千年老难问题卫生级管件内壁抛光镜面光洁度探究方法

美格304卫生级管件用于乳制品加工和啤酒制造等设备的食品加工用卫生级不锈钢管，能抑制食品向管内壁粘附和管内清洗时不让食品和洗净液残留在管内，要求不锈钢管内壁必须光滑。

    对这样的食品加工用配管按JIS G3447规定要使；卫生管是以奥氏体系不锈钢(SUS 304, 304L, 316, 316L)为母材的无缝钢管或焊接管，其配管内外壁一般使用400号抛光精加工。

    一般，内壁抛光需从粗抛光到精加工抛光使用双台的抛光机，这与能旋转且能纵向移动的外壁连续抛光相比效率明显低下。例如，一支4m长的不锈钢卫生管的内壁抛光时间，一般是外壁抛光(400号精加工)的15-20倍。

    因此高效的管内壁抛光技术“球压式皮带抛光法”应运而生。

2管内壁的抛光方法

2.1现行抛光法

    卫生级不锈钢管用坯管内壁的焊道一般采用焊道轧辊方式，即把焊接后的内壁焊道，用管内侧的辊子和管外侧的支撑辊进行轧制而得到内壁焊缝平滑的管。将该管做为卫生用坯管进行内壁抛光，原采用钢索连接贴附抛光布纸的桶型抛光工具的前后，用驱动装置把抛光工具压进管内沿着管长方向往复移动进行抛光的方法。此法简单但效率较低。

2.2球压式皮带抛光法

    “球压式皮带抛光法”是用一对开卷机将抛光皮带通入管内，在分别把抛光皮带用张力卷取机卷取的同时，球供给装置连续向不锈钢管内供给球，依靠球的弹力把抛光皮带压向管内壁，进行管长度方向抛光。同时，用于抛光的球随抛光皮带一齐向管长方向移动，从管的另一端向管外排出。

    本抛光法具有下列优点:

    ①具有抛光热的抛光皮带和球，依次从不锈钢管内排出，故很难发生抛光灼伤和堵孔。

    ②预先把粗抛光用皮带的尾端与精加工抛光用皮带的头端连接，可以在不更换抛光工具的情况下连续进行抛光，所以效率高，自动化也很容易。

    ③抛光工具(球和抛光皮带)是向一个方向移动，不作无用功，并且该法是固定配管进行抛光，可同时在管内两个地方进行抛光，将配管旋转90°后，可使整卫生管件内壁得到抛光。

3试供材及实验方法

3.1试供材千年老难问题卫生级管件内壁抛光镜面光洁度探究方法

    试供材主要使用用量最多：不锈钢管规格外径为50.8mm,厚度为1.5mm，长度为4m的卫生管用的坯管(SUS 304, TIG焊接管)。另外，对其他尺寸的应用也进行了研究，例如外径38.1mm,厚1.2mm和外径76.3mm,厚2.0mm的不锈钢卫生管用坯管。所有试供材在经固溶热处理后，其表面都是酸洗处理后的无光泽表面。试供材内表面粗糙度在10um以下(6.5-9.8um)。

    研究内壁时重要的问题是不锈钢卫生管用坯管的内表面粗糙度及图3所示的焊迹线(用辊式轧制使内壁焊道平滑化时在管内壁的焊接部位与母材部位的界面连续发生的沟状凹坑)深度等。

3.卫生级管件验装置

    如图4所示若预先把粗抛光、中间抛光和精加工抛光用皮带连接，并安装在开卷机上，那么即使不更换抛光工具也可以进行连续地抛光。

    图5表示该实验装置的运转顺序。除了不锈钢管及抛光皮带的安装、拆卸等阶段更换外，其他的抛光作业几乎都能自动进行。

3.3抛光皮带组合条件千年老难问题美格流体卫生级管件内壁抛光镜面光洁度探究方法

    在内壁抛光实验装置上研究了能稳定去除约10um深的焊迹线的各种抛光条件(球的直径、硬度、供给数和磨粒粒度的组合等)，表3为抛光皮带的两组组合条件。

    抛光皮带组合条件I在粗抛光时使用#60，抛光皮带组合条件II在粗抛光时使用#80，两者在下步工序使用#120、#400，皮带速度设定为30m/min。供试材使用了SUS 304的卫生管(外径50.8mm,厚1.5mm、长4m)。

    表4表示在各种抛光皮带组合条件下的抛光去除深度。把抛光前的坯管厚度减去抛光后的厚度作为抛光去除深度。粗抛光时使用#60的抛光皮带组合条件Ⅰ比使用#80的抛光皮带组合条件Ⅱ抛光去除深度深，在母材全部为28 um,另外焊接部在管内表面侧由于焊道有若干隆起，故抛光去除深度比母材部大(为65um)。

    为了进一步提高抛光能力研究了皮带速度的高速化。使皮带速度增加到30、40和50m/min时，在各种磨粒粒度的表面粗糙度的变化很少，几乎看不到皮带速度的影响。由此可知，皮带速度可比30m/min更快些。

    为了研究不同管径是否也会影响抛光的稳定性，除了使用外径为50.8mm的不锈钢卫生管用坯管外，也对用量比较多的外径38.1mm和外径76.3mm两种进行了试验。在抛光皮带组合条件I下，各种管径的抛光后整个管长的表面粗糙度:外径38.1mm的内表面，L方向为0.43～0.72um,C方向为3.21～6.48 um，外径76.3mm的内表面，L方向为0.58～1.05um,C方向为2.83～5.70um。这两种都能进行稳定的抛光，满足了目标表面粗糙度。

4试验结果千年老难问题美格流体卫生级管件内壁抛光镜面光洁度探究方法

    ①用抛光皮带组合条件Ⅰ抛光内壁后的表面粗糙度长度(L)方向为0.52～0.97um,圆周(C)方向为4.10～6.68um,用抛光皮带组合条件Ⅱ时，L方向为0.93～1.24um, C方向为5.22～7.05 um，都满足了目标表面粗糙度的要求(L方向1.5um以下，C方向9um以下)。

    ②耐孔蚀性试验结果表明:试验钝化态电流稳定，管焊接部位与母材具有同样的耐孔蚀性能，试验不锈钢抛光管的耐腐蚀性能等于或优于现市售管水平。

    ③抛光去除深度母材部为28 um、焊接部为65um，能稳定去除焊接部近旁的焊迹线。

    ④由于准备等工作的改善，估计一支4m长不锈钢管的抛光作业时间可以缩短为7min，这样就可提高抛光效