PDF《2205双相不锈钢在制药和生》

2205双相不锈钢在制药和生 物技术领域的应用

2 目录 制造材料

3 2205双相不锈钢是一种什么材料?

3 腐蚀特性

4 耐点蚀性能

4 应力腐蚀开裂

4 红锈

4 加工特性

5 双相不锈钢的电解抛光

6 标准规范和质量控制标准

6 参考文献

7 2205双相不锈钢在制药和生物技术 领域的应用 2011年第1版?IMOA

2011 ISBN 978-1-907470-26-4 由位于英国伦敦的国际钼协会(IMOA)出版 www.

imoa.info info@imoa.info 编者:Jim Fritz博士,美国宾夕法尼亚州 匹兹堡TMR Stainless公司 由德国慕尼黑circa drei设计 封面照片:配置了不锈钢设备的洁净室 ?istockphoto.com/xxapril 国际钼协会(IMOA)一直不遗余力地 确保所提供信息在技术上的正确性.但是, IMOA不宣称或担保本手册所包含信息的准 确性,也不担保这些信息适用于任何一般 或特定用途.本出版物包含的资料信息仅 供参考,不能替代任何个人决策,在未获 得专业建议之前不应依靠它或用于任何特 定或一般用途.IMOA、协会成员、员工和 顾问对由于使用本出版物所包含信息而导 致的损失、损害或伤害不承担任何义务或 责任.本出版物主要使用ASTM和EN国 际标准,而各个国家的材料标准可能存在 差异.

3 制药和生物技术行业的卫生要求相对较 高,用于制造加工容器和管道系统的材料 必须证明具有卓越的耐腐蚀性和清洁性, 以确保药物产品的纯度和品质.材料必须 能够耐受生产环境以及消毒和清洁工序中 的温度、压力和腐蚀性.此外,材料必须 具有良好的焊接性,必须能够满足行业对 表面光洁度的要求. 制药和生物技术行业工艺设备的主要制造材料为316L( UNS S31603, EN 1.4404)奥氏体不锈钢.316L不锈钢 所具有的耐腐蚀性、焊接性、电解抛光特 性以及供货方便的特点,使其成为绝大多 数制药应用的理想候选材料.尽管316L不 锈钢在许多工艺环境下表现良好,但用户 仍然通过审慎选择特定的316L不锈钢化学 成份以及采用改进的生产工艺如电渣重熔 (ESR),来提高316L不锈钢的性能表现. 如果对于316L不锈钢而言,工艺介质 条件腐蚀性过强的话,用户若能接受维护 成本的增加可以继续使用316L不锈钢,也 可以转而选用合金成份更高的6%钼超级奥 氏体不锈钢,如AL-6XN?(UNS N08367) 或254SMO?(UNS S31254,EN 1.4547). 最近,生物技术行业已经认识到了采用2205(UNS S32205,EN 1.4462)双相不 锈钢制造工艺设备的好处. 图1 采用厚度标号为10的2205双相不锈钢板和3/16 英寸(4.8毫米)厚的2205双相不锈钢板制造的制药 行业用研发容器.与产品接触的表面经电解抛光使光 洁度达到ASME BPE -SF4.(照片来源:Genentech) 2205双相不锈钢是一种什么材料? 制造材料 316L不锈钢的显微组织中包括了奥氏 体相和非常少量的铁素体相.这主要是通 过向合金中添加足够量的镍来稳定奥氏体 相而形成的.锻轧316L不锈钢的镍含量一 般为10-11%.双相不锈钢的化学成份经过 调整,形成了一种含有大致等量的铁素体 相和奥氏体相的显微组织(图2).2205 双相不锈钢是通过减少镍含量至约5%并调 整锰和氮的添加量至形成约40-50%的铁素 体而形成的.2205双相不锈钢的化学成份 是平衡的,因此奥氏体相和铁素体相具备 大至相当的耐腐蚀性. 双相 指具有奥 氏体/铁素体两相的显微组织. 2205双相不锈钢氮含量的增加及其细 晶粒的显微组织使其具有比304L和316L等 常见奥氏体不锈钢更高的强度.在固熔退 火条件下,2205双相不锈钢的屈服强度大 约是316L不锈钢的两倍.由于这一较高的 强度,2205双相不锈钢的许用应力可以高得 多,这取决于工艺设备制造所采用的设计规 范.在许多应用中,可以减薄壁厚,从而 减轻重量,节约成本. 图2 (A)锻轧316L不锈钢的显微组织显示出奥氏体晶粒以及偶尔可见的铁素体 长条.(B)锻轧2205双相不锈钢显微组织显示出奥氏体(浅色相)和铁素体(深色 相)的数量大致相等. (A)放大倍数≈200X (B)放大倍数≈400X 注:AL-6XN?为ATI Properties公司的商标,254SMO? 是Outokumpu Stainless的商标.