制药设备常用材料性能及应用研究

ZongheYanjiu♦综合研究制药设备常用材料性能及应用研究张雷浙江观南，科技股份有限翁司，浙江.溫州325105)摘要i介紹了制药糧备常用材料的性能特点及应用嬰求，在宴际研究过程中:•针对设备常爾材料304不锈钢、31钆不锈钢、2&13不锈钢、纖胺，聚四氟乙烯,3意&丙橡胶、其他金羼材购倉:他非金屬封料进行分析，可K获取__々研究雜壤.为制药机械设备逢与锒#1：作擦供可拳的依据.以使提讀:工作燦率。关键词:《|药机_常:角材料;性能特feji用0引言药品是指培于预防、治疗、珍断人的疾病》有目的地调节人的生理机能并规定有适应症或功能主治、用法和用量两物质，包括中药材、中药饮片、中成药、化学原料遵及其制剂、抗生素、生化药品、放射性药品、血清、疫苗、血液制品和诊断药品等。笔者所在公司是国内从事周体制剂药品机械设备的重荽生产企业，前述药品的特殊性，决定了制药设备在选材方面的特性。1304不锈钢(1)牌号V通常所辑的304,P陴号为0CH8Ni9,按照GBZT20878—2007杯镑钢和癖热钢牌#及化學成分》.的规定，此材料.来相统一数字代号§30408，新牌号为_06Crl9Nil0,.属子奥氏体不镑铜g©化学成分含碳量彡0.08%,舍铬19%,.-#镳.8%〜l〇%«.(3),机械性能抗狡強度〇\.袅520MPa4条件屈服强度2〇5MPa、伸长率美.3*4〇%、断面收缩寧少5〇%..、硬廣《187HB/!^90HRB/^200HV.C4):性能款特袁:3〇4不锈钢含'铬量19%.，使材料暴p能形成致密的氧化膜/W防止进一#的氧化或腐蚀，簡ff具备优良的爾腐蚀性能，对硝:酸、磷變、硼酸、_、•氯鶴和铬酸等都具有较好的抗腐蚀能力，除在某些条件下的鹵化物溶液之i卜,304不锈钢一般来说有极好的耐盐溶液腐蚀的性能:304不鵪钢属:于常温奧氏体不锈钢，其组銳为面心立方体结构，在进行冷加工时晶面闻容裏产_移，西W羼有优良的塑性*苽进行冷祌压和锻造如X!304不锈钢含碳量修，原爾上不须进行焊接前预热和燁辰热处戰，具有良好的可W性,一般釆用M弧焊，也可以使箝不锈钢焊条迸行焊接,苜与其他低碳不锈钢焊接，经焊接后，焊接接头的力学性能良好，但需荽防止热影响区在450〜850°C温度箱H内缓優加热或_冷_却，从補便材料晶_界上生成〈Cr,Fe)23C6,在其迸參形:成食德直,易造成材料的晶间腐蚀，严重时•■晶粒间的it合强度几乎完全丧失。_1间腐蚀局瞬隹H界和晶羿附近，晶粒腐蚀比较小,外表仍很光亮，不易被发现，常常造成设备突然破坏，危害性极大。304不锈钢与普通碳钢相比具有较好的焊接性能,常常被燁接于鎮构件外表作为防锈处_層。由*304不锈钢线膨胀系数大，焊接变形较鲁通碳钢太_,_此需窭制定好焊接工防正焊接变形，或後定整形工:序i304不锈钢的切親性能比其他振钢差，这是由于奥氏体不镑钢的加工硬化户奠c尊热系数低造成的，为此需要在切削过輕中使用水丨生切削冷却液,荽求万具封嵙应具有耐热性好、耐磨性高、与不诱钢的亲和作用小等特点YG类硬质合金的_性较好，两莱親较大的前角,刀刃也可以磨得锋利些，使切削轻快，且切層与刀具不易产生粘结，较道于加工不锈钢s特别，焉在振动的粗车和断续切削时，YG类合金的这一优点更为重要另外,YG类合金的导热性较好，其导热系数比高速钢高将近两倍，比YT类合金高一-倍。g此YG类會*在不锈钢切削中应用较多，特别是_«率方、切断刀、扩孔钻:及铰刀簿制造中資用更为广泛，1高速铜主要用来制造铣刀、钻头:、食锥、:我刀等复:杂多刃方美，2316L不绣钢'(1牌導UieL.,旧牌号:为OOC.rlTNiMM。2,按照GB/T20S78—2007坏锈钢和耐热钢牌号及.化学成分1的规.美此材料嚴用鋒一数字代号&31603/新牌牙为022Crl7Nil2Mo2,属于奥氏体不镑钢_(S)化学成分r含^0.03%,含铬16%〜1.8%,含镍10%〜14°/^•含钼2%.〜.3_%〇(3)机槺性能:r抗:拉强度巩_480MPa、条件顧服.强度tra2:_177MPa、伸长率g5_5s_40%、断_菌收缩、率(//5?50%、硬度疼217HB/^95HRB/«S220HV〇(4)性能及工重特点:316L不镑钢囡为告鑛2%〜3%,能与C.1售合成MoCI2保护膜(钝化膜,眞:有良好的耐点蚀能力，能耐的介_-NaCl辭液•■海水、亚疏酸v硫酸、_5粦麟和甲_等，而且还因为其貪碳量低于0.03%,鐘过合理的爾靖处理和:焊聲工1：:，崔昴畀处不易F生嵌化物，因而不易产隹1间腐蚀。爲_点主要是成本高:厚，材料采购.价格较3〇4高、1以上...316L不锈钢与304不锈钢同属奥氏体不锈钢崔5C艺性上胃相近。32CM3不锈钢牌号'5.__2Crl3不锈钢，旧禅¥为2.Crl3，按照GB/T20S78—20Q7Cf锈钢和耐热钢.牌号及化学成分的规..扉.此材料來用统卜擞字代号S42020,新牌号为2〇Ci'13,属于马氏体不锈钢。(:2)化学成分:含碳篱ft,16%.〜0.25%.，含铬12%*-i14%。(3)机械性_能(试机霞淬火舞火).••抗_拉强度卿备635MPa、条件屈服1度崎.2J»440MPa、伸长率备备20%.、.断面收權率#5*5.0%、冲击功淬火0.火)彡63J、旋度麥217HB。(4)性巍.及工重输点:2Crl3属于_氏体不锈钢由乎铬的添加可提高:铁旗合金的淬透性，可通过淬火、调顏辱热处理方式綠高机械性能》t5)应用:2CM3不锈钢强度较304、316L高1与.45.号钢揍坻机电信息2017年第21期总第519期155養开究♦ZongheYanjiu(:抗拉强度％_6〇〇MPAX由子其较好的防腐蚀性能，常用乎制药设备中不与物料直接接触的轴、法兰_或与物料有接触受力较大的轴类零韩《调麗處用于防腐蚀要求高的场蠢需进行擊面抛光处理.習厕防腐蚀性能会大大下降《4硅橡胶(1)性能嚴特a橡胶真翁笼味无毒，不怕謂龜和抵御_严寒,的特点在-60〜250°C范:围内使用，仍不失原有的強度和弹性《其耐磨性较差,H此在用于密封件时，多应用于静密封》(2)应甩:硅橡胶在涯药领域觀用广泛,如普通“0”型密封圈、充气密封圈、龙泡密封条、物料输送管，可添加着色剂，使制品&现不同:顧色,耐磨德差，不适合用警翁密封使用环境。可瘇癒&热灾菌：E:艺》5聚四氟乙烯(1)性能及特点.,聚四氟乙烯具有密封性、电绝缘性和良好的爾考化能力，耐温优异C能在-190〜十250°C的温度下长期工作)等特点。聚四氟乙烯本身对人没有毒性，它还具有高润滑性，是顧体材料中摩擦系数最低者、表面张力最小者，不粘附在何物虜p外，聚四氟乙烯坯具有不燃性、耐酸誠性等特性。(2)眞用:聚四氟乙烯_于性能优良，在制药设备中广泛应用f无润潰部:位密封件，如各种雜承審、蒸汽密封圈、蜾W密■圈，可截處千热灭爾和凝热究菌《6三元乙丙橡胶.-S元乙露橡胶是乙烯、两烯以及誓并輯烯£的3:元共聚物萬文雜写:为WDM)。(1)性能及特点:EPDM最主要的特性就是其优越的耐氧化、抗臭氧和抗侵蚀的能力*:马元&丙橡胶制tft*120°C下旬*长期使甩，在150〜20(TC下可fe暂或间歇使用sHJfiS丙橡胶有优异的耐水蒸气性能，并且耐热性优良，在230C过热蒸汽:中，近100h爲外观无变化*氟橡胶、硅橡胶、氣硅橡胶等在同样条件下*8历较褽时间外观发生明显劣化现象-乙两橡R耐过热水性能亦较圩，_.125°C过热水中浸泡15个月毅力..学性能变化餐小，体积膨胀率仅〇.3_%.,⑵应用:三元乙丙橡胶在制药设备中應用:于不能使用携橡胶材质的密封件和物料输送管道等,比较适合臭氧灭菌。7其他金属材料(1)普通碳钢合金钢:如(3235、45、40〇潜。（3235在制药设备中fe要用作板材sa材，如角钢、槽钢、:铜等s&要用:于制薄设备中的结构件,如机架、芙架，机痤脅板等;45、4〇_Ci5l3要用于设备不外露的传动部件如轴、联轴器，或为ir省成本，外表面焊接不锈钢材興的外露法吞、轴头等零件.(2)铜合金：属于制药设备中不提愒使用的材料，能用其他材料代替尽囊不采用，丰要应用于不与物料接触的滑动轴承、丝秆螺母等,_选用时廣要痒拿含馨逸用其脊棄种类。8其他非金属材料聚乙烯(pe):聚乙烯55臭、宠暴,,最低使用握度W达-100〜-7(TC,常用作食品保鲜膜。(2食品缀顧橡胶:氟擔胶的耐爾鑛性能和壤椽胶一样，_以说是B：前弹性体申最好的，26-41氟胶在350t；下可长斯使苗。：氣橡胶具有极好的爾天候老化性能、耐臭氧性能，耐磨性较硅橡胶好，可用于设备骨架油封、V形水封等动密封。(3聚.安__(PU):即聚氨基甲酸酿《義食便用温慶80°C,具有耐化学腐蚀、重量轻、耐磨性好等优点,缺点是易老化。主要用于物料_管。(4,fi龙(PA):PA品种繁多，有PA6、PA66、.PA612、PA1010等。PA具有良好的综合性能.3包括力学性能、耐热性、耐磨损性、耐腐蚀性和:倉润潸性,旦摩擦:系数低，有一定的阻燃性，:因此广泛应用于代替金属等制作齿轮、联轴器及代替铜制造轴承等其他零件。9结语在制药设备实际设计与制造过程中，比较常用的非金属材料为聚变II、舞龙、聚乙烯、铜合金等,窗金属材料则要为膂通碳钢脅会钢宛&宵橡胶、»橡胶馨/需要对其进行科学的选择，保证材料性能符合相关规定，以提高制药设备的制作»量与:ST拳性，保爾W以满足其实膨发展需求，同时，在卖际设计的过程中，设计者需要制定完'#的设计方案，创新S作游式，保班自身;S作符合相关魏歲，使其可以向暮婁好的方向麵。[参考文献][i]菌企直际化.加爾机通与姚壤尽在並满领先医离;Ofc.贸碁乎台——第十四届世界制药原料中国展；第A盾世羿制药机補、包装设备与材料中:国展:六II毕城盛大Mitt.难国K:杂虫2014,45t6)；18,:【2]上舞博#__展篇有限会蛛第千六廣世界制菌原.料中酉展、.第属世界制药_、包裝撰备与谢料中国展_*妒B:fF.n].上嫌医:菌.,.2016,37.:m::40.13]上:海博华=_际展Et限会轉》第十S..雇世界制:药廪料中.虜展、第十属世.界制菌机械、包幾设备与材轉中属展6薦在护iSWCJ]•-2015,36(11)：63,»]康肀携最新微通道——连续流反麼器技术释相第十二盾世屏制蠢机械、舊装设备与射翁雄国展海化:C,2012,37(7)：43.16]尚毅-曹燕秋立法.不锈铜_，药设备制難时应,遵循的；L项金讓:材料连接准则——ASMBBPB_10«材料连接”的.介缀与.解读[fl.机电信息.,,2014(32):47-56.收稿日期：2017-06-26作者简介：张雷11975—),男，云南楚雄人高级工寧师，浙|£迦南科技滕份■有:m公司技术部经理，研宄方_爾._!:制蔹机械.156