(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 CN 107214208 A(43)申请公布日 2017.09.29
(21)申请号 201710529020.1(22)申请日 2017.07.01
(71)申请人 浙江义腾特种钢管有限公司
地址 314000 浙江省嘉兴市海盐县沈荡镇
海王公路东侧2幢(72)发明人 朱则军
(74)专利代理机构 嘉兴启帆专利代理事务所
(普通合伙) 33253
代理人 李伊飏(51)Int.Cl.
B21C 37/06(2006.01)B21C 37/30(2006.01)C25F 3/24(2006.01)C25F 1/14(2006.01)C23G 1/08(2006.01)
权利要求书2页 说明书5页 附图1页
C23C 22/24(2006.01)C23F 17/00(2006.01)
CN 107214208 A(54)发明名称
一种卫生级不锈钢管的生产工艺(57)摘要
本发明公开了一种卫生级不锈钢管的生产工艺，包括如下步骤：对进原料管坯加热；在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔并进行打头；对不锈钢管利用冷拔机进行第一次冷拔、不锈钢管进行酸洗、润滑；对不锈钢管利用冷拔机进行第二次冷拔；对不锈钢管进行表面处理；对不锈钢管进行热处理；对不锈钢管进行矫直、切管、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的不锈钢管喷标入库。本发明所涉及的一种卫生级不锈钢管的生产工艺，可大大提高了钢管的光洁度，并提高不锈钢管的耐蚀性，按本发明的工艺生产的食品级不锈钢管表面粗糙度可达到Ra＝0.13μm，远超过国际标准和国外先进标准的规定要求。
CN 107214208 A
权 利 要 求 书
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1.一种卫生级不锈钢管的生产工艺，其特征在于，包括如下步骤：步骤A、对进原料管坯加热；步骤B、在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔并进行打头；步骤C、对步骤B处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第一次冷拔；步骤D、对步骤C处理后的不锈钢管进行酸洗、润滑；步骤E、对步骤D处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第二次冷拔；步骤F、对步骤E处理后的不锈钢管进行表面处理；步骤G、对步骤F处理后的不锈钢管进行热处理；步骤H、对步骤G处理后的不锈钢管进行矫直、切管、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的不锈钢管喷标入库；
步骤F中所述的表面处理，包括如下步骤：步骤F1、电化学除油：所用的除油溶剂的总碱度为40～60g/L，其中包括氢氧化钠30～50g/L，磷酸钠20～30g/L，碳酸钠20～30g/L，水玻璃3～5g/L；所用的电流密度为3～10A/dm2；所用时间：阴极为3～5min，阳极为1～5min；
步骤F2、超声波松膜：将步骤F1处理后的不锈钢管置于松膜溶液中，同时超声波振荡，然后移入50～60℃的水中浸泡5～10min，再移入常温清水中浸泡15～30min；所述的松膜溶液中包括氢氧化钠400～500g/L，钠120～160g/L；
步骤F3、浸蚀除膜：将步骤F2处理后的不锈钢管置于除膜溶剂中30～50min，取出后在清水中浸泡15～30min，再取出用水冲洗干净；所述的除膜溶剂中包括硫酸150～180g/L，70～80g/L，氢氟酸50～60g/L，磷酸50～90g/L，平平加80～100g/L，磺化煤1.0～1.5g/L，钠40～50g/L；
步骤F4、活化：将步骤F3处理后的不锈钢管置于无尘环境下30～35℃的活化溶剂中浸泡10～20min，然后在常温清水中浸泡5～10min，取出后用不冲洗干净；撰述的活化溶剂包括硫酸30～40g/L，铬酐80～90g/L，氯化钠1～2g/L；
步骤F5、电化学抛光：将步骤F4处理后的不锈钢管置于55～60℃的电化学抛光溶剂中15～30min，再取出放入净水中放置10～15min，取出用净水冲洗二次；所用的电流密度为22～50A/dm2，电压为10～20V；所述的电化学抛光溶剂包括磷酸(85%)20～45ml/L，(65%)15～40ml/l，盐酸(36.5%)60～100ml/l，复合光亮剂1～5g/l，表面活性剂8～10g/L，缓蚀剂0.2～2g/l，增稠剂2～20g/l，；所述的复合光亮剂为氯烷基吡啶、卤素化合物、含氰化合物或磺基水杨酸；所述的缓蚀剂为若丁和有机胺；所述的增稠剂为纤维素醚、聚乙二醇、丙二醇和丙三醇；所述的表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠；
步骤F6、化学钝化：将步骤F5处理后的不锈钢管置于化学钝化溶剂中，室温下处理30～60min，所用的化学钝化溶剂包括300～500g/L，重铬酸钠20～30g/L；取出后放入30～50g/L的碳酸钠溶液中，室温处理1min；
步骤F7、中和以及乙醇脱水消毒：将经步骤F6处理的不锈钢管置于常温下的中和溶液中浸泡，超声振荡并循环搅拌5～10min，然后移入50～60℃的热水中浸泡15～30min，再在常温清水中浸泡15～30min，取出后用水冲洗干净，最后在无尘环境中将钢管放入60～65℃，电阻率ρ≥10MΩ·cm的工业RO纯水中浸泡5～10min，中和溶液为质量浓度2～2.5％的氨水。
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权 利 要 求 书
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2.如权利要求1所述的卫生级不锈钢管生产工艺中，其特征在于，所述步骤F1中电化学除油中所用的电极材料为钢板或镀镍钢板。
3.如权利要求1所述的卫生级不锈钢管生产工艺中，其特征在于，所述步骤A中对原料管坯的加热温度为1000~1100℃，而后根据不同钢管壁厚保温时间为40~80分钟。
4.如权利要求1所述的卫生级不锈钢管生产工艺中，其特征在于，所述步骤G中的热处理是对步骤F处理后的不锈钢管再在热处理炉中进行无氧化热处理，温度为 1050℃。
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说 明 书
一种卫生级不锈钢管的生产工艺
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技术领域
[0001]本发明涉及不锈钢管加工工艺，尤其是一种卫生级不锈钢管的生产工艺。背景技术
[0002]不锈钢至少含有50%的铁和10.5的铬，并且加入了镍、钛、钼等，根据所含化学成分的不同，金属内部的金相结构也不相同，因此产生了马氏体型、铁素体型、奥氏体形、双相、沉淀硬化型不锈钢。卫生级无锈钢管也有不同的材质。一般工业常用的管奥氏体形不锈钢材质较多为304、304L、316、316L等。卫生级不锈钢管要符合GB/T14976～94《液体输送用不锈钢》的标准以及对钢管内外表面的光洁程度的要求。卫生级不锈钢管在医疗、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、多行业中广泛应用。
[0003]奥氏体不锈钢一般含有高铬和镍，有的还含有钼。一般铬含量大于10.5%时具有较好的耐腐蚀能力，是由于铬和铁被氧化的氧化～还原反应过程中，形成了富铬钝化层具有保护性作用的结果。由于钝化层厚度通常仅为3～5nm，或相当于15层原子的厚度，如果钝化层遭破坏，又会迅速形成新的钝化层，并紧随着发生电化学属蚀，出现不锈钢深层点蚀及晶间腐蚀。由于不锈钢管内外表面处理好坏与耐腐蚀能力之间关系十分密切，表面光洁度越高，杂质粘附就越困难，越有利于耐腐蚀能力的提高；管内表面光洁度越高时，内流液体介质滞留就越少，也越有利于冲洗，耐腐能力将大大提高。发明内容
[0004]本发明的目的是提供一种卫生级不锈钢管的生产工艺，能够提供生产出符合卫生级要求的不锈钢管。
[0005]为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：本发明所涉及的一种卫生级不锈钢管的生产工艺，包括如下步骤：
步骤A、对进原料管坯加热；步骤B、在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔并进行打头；步骤C、对步骤B处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第一次冷拔；步骤D、对步骤C处理后的不锈钢管进行酸洗、润滑；步骤E、对步骤D处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第二次冷拔；步骤F、对步骤E处理后的不锈钢管进行表面处理；步骤G、对步骤F处理后的不锈钢管进行热处理；步骤H、对步骤G处理后的不锈钢管进行矫直、切管、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的不锈钢管喷标入库；
步骤F中所述的表面处理，包括如下步骤：步骤F1、电化学除油：所用的除油溶剂的总碱度为40～60g/L，其中包括氢氧化钠30～50g/L。磷酸钠20～30g/L，碳酸钠20～30g/L，水玻璃3～5g/L；所用的电流密度为3～10A/
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说 明 书
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dm2；所用时间：阴极为3～5min，阳极为1～5min；
步骤F2、超声波松膜：将步骤F1处理后的不锈钢管置于松膜溶液中，同时超声波振荡，然后移入50～60℃的水中浸泡5～10min，再移入常温清水中浸泡15～30min；所述的松膜溶液中包括氢氧化钠400～500g/L，钠120～160g/L；
步骤F3、浸蚀除膜：将步骤F2处理后的不锈钢管置于除膜溶剂中30～50min，取出后在清水中浸泡15～30min，再取出用水冲洗干净；所述的除膜溶剂中包括硫酸150～180g/L，70～80g/L，氢氟酸50～60g/L，磷酸50～90g/L，平平加80～100g/L，磺化煤1.0～1.5g/L，钠40～50g/L；
步骤F4、活化：将步骤F3处理后的不锈钢管置于无尘环境下30～35℃的活化溶剂中浸泡10～20min，然后在常温清水中浸泡5～10min，取出后用不冲洗干净；撰述的活化溶剂包括硫酸30～40g/L，铬酐80～90g/L，氯化钠1～2g/L；
步骤F5、电化学抛光：将步骤F4处理后的不锈钢管置于55～60℃的电化学抛光溶剂中15～30min，再取出放入净水中放置10～15min，取出用净水冲洗二次；所用的电流密度为22～50A/dm2，电压为10～20V；所述的电化学抛光溶剂包括磷酸(85%)20～45ml/L，(65%)15～40ml/l，盐酸(36.5%)60～100ml/l，复合光亮剂1～5g/l，表面活性剂8～10g/L，缓蚀剂0.2～2g/l，增稠剂2～20g/l，；所述的复合光亮剂为氯烷基吡啶、卤素化合物、含氰化合物或磺基水杨酸；所述的缓蚀剂为若丁和有机胺；所述的增稠剂为纤维素醚、聚乙二醇、丙二醇和丙三醇；所述的表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠；
步骤F6、化学钝化：将步骤F5处理后的不锈钢管置于化学钝化溶剂中，室温下处理30～60min，所用的化学钝化溶剂包括300～500g/L，重铬酸钠20～30g/L；取出后放入30～50g/L的碳酸钠溶液中，室温处理1min；
步骤F7、中和以及乙醇脱水消毒：将经步骤F6处理的不锈钢管置于常温下的中和溶液中浸泡，超声振荡并循环搅拌5～10min，然后移入50～60℃的热水中浸泡15～30min，再在常温清水中浸泡15～30min，取出后用水冲洗干净，最后在无尘环境中将钢管放入60～65℃，电阻率ρ≥10MΩ·cm的工业RO纯水中浸泡5～10min，中和溶液为质量浓度2～2.5％的氨水。
[0006]作为上述方案的进一步说明，所述步骤F1中电化学除油中所用的电极材料为钢板或镀镍钢板。
[0007]作为上述方案的进一步说明，所述步骤A中对原料管坯的加热温度为1000~1100℃，而后根据不同钢管壁厚保温时间为40~80分钟。[0008]作为上述方案的进一步说明，所述步骤G中的热处理是对步骤F处理后的不锈钢管再在热处理炉中进行无氧化热处理，温度为 1050℃。[0009]本发明的有益效果是：本发明所涉及的一种卫生级不锈钢管的生产工艺，本发明包括采用专用配方的溶液除油、除氧化皮、活化、抛光、钝化、中和等多达工序，再经多道热水、清水交替清洗，以及脱水、消毒等工序组成的成套表面处理工艺，大大提高了钢管的光洁度，并提高不锈钢管的耐蚀性，按本发明的工艺生产的食品级不锈钢管表面粗糙度可达到Ra ＝ 0.13μm，远超过国际标准和国外先进标准的规定要求。附图说明
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说 明 书
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图1是本发明的工艺流程图；图2是表面处理工艺流程。
具体实施方式
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。[0012]实施例一，结合图1，对本实施例所涉及的一种卫生级不锈钢管的生产工艺，作进一步的说明，包括如下步骤：
步骤A、对进原料管坯加热：采用304不锈钢，管坯的直径为70mm，并对管坯进行剥皮处理，剥皮深度为0.5-1.5mm，在本实施例中选择为1mm；加热温度为1000~1100℃，而后根据不同钢管壁厚保温时间为40~80分钟，在本实施例中加热温度为1100℃，保温时间为50分钟。[0013]步骤B、在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔并进行打头；在直流变频穿孔机上对加热后的管坯进行穿孔，穿孔温度为950~1050℃，并进行打头；在本实施例中所用的加载载荷电流不大于1500A，穿孔温度为1000℃。[0014]步骤C、对步骤B处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第一次冷拔；
步骤D、对步骤C处理后的不锈钢管进行酸洗、润滑；本实施例中对步骤C处理后的不锈钢管的酸处理采用10-15%的盐酸、3-5%的草酸和水的配方进行表面处理，处理时间为20-40分钟，处理温度为55-60℃；在本实施例所采用的盐酸浓度为13%，草酸的浓度为4%，处理温度为58℃，可大大提高生产效率，处理温度较低，无需对酸洗液进行加热，节约能源。[0015]步骤E、对步骤D处理后的不锈钢管利用冷拔机进行第二次冷拔。[0016]步骤F、对步骤E处理后的不锈钢管进行表面处理。[0017]步骤G、对步骤F处理后的不锈钢管在热处理炉中进行无氧化热处理，温度为 1050℃。
[0018]步骤H、对步骤G处理后的不锈钢管进行矫直、切管、精整、涡流探伤、管体检验、超声波探伤；检验和探伤合格后的不锈钢管喷标入库。[0019]步骤F中所述的表面处理，包括如下步骤：
步骤F1、电化学除油：所用的除油溶剂包括氢氧化钠30g/L；磷酸钠20g/L，碳酸钠20g/L，水玻璃3g/L；所用的电流密度为3A/dm2；所用时间：阴极为5min，阳极为5min；所用的电极材料为钢板或镀镍钢板。[0020]步骤F2、超声波松膜：将步骤F1处理后的不锈钢管置于松膜溶液中，同时超声波振荡，然后移入50℃的水中浸泡10min，再移入常温清水中浸泡30min；所述的松膜溶液中包括氢氧化钠400g/L，钠160g/L。[0021]步骤F3、浸蚀除膜：将步骤F2处理后的不锈钢管置于除膜溶剂中50min，取出后在清水中浸泡30min，再取出用水冲洗干净；所述的除膜溶剂中包括硫酸150g/L，70g/L，氢氟酸50g/L，磷酸50g/L，平平加80g/L，磺化煤1.0g/L，钠40g/L。[0022]步骤F4、活化：将步骤F3处理后的不锈钢管置于无尘环境下30℃的活化溶剂中浸泡10min，然后在常温清水中浸泡10min，取出后用不冲洗干净；撰述的活化溶剂包括硫酸30g/L，铬酐90g/L，氯化钠1g/L。[0023]步骤F5、电化学抛光：电化学抛光能够提高零件的反光性能，提高耐腐蚀性，降低机加工表面硬度，并降低表面的摩擦系统，还可去除毛刺；而且电化学抛光生产效率高。将
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步骤F4处理后的不锈钢管置于55℃的电化学抛光溶剂中30min，再取出放入净水中放置10min，取出用净水冲洗二次；所用的电流密度为22A/dm2，电压为10V；所述的电化学抛光溶剂包括磷酸(85%)20ml/L，(65%)40ml/l，盐酸(36.5%)60ml/l，复合光亮剂1g/l，表面活性剂8g/L，缓蚀剂0.2g/l，增稠剂2g/l，；所述的复合光亮剂为氯烷基吡啶、卤素化合物、含氰化合物或磺基水杨酸；所述的缓蚀剂为若丁和有机胺；所述的增稠剂为纤维素醚、聚乙二醇、丙二醇和丙三醇；所述的表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠；
步骤F6、化学钝化：将步骤F5处理后的不锈钢管置于化学钝化溶剂中，室温下处理30min，所用的化学钝化溶剂包括300g/L，重铬酸钠20g/L；钝化是用一定浓度的溶液对不锈钢表面进行处理，使不锈钢表面形成耐腐蚀的钝化膜，溶解表面的铁等金属杂质，以提高耐腐蚀性。为避免不锈钢表面有残留的钝化溶剂，造成以后的腐蚀，钝化后的不锈钢管取出后放入30g/L的碳酸钠溶液中，室温处理1min。[0024]步骤F7、中和以及乙醇脱水消毒：将经步骤F6处理的不锈钢管置于常温下的中和溶液中浸泡，超声振荡并循环搅拌5min，然后移入50℃的热水中浸泡15min，再在常温清水中浸泡15min，取出后用水冲洗干净，最后在无尘环境中将钢管放入60℃，电阻率ρ≥10MΩ·cm的工业RO纯水中浸泡5min，中和溶液为质量浓度2％的氨水。[0025]实施例二
本实施例与实施例一的区别在于步骤F中对不锈钢管的表面处理工艺的不同，其区别在于：
步骤F中所述的表面处理，包括如下步骤：步骤F1、电化学除油：所用的除油溶剂包括氢氧化钠50g/L，磷酸钠30g/L，碳酸钠30g/L，水玻璃5g/L；所用的电流密度为10A/dm2；所用时间：阴极为3min，阳极为1min。[0026]步骤F2、超声波松膜：将步骤F1处理后的不锈钢管置于松膜溶液中，同时超声波振荡，然后移入60℃的水中浸泡5min，再移入常温清水中浸泡15min；所述的松膜溶液中包括氢氧化钠500g/L，钠120g/L。[0027]步骤F3、浸蚀除膜：将步骤F2处理后的不锈钢管置于除膜溶剂中50min，取出后在清水中浸泡15min，再取出用水冲洗干净；所述的除膜溶剂中包括硫酸180g/L，80g/L，氢氟酸60g/L，磷酸90g/L，平平加100g/L，磺化煤11.5g/L，钠50g/L。[0028]步骤F4、活化：将步骤F3处理后的不锈钢管置于无尘环境下35℃的活化溶剂中浸泡120min，然后在常温清水中浸泡5min，取出后用不冲洗干净；撰述的活化溶剂包括硫酸40g/L，铬酐80g/L，氯化钠1g/L。[0029]步骤F5、电化学抛光：将步骤F4处理后的不锈钢管置于60℃的电化学抛光溶剂中15min，再取出放入净水中放置15min，取出用净水冲洗二次；所用的电流密度为50A/dm2，电压为20V；所述的电化学抛光溶剂包括磷酸(85%)45ml/L，(65%)15ml/l，盐酸(36.5%)100ml/l，复合光亮剂5g/l，表面活性剂10g/L，缓蚀剂g/l，增稠剂20g/l，；所述的复合光亮剂为氯烷基吡啶、卤素化合物、含氰化合物或磺基水杨酸；所述的缓蚀剂为若丁和有机胺；所述的增稠剂为纤维素醚、聚乙二醇、丙二醇和丙三醇；所述的表面活性剂为硬脂酸或十二烷基苯磺酸钠。[0030]步骤F6、化学钝化：将步骤F5处理后的不锈钢管置于化学钝化溶剂中，室温下处理60min，所用的化学钝化溶剂包括500g/L，重铬酸钠30g/L；取出后放入50g/L的碳酸钠
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说 明 书
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溶液中，室温处理1min。[0031]步骤F7、中和以及乙醇脱水消毒：将经步骤F6处理的不锈钢管置于常温下的中和溶液中浸泡，超声振荡并循环搅拌10min，然后移入60℃的热水中浸泡30min，再在常温清水中浸泡30min，取出后用水冲洗干净，最后在无尘环境中将钢管放入65℃，电阻率ρ≥10MΩ·cm的工业RO纯水中浸泡10min，中和溶液为质量浓度2.5％的氨水。[0032]以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
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说 明 书 附 图
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