千年老難問題衛生級管件內壁拋光鏡面光潔度探究方法

美格304衛生級管件用于乳制品加工和啤酒制造等設備的食品加工用衛生級不銹鋼管，能抑制食品向管內壁粘附和管內清洗時不讓食品和洗凈液殘留在管內，要求不銹鋼管內壁必須光滑。

    對這樣的食品加工用配管按JIS G3447規定要使；衛生管是以奧氏體系不銹鋼(SUS 304, 304L, 316, 316L)為母材的無縫鋼管或焊接管，其配管內外壁一般使用400號拋光精加工。

    一般，內壁拋光需從粗拋光到精加工拋光使用雙臺的拋光機，這與能旋轉且能縱向移動的外壁連續拋光相比效率明顯低下。例如，一支4m長的不銹鋼衛生管的內壁拋光時間，一般是外壁拋光(400號精加工)的15-20倍。

    因此高效的管內壁拋光技術“球壓式皮帶拋光法”應運而生。

2管內壁的拋光方法

2.1現行拋光法

    衛生級不銹鋼管用坯管內壁的焊道一般采用焊道軋輥方式，即把焊接后的內壁焊道，用管內側的輥子和管外側的支撐輥進行軋制而得到內壁焊縫平滑的管。將該管做為衛生用坯管進行內壁拋光，原采用鋼索連接貼附拋光布紙的桶型拋光工具的前后，用驅動裝置把拋光工具壓進管內沿著管長方向往復移動進行拋光的方法。此法簡單但效率較低。

2.2球壓式皮帶拋光法

    “球壓式皮帶拋光法”是用一對開卷機將拋光皮帶通入管內，在分別把拋光皮帶用張力卷取機卷取的同時，球供給裝置連續向不銹鋼管內供給球，依靠球的彈力把拋光皮帶壓向管內壁，進行管長度方向拋光。同時，用于拋光的球隨拋光皮帶一齊向管長方向移動，從管的另一端向管外排出。

    本拋光法具有下列優點:

    ①具有拋光熱的拋光皮帶和球，依次從不銹鋼管內排出，故很難發生拋光灼傷和堵孔。

    ②預先把粗拋光用皮帶的尾端與精加工拋光用皮帶的頭端連接，可以在不更換拋光工具的情況下連續進行拋光，所以效率高，自動化也很容易。

    ③拋光工具(球和拋光皮帶)是向一個方向移動，不作無用功，并且該法是固定配管進行拋光，可同時在管內兩個地方進行拋光，將配管旋轉90°后，可使整衛生管件內壁得到拋光。

3試供材及實驗方法

3.1試供材千年老難問題衛生級管件內壁拋光鏡面光潔度探究方法

    試供材主要使用用量最多：不銹鋼管規格外徑為50.8mm,厚度為1.5mm，長度為4m的衛生管用的坯管(SUS 304, TIG焊接管)。另外，對其他尺寸的應用也進行了研究，例如外徑38.1mm,厚1.2mm和外徑76.3mm,厚2.0mm的不銹鋼衛生管用坯管。所有試供材在經固溶熱處理后，其表面都是酸洗處理后的無光澤表面。試供材內表面粗糙度在10um以下(6.5-9.8um)。

    研究內壁時重要的問題是不銹鋼衛生管用坯管的內表面粗糙度及圖3所示的焊跡線(用輥式軋制使內壁焊道平滑化時在管內壁的焊接部位與母材部位的界面連續發生的溝狀凹坑)深度等。

3.衛生級管件驗裝置

    如圖4所示若預先把粗拋光、中間拋光和精加工拋光用皮帶連接，并安裝在開卷機上，那么即使不更換拋光工具也可以進行連續地拋光。

    圖5表示該實驗裝置的運轉順序。除了不銹鋼管及拋光皮帶的安裝、拆卸等階段更換外，其他的拋光作業幾乎都能自動進行。

3.3拋光皮帶組合條件千年老難問題美格流體衛生級管件內壁拋光鏡面光潔度探究方法

    在內壁拋光實驗裝置上研究了能穩定去除約10um深的焊跡線的各種拋光條件(球的直徑、硬度、供給數和磨粒粒度的組合等)，表3為拋光皮帶的兩組組合條件。

    拋光皮帶組合條件I在粗拋光時使用#60，拋光皮帶組合條件II在粗拋光時使用#80，兩者在下步工序使用#120、#400，皮帶速度設定為30m/min。供試材使用了SUS 304的衛生管(外徑50.8mm,厚1.5mm、長4m)。

    表4表示在各種拋光皮帶組合條件下的拋光去除深度。把拋光前的坯管厚度減去拋光后的厚度作為拋光去除深度。粗拋光時使用#60的拋光皮帶組合條件Ⅰ比使用#80的拋光皮帶組合條件Ⅱ拋光去除深度深，在母材全部為28 um,另外焊接部在管內表面側由于焊道有若干隆起，故拋光去除深度比母材部大(為65um)。

    為了進一步提高拋光能力研究了皮帶速度的高速化。使皮帶速度增加到30、40和50m/min時，在各種磨粒粒度的表面粗糙度的變化很少，幾乎看不到皮帶速度的影響。由此可知，皮帶速度可比30m/min更快些。

    為了研究不同管徑是否也會影響拋光的穩定性，除了使用外徑為50.8mm的不銹鋼衛生管用坯管外，也對用量比較多的外徑38.1mm和外徑76.3mm兩種進行了試驗。在拋光皮帶組合條件I下，各種管徑的拋光后整個管長的表面粗糙度:外徑38.1mm的內表面，L方向為0.43～0.72um,C方向為3.21～6.48 um，外徑76.3mm的內表面，L方向為0.58～1.05um,C方向為2.83～5.70um。這兩種都能進行穩定的拋光，滿足了目標表面粗糙度。

4試驗結果千年老難問題美格流體衛生級管件內壁拋光鏡面光潔度探究方法

    ①用拋光皮帶組合條件Ⅰ拋光內壁后的表面粗糙度長度(L)方向為0.52～0.97um,圓周(C)方向為4.10～6.68um,用拋光皮帶組合條件Ⅱ時，L方向為0.93～1.24um, C方向為5.22～7.05 um，都滿足了目標表面粗糙度的要求(L方向1.5um以下，C方向9um以下)。

    ②耐孔蝕性試驗結果表明:試驗鈍化態電流穩定，管焊接部位與母材具有同樣的耐孔蝕性能，試驗不銹鋼拋光管的耐腐蝕性能等于或優于現市售管水平。

    ③拋光去除深度母材部為28 um、焊接部為65um，能穩定去除焊接部近旁的焊跡線。

    ④由于準備等工作的改善，估計一支4m長不銹鋼管的拋光作業時間可以縮短為7min，這樣就可提高拋光效