矩形脈動真空滅菌器內腔開裂原因

2019 年 6 月在對東莞市某醫院一臺矩形脈動真空滅菌器進行定期檢驗時,發現該滅菌器內腔存在4條肉眼可見的裂紋。 此滅菌器為夾套式結構,內腔長、寬、高分別為1500,680,1180 mm,于2010年6月5日投入使用,其設計壓力、設計溫度、材 料等基本信息如表1所示。為了找到滅菌器內腔裂紋的產生原因,筆者對其進行了宏觀分析、金相檢驗和光譜分析。

滅菌器內腔有 4 條肉眼可見的裂 紋,編號分別為1,2,3,4,其位置及宏觀形貌如圖1所示。裂紋1位于內腔左壁,呈弧形,中間寬、兩端細,方向與折彎同向,長度約10 mm,其中心離左壁前側邊緣約350 mm,與底部垂直距離約50 mm,其宏觀形貌如
圖1d)所示;裂紋 2 位于內腔左壁,長度約15 mm,其中心離裂紋1中心距離約190 mm,與底部垂直距離約50 mm;裂紋3位于內腔右壁 ,長度約50mm,其中心與后壁垂直距離約350mm,與頂部垂直距離約50 mm;裂紋4位于內腔右壁,主體呈直線型,裂紋一端出現分叉,中間寬度明顯大于兩端的,長度約15mm,其中心與裂紋3中心距離約190 mm,與頂部垂直距離約50mm,其宏觀形貌如圖1e)所示。滅菌器內腔右壁可以明顯觀察到右壁外表面與加強筋支撐結構的斷續焊接痕跡。4條裂紋中心均離內腔兩內壁折彎約50mm,且均位于所在加強筋支撐結構與內腔外表面的焊接起始處。

采用復膜金相技術對該滅菌器內腔裂紋1進行現場金相組織復膜,再采用DM6M 型金相顯微鏡對復膜金相進行觀察[1-2],其顯微組織形貌如圖 2 所示?？芍?基 體為均勻等軸奧氏體組織 由 圖 2a)可見顯微組織中存在大走向一 致的裂紋,方向與內腔折彎的一致;由 圖 2b)~c)可見主裂紋附近存在大量樹枝狀細裂紋;由圖2d)可見裂紋主要呈穿晶擴展,為典型的氯化物應力腐蝕開裂形貌.

滅菌器內腔的材料為SUS304 不銹鋼,屬日本料標準牌號。采用手持式光譜儀對滅菌器內腔裂紋1、裂紋4及遠離裂紋處進行化學成分分析,結果如表2所示。可見滅菌器內腔的材料滿足JIS G4303:2012StainlessSteelBars對SUS304不銹鋼化學成分的要求,其鉻、鎳和錳元素的含量均在標準規定的范圍內。