制药装备中压力容器钢材选取要点分析

制药装备中压力容器钢材选取要点分析

何其权，向 波，曹 勤，唐高桥

成都英德生物医药设备有限公司610000

摘要：压力容器是制药装备中的重要组成部分，其性能和质量直接影响到药品的生产和质量。在压力容器的选材过程中，钢材的选取是关键。本文针对制药装备中压力容器钢材的选择，分析了相关要点，以期为制药行业提供有效的参考。

关键词：制药装备；压力容器；钢材；选取要点

引言

随着制药行业的发展，对制药装备的要求越来越高。压力容器作为制药装备中的核心部件，其在材质、设计、制造和检验等方面都需严格把关。钢材选取是压力容器设计中的重要环节，合适的钢材可以确保压力容器的稳定运行和安全性。本文从钢材的强度、韧性、可加工性、耐腐蚀性等方面分析了制药装备中压力容器钢材选取的要点，以指导实际工程应用。

1制药装备中压力容器钢材选取的基本要求

1.1强度

在药物制造过程中，药物负载可能对制药设备产生影响，因此，这些设备必须具备足够的强度以应对此类负载。医疗公司检验设备强度时，通常会选择评估其壁厚。压力容器的壁厚在一定程度上反映了其强度，而这种强度与其本质的力学特性密切相关。倘若钢材本质强度不足，为满足压力容器在生产过程中的强度需求，就必须增加钢材消耗，进而扩大容器壁厚。在确定钢材质量的同时，制药公司还需全面考虑生产成本，以防止因过度增加压力容器厚度而导致医疗成本上升。

1.2韧性

在压力容器的制造过程中，表面会产生众多圆角，其生成主要受制于制造技术。这些圆角存在于压力容器上时，受内部压力作用，钢材形态会发生改变。为此，钢材需具备优良的弹性，以确保压力容器整体形状保持在适宜范围内。在焊接处理钢材过程中，焊接点往往会形成圆角。若焊接技术未能达到规定标准，这些圆角部位将面临诸多质量问题，同时压力容器内部的应力也会集中在这些圆角区域。因此，钢材需具备优良的弹性，以降低压力对圆角的影响。

1.3可加工性

钢制压力容器必须具备卓越的加工性能，涵盖焊接性能和冷热处理能力。在制药设备领域，压力容器的制造过程涉及多种工艺，如冷热卷制、热冲压成型和焊接等。鉴于多元化的加工方式，钢材须具备优良的加工性能，以满足各类加工技术的生产需求。优秀的加工性能有助于降低制造过程中的断裂率，同时确保产品品质，使得生产出的压力容器满足使用标准。

1.4耐腐蚀性

在制造药品的过程中，某些药品可能含有腐蚀性成分，因此所选择的钢材必须具备优秀的抗腐蚀能力，在经历了长期的腐蚀之后，大部分压力容器可能会产生裂痕，这将极大地减少其使用年限。一般来说，制作压力容器所使用的钢材是合金类型的，例如高合金钢和有色金属等。

2制药装备中压力容器常用钢材选取要点分析

2.1 低温压力容器用低合金钢板

在药品生产领域，低温环境的重要性不言而喻。为确保药品的药效不受影响，许多药品在生产过程中都需要在特定的低温环境下进行。在这一过程中，如何选择合适的材料和设备，以保证药品生产质量和效率，成为了关键问题。一般来说，我们将-20℃以下的温度视为低温标准。在这样的条件下进行药品生产，对所用设备的抗寒性能有着极高的要求。其中，压缩容器作为药品生产过程中的重要设备，必须具备足够的抗寒性能。这是因为，在低温环境下，如果压缩容器的抗寒性能不足，可能会导致容器破裂、药品泄露等问题，严重影响药品的生产和质量。为了满足低温生产要求并提高压缩容器的抗寒能力，我们通常会选择使用低合金钢板制作压缩机。低合金钢板具有优良的弹性和抗压性，能在低温环境下保持稳定性能，有效防止钢材变脆。此外，低合金钢板还具有较高的强度和韧性，可以应对低温环境下的各种应力，确保压缩容器在使用过程中的安全可靠。

2.2不锈钢钢板

被誉为不锈耐酸钢的不锈钢钢板，其主要由钢材内部的铬构成，这使得它拥有抗锈蚀及抗酸的属性。当我们制作这种钢材的时候，其内部的铬的比例通常是 12% ~ 30%。若是这个比例介于12% ~ 17%之间，那么这种钢材通常被应用来生产耐酸的药物。当其中的铬浓度在 17% ~ 30%之间时，这种不锈钢材料可以被应用来制造具有高度腐蚀性的化学物质，比如奥氏体不锈钢、超级奥氏体不锈钢，应根据使用环境和介质选择不同型号，以保证材料具有足够的耐腐蚀性能。例如，在含氯离子的环境中，应选择抗氯离子能力强的型号。同时考虑不锈钢的强度、塑性和韧性等力学性能，以确保其满足使用要求。在保证性能的前提下，尽量选择价格合理的不锈钢型号，以降低成本。考虑不锈钢的加工和焊接性能，以确保材料易于加工和焊接，且焊接质量可靠。

2.3 接管与换热管常用材料

在制药设备配置过程中，压力容器需与各类制药设备建立关联。这一过程往往需大量钢材，如连接列管式换热设备时，便需应用换热钢材。为提高钢材抗压性能，我们通常选择采用无缝焊接技术。目前，我们主要选用奥氏体不锈钢钢材进行接头处理。在选择焊接材料时，需要考虑其化学成分、机械性能以及耐腐蚀性等方面的因素。同时，为了确保焊接质量，还需要对焊接工艺进行严格的控制，包括焊接参数、焊接顺序、焊前预热和焊后热处理等方面。此外，制药设备对于清洁度的要求极高，因此，在焊接过程中，我们需要采取一系列措施来防止杂质和污染物的引入。例如，我们可以采用真空焊接技术，或者在焊接过程中使用保护气体等。最后，为了确保制药设备的安全性和可靠性，我们还需要对焊接接头进行严格的检测和试验。这包括外观检查、无损检测、压力试验等方面的检测。只有经过严格的检测和试验，才能确保制药设备的性能和质量符合要求。

2.4螺栓与螺母常用材料

在我国药品设备制造行业中，螺钉和螺丝作为基本构件的重要组成部分，其性能和质量对整个设备的稳定性和安全性起着至关重要的作用。在药品设备的制造过程中，这些螺钉和螺丝经常被用于连接压缩容器，承受着极高的压力。因此，为了确保设备运行的可靠性和持久性，螺钉和螺丝必须具备卓越的机械特性。

机械特性是评价螺钉和螺丝性能的关键指标，其中包括塑性、韧性和加工性等方面。首先，塑性是指材料在受到外力作用下发生变形的能力。对于螺钉和螺丝来说，良好的塑性意味着在承受压力负荷的过程中，能够适应各种变形需求，保证连接部位的稳定性。其次，韧性是指材料在断裂前能吸收的能量，它反映了材料的抗冲击和抗疲劳性能。在药品设备中，螺钉和螺丝需要长期承受压力负荷，因此具备优异的韧性至关重要。最后，加工性是指材料在加工过程中的可塑性和易切性，它直接影响到螺钉和螺丝的生产效率和质量。

此外，特殊环境下的使用需求也对螺钉和螺丝的性能提出了更高的要求。在高温或低温的环境中，生产这些螺栓和螺母的钢材必须具备抵抗低温、高温、低缺口敏感度和抗松弛的特性。这是因为，在温度变化的过程中，材料容易出现热胀冷缩、强度降低等问题，从而影响设备的稳定性和安全性。

结束语

在制造压力容器的过程中，我们需要根据其特性来选择合适的钢材，同时也需要遵守制药设备中对于压力容器钢材的选择准则。在制造过程中，我们需要确保所使用的钢材符合制药设备的生产标准，以此来提高药品的生产效率，确保压力容器的安全和稳定运行。

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