316l不锈钢是食品级吗

卫生级(食品级)无缝不锈钢管的生产与应用随着国民经济建设不断地发展，各工业行业使用卫生级(食品级)

无缝不锈钢管越来越广。通过对不锈表面钝化层耐腐蚀能力分析，并结合本公司生产小型卫生级无缝不锈

钢管的工艺与设备应用，生产出高质量的钢管，满足工业流体管的需求，填补国内空白，替代进口。

关键词：表面钝化层耐腐蚀能力生产工艺与设备管内外表面光洁度

卫生级(食品级)无缝不锈钢管在制药、食品、啤酒、饮用水、生物工程、化学工程、空气净化、航空、

核工业等国民经济建设多领域多行业上广泛地应用，每年有大量的进口。这里介绍本厂生产卫生级(食品级)

无缝不锈钢管的工艺与设备、管的性能与质量。此管属于国内最先进最精密水平已广泛应用，并出口国外。

一、不锈钢的表面分析

俄歇电了能谱（AES）法和X射线光能谱（SPS）法都可用于不锈钢表面分析，从而确定不锈钢管内外表面

耐腐蚀能力。AES法的分析直径非常小，可以小于20nm，它的最初功能是作为元素的辨认。XPS法的分析

直么大约10μm，主要用于确定临近表面元素的化学状态。

用AES和XPS探测仪对机械抛光的已暴露在大气中316不锈钢表面进行扫描的结果表明，对不锈钢金刚表

面分析总深度最典型的为15nm，并且提供了有关钝化层的成分、厚度及它的耐腐蚀能力等。

根据定义，奥氏体不锈钢含有高铬和镍，有的含钼（如316L00Cr17Ni14Mo2）、钛等，一般含有10.5%的铬

以上具有较好耐腐蚀能力。耐腐蚀是因为富铬钝化层具有保护性能的结果，钝化层通常为3-5nm厚，或相

当于15层原子那样厚。钝化层是在铬和铁被氧化的氧化-还原反应过程中形成的，如果钝化层遭破坏，又

会迅速形成新的钝化层和/紧随着发生电化学腐蚀，会出现不锈钢深层点蚀及晶间腐蚀。钝化层耐腐蚀能力

与不锈钢中所含化学成分含量有关，如高铬、加镍与钼等都能提高钝化层结合能电势，加强钝化层耐腐蚀

能力；并与不锈钢管内表面处理及使用流体介质有关。

二、不锈钢管表面腐蚀情况

1、在含Ci-介质中不锈钢表面钝化层容易被破坏，这是因为Ci-氧化电势能较大。如果钝化层印化层仅仅

在金属就将继续腐蚀下去。在很多情况下，钝化层仅仅在金属表面的局部地方被破坏，腐蚀的作用在于形

成细小的孔或凹坑，在材料表面产生无规律分布的小坑状腐蚀称为点蚀。点蚀速率随温度升高而增加，随

浓度增加而增加。解决方法是用超低或低碳不锈钢（如用316L304L）

2、奥氏体不锈金刚在制造和焊接时不锈钢表面钝经层容易被破坏。制造和焊接时加热温度和加热速度在不

锈钢敏化温度区域（约425-815℃）时，材料中过饱和碳就会在晶粒边界首先析出，并与铬结合形成碳化

铬Cr23C6，此时碳在奥氏体内的扩散速度比铬扩散速度大，铬来不及补充晶界由于形成碳化铬而损失的铬，

结果晶界的铬含量就就随碳化铬的不断析出而不断降低，形成所谓的贫铬区，使电垫能减弱，钝化层耐腐

蚀能力下降。当与介质中Ci-等腐蚀介质接触时，就会引起微电池腐蚀。虽然腐蚀仅在晶粒表面，但却迅

速深入内部形成晶间腐蚀。特别不锈钢管在焊接处理部位较为明显。

3、应力腐蚀裂纹：是静应力和导致裂纹与金属脆化的腐蚀共同的作用。产生应力腐蚀裂纹破破坏的环境通

常是相当复杂的。不仅是拉伸应力，而这种应力和由于制作、焊接、或热处理在金属中产生的残余应力的

组合。

三、不锈钢管内外表面处理与耐腐蚀关系

不锈钢管内外表面（特别如电解抛光、机械抛光后）具有良好的钝化层，耐腐蚀能力较强。内外表面光洁

度高，介质粘附很少有利于耐腐蚀。管内表面光洁度高液体介质滞留越少，有利于冲洗，特别在制药行业。

1、管内表面电解抛光（电化学抛光）：电解抛光液是磷酸、硫酸、铬酐、明胶、重铬酸钾等。不锈钢管内

表面在阳极上，抛光液在和内流动通以低电压大电流而进行电解抛光处理。这时管内表面同时进行着两个

相互矛盾的过程，即金属表面钝化层（含稠性粘膜）生成与溶解。由于表面微观的凸起部分和凹进部分成

膜进入钝化的条件是不同的，又由于阳极溶解。由于表面微观凸起部分和凹进部分成膜进入钝化的条件是

不同的，又由于阳极溶解，阳极区金属盐浓度不断增加，在表面形成一种高电阻的稠性粘膜。该膜在凹凸

处厚度不同导致阳极表面电流密度大，尖端放电溶解速度快，在短时间内达到削平突出的微观部分的目的，

能达到很高的光洁度Ra≤0.2-0.4μm。并在这种作用下，管内表增加了铬含量，增加了金属表面钝化层的

耐腐蚀能力。

如何掌握抛光的质量要与电解液配方、浓度、温度、通电时间、电流密度、电极状况、管表面处理程度等

有关。技术掌握不好反而会破坏管表面光洁度，电解程度过大会出现更多更大的凹凸面，甚至条管报废，

真正制作好质量需要一定技术，费用成本较高。

2、管内表面机械抛光：有旋转与直线抛光。这里以旋转机械抛光为例：机械抛光设备较为简单，动力与抛

光盘、高级抛光设备较为简单，动力与抛光盘、高级抛光蜡。采用逐级细砂粒作的布盘与布盘在管内外表

面上来回多次多道进行抛光处理，光洁度能达到Ra≤0.2-0.4μm。

机械抛光与电解抛光相比较具有设备简单、技术含量低容易掌握，费用成本也低，不会破坏管而造成报废，

因此广泛地应用。但表面印化层耐腐蚀能力电解抛光要好的多。

四、卫生级无缝不锈钢管生产工艺

炼钢--轧制圆钢--穿孔--冷拔--冷轧--光亮退火--内表面抛光--外表面抛光--检测验收--包装入库。

本厂生产卫生级无缝不锈钢管是从冷拔开始。

在生中几个关键设备：

1、冷拔管机：圆钢穿孔后称荒管，一般荒管为Ф65*5mm或Ф100*7mm。一般工业用的卫生级不锈钢管从

Ф14*1mm至Ф200*3mm，这样需要扩管与拉小管，要有冷拔管机来进行。有时需要几次扩管或拉小管，而

又退火（热处理）与酸洗循环进行。

冷拔管机种类、规格，芯棒种类、规格很多不作描述。

冷拔的主要优点是：生产效率较高；生产中变更产品规格比较方便，灵活性大；工具的设备和制作以及设

备的结构维护比较简单。

冷拔的主要缺点是：道次变形量小，因此加工道次多，生产周期长；金属消耗大。管内外表面光洁度差（谈

不上洁度）。

2、多辊式冷轧管机：是国内制造卫生级无缝不锈钢管关键设备。以冷拔后钢管为坯料，冷轧后管内外径与

壁厚尺寸正负小于0.02-0.05mm，管内外表面光洁度Ra≤0.8μm，并可制作到壁厚0.5mm。再经抛光处理

管内外表面光洁度可达Ra≤0.2-0.4μm（如镜面）。

多辊式冷轧管机种类、规格，芯棒种类、规格很多不作描述。

冷轧后管最大的缺点是硬态，也即屈强系数较大，不宜扩口、弯曲，严格地说还是不符合国家标准，因此

要进行热固熔处理（退火）。

一般情况不锈钢管经普通热固熔处理炉（奶火炉）处理后，管内外表面出现氧化皮需要酸洗，这样又破坏

了原来冷轧后管的内外表面光洁度，出现微小凹凸不平，达不到卫生级管表面光洁度标准。因此要选择气

体保护光亮退火炉。

3、气体保护光亮退火炉：有两部分组成，光亮退火炉炉体与氨分解成套装置。

光亮退火炉炉体：主要结构由圆形截面马弗罐，采用两侧和底部部布置高温发热丝的加热方法，氨分解气

作为保护气体和循环冷却气。结构紧凑，操作安全，控制可靠和维修方便，炉温均匀（温度可达1150℃），

通源损耗低，能充分利用保护气，冷却速度快，保证了防止碳化铬的重新沉淀析出，使所有碳化铬完全固

溶入奥氏体基体内，改变了原有冷轧后管的硬态与金相组织，真正达到固溶处理的目的。

氨分解成套装置：利用纯净液氯分解成70%氢气与30%氨气，填充入炉体内驱跑空气（氧气），尽可能空气

越小。

经气体保护光亮退火炉处理后不锈钢管已是软态，内外表面少有氧化皮，不需要酸洗处理，并保持冷轧后

的管内外表面光洁度。

4、管内表面机械抛光机：上已叙述。

5、管外表面机械抛光机：上已叙述。

五、卫生级无缝不锈钢管的选购

不锈钢是少含有50%的铁和10.5%的铬，并还加入如镍、钛、钼等，根据含有休学成分的不同，金属内部的

金相组织也不同，这就有马氏体型、铁素体型、奥氏体型、双相、沉淀硬化型不锈钢等。卫生级无缝不锈

钢管也有不同的材质。

一般工业常用用管奥氏体型不锈钢材质较多；0Cr19Ni9（SUS304）、00Cr19Ni11（SUS304L）、0Cr17Ni12Mo2

（SUS316）、00Cr17Ni14Mo2（SUS316L）、1Cr18Ni9Ti（SUS321）等。要符合GB/T14976-94《流体输

送用不锈钢无缝钢管》的标准，还有对钢管内外表面光洁度的要求。

选购卫生级无缝不锈钢管与流体介质的种类、浓度、温度、压力、流动速度、以及其他因素有关。

详细内容请参考：/