、泵、閥門和管道等部件均可能受到影響。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲剖開的不銹鋼管內(nèi)壁上呈現(xiàn)金黃色(A)和灰黑色(B)紅銹


加工特性

2205雙相不銹鋼的加工制作在許多方面與316L是類似的,但是仍存在一些重要差異。冷成形加工操作必須考慮到雙相不銹鋼較高的強(qiáng)度和較高的加工硬化特性。成形設(shè)備可能要求具備更高的負(fù)荷能力,而且在成形操作中,2205不銹鋼將會表現(xiàn)出比標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼牌號更高的回彈。2205雙相不銹鋼較高的強(qiáng)度使其比316L更難進(jìn)行切削加工。


2205雙相不銹鋼的焊接可以采用316L不銹鋼的焊接方法。但是, 必須對熱輸入量和層間溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制, 以保持所希望的奧氏體-鐵素體相比例, 并避免有害金屬間相的析出。焊接用氣內(nèi)含有少量的氮?dú)庥兄诒苊膺@些問題。在進(jìn)行雙相不銹鋼焊接工藝評定時(shí),常用的方法是采用鐵素體測定儀或通過金相檢驗(yàn)來評估奧氏體-鐵氧體比率。在典型情況下,ASTM A 923試驗(yàn)方法用于驗(yàn)證是否存在有害金屬間相。


推薦的焊縫填充金屬為ER2209(UNSS39209,EN 1600),只有在焊接之后能夠進(jìn)行焊縫固溶退火處理以恢復(fù)耐腐蝕性的情況下,才推薦采用不使用填充金屬的自熔焊。進(jìn)行固溶退火處理時(shí),將部件加熱到至少1900°F(1040°C)的溫度,然后快速冷卻。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲不銹鋼管道的自動軌道焊接(照片來源:ArcMachines公司)


雙相不銹鋼如2205的熔透性和流動性比316L不銹鋼差,所以焊接速度較慢。為2205雙相不銹鋼熔透性差,所以需要修改接頭的形狀。2205雙相不銹鋼需要比316L不銹鋼更寬的坡口角度、更大的根部間隙和更小的鈍邊,以便獲得完全熔透的焊縫。


如果焊接設(shè)備允許使用填充焊絲,則采用2209填充焊絲可進(jìn)行2205不銹鋼管的軌道焊接。也可以不用填充焊絲,而使用成分適當(dāng)?shù)剡^合金化的自耗嵌塊。表3匯總了焊接2205雙相不銹鋼管道所使用的嵌塊材料。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板


雙相不銹鋼的電解拋光

許多制藥和生物科技應(yīng)用都要求與產(chǎn)品接觸的表面經(jīng)過電解拋光處理。因此,能夠提供高質(zhì)量電解拋光表面的能力就成為了一項(xiàng)重要的材料特性。2205雙相不銹鋼可以電解拋光至15微英寸(0.38微米)或更高的光潔度,這樣的光潔度滿足或超過了ASME BPE標(biāo)準(zhǔn)(6)對電解拋光表面的表面光潔度要求。盡管2205雙相不銹鋼能夠輕易滿足制藥和生物科技行業(yè)對表面光潔度的要求,但經(jīng)電解拋光的2205不銹鋼表面并不像電解拋光后316L不銹鋼表面那樣光亮。這種差異是因?yàn)樵陔娊鈷伖膺^程中,鐵素體相比奧氏體相的金屬溶解率略高。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

▲電解拋光的2205雙相不銹鋼板(樣品來源:DCI公司)


標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

北美和歐洲的很多行業(yè)和國家標(biāo)準(zhǔn)都包含了2205雙相不銹鋼。ASTM A 240標(biāo)準(zhǔn)目前列出了2205雙相不銹鋼的兩種牌號S31803和S32205。S32205的鉻、鉬和氮最低含量要求稍微高一些, 但仍然在S31803的化學(xué)成份范圍內(nèi)。開發(fā)這個(gè)牌號的目的,是為了解決某些S31803焊縫熱影響區(qū)( HAZ) 潛在的耐腐蝕性和韌性損失的問題。因此,推薦用戶指定S32205牌號。如果要求使用S31803,有些時(shí)候是因?yàn)榇伺铺柊贏SME標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)中,用戶應(yīng)當(dāng)要求所有S31803牌號的化學(xué)成份也滿足S32205牌號的成分要求,以便獲得預(yù)期的一致特性。


表4給出了2205雙相不銹鋼重要的ASTM產(chǎn)品和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn),表5列出了雙相不銹鋼的一些相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)。最新的ASME BPE-2009標(biāo)準(zhǔn)包括了2205雙相不銹鋼。雙相不銹鋼還包括在API 650標(biāo)準(zhǔn)中,此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了立式、圓柱型及地上貯罐的設(shè)計(jì)、材料、加工制造、安裝和測試要求。


雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板

雙相不銹鋼板,2205不銹鋼,2507不銹鋼板