乳企有沒(méi)有這樣的現(xiàn)象责爹？一條新產(chǎn)品線，前幾年運(yùn)行得非常好罚迹，之后就經(jīng)常出現(xiàn)一些壞包牧僻，采用管道清洗后得到了改善，但是過(guò)一段時(shí)間又出現(xiàn)了异这，又很難查出具體問(wèn)題所在臊整。這個(gè)時(shí)候，就需要注意設(shè)備與設(shè)備之間的連接點(diǎn)和網(wǎng)路構(gòu)架上是不是出現(xiàn)了問(wèn)題愤售。
文 | 吳正紅
山東碧海
包裝材料有限公司副總經(jīng)理
焊點(diǎn)——很小的點(diǎn)蛔琅，很大的影響
人們常常關(guān)注，乳品企業(yè)有一臺(tái)多么好的灌裝機(jī)峻呛、一臺(tái)多么好的
殺菌機(jī)罗售，這些品牌的設(shè)備能夠保證乳制品達(dá)到一個(gè)不錯(cuò)的技術(shù)安全指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。但是我們往往忽略钩述，這些機(jī)器組成的乳品加工線上擁有大量的不銹鋼管路系統(tǒng)寨躁，上面有許多管、泵牙勘、閥职恳，因此將它們連接起來(lái)的焊接技術(shù)就尤為重要(圖1)。重要到“自動(dòng)焊”技術(shù)可以為乳品生產(chǎn)過(guò)程掃除質(zhì)量盲區(qū)方面，成為一個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)點(diǎn)放钦。
圖1 乳品企業(yè)擁有大量的不銹鋼管路系統(tǒng)
在一個(gè)工程上，焊接口就有幾萬(wàn)個(gè)，每個(gè)焊點(diǎn)都能成為一個(gè)質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)操禀。我們和國(guó)內(nèi)的一些乳企交流時(shí)發(fā)現(xiàn)褂策，他們常常抱怨一條新的生產(chǎn)線前幾年運(yùn)行較好，品質(zhì)很不錯(cuò)颓屑，但是幾年后當(dāng)新廠變?yōu)槔蠌S時(shí)猫单，就經(jīng)常出現(xiàn)一些壞包，在某一季節(jié)如夏季的壞包率還很高玛呐。于是，工程師們采取管道的CIP清洗或高溫蒸汽清洗蟋晾，清洗過(guò)的設(shè)備品質(zhì)有很大的改善冻咆，可用了一段時(shí)間之后，又會(huì)重復(fù)出現(xiàn)類似問(wèn)題策哈。
問(wèn)題根結(jié)點(diǎn)在哪里呢炮家？其實(shí)和設(shè)備關(guān)系不大，我們都使用了很好的設(shè)備泪缨，能夠提供很穩(wěn)定的品質(zhì)媚瘫，問(wèn)題就出現(xiàn)在設(shè)備和設(shè)備之間的連接點(diǎn)或者管路系統(tǒng)的構(gòu)架上，這一點(diǎn)確實(shí)很難排除虱忙、很難發(fā)現(xiàn)逢痕。
別小看焊接技術(shù)
國(guó)內(nèi)和國(guó)際都有明確的標(biāo)準(zhǔn)要求
國(guó)內(nèi)乳品GMP對(duì)設(shè)備之間的連接有很明確的要求(圖2)。比如說(shuō)產(chǎn)品接觸面應(yīng)表面光滑狼楔、易于清洗和消毒钳枕，食品接觸面應(yīng)平滑、無(wú)凹陷或裂縫赏壹，以減少食品碎屑鱼炒、污垢及有機(jī)物的聚積。這些是乳品生產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)性要求蝌借。
圖2 國(guó)內(nèi)乳品GMP要求
藥品GMP指南上也提到(圖3)昔瞧，由于對(duì)工藝中的關(guān)鍵焊接參數(shù)有更高的要求，軌道自動(dòng)焊接被認(rèn)為是一種主要的管路連接施工方法菩佑。焊接后通常采用內(nèi)窺鏡檢查自晰，GMP指南要求如果采用手工焊接，使用內(nèi)窺鏡的檢查比例是100%擎鸠；如果使用“自動(dòng)焊”技術(shù)缀磕，只需做20%的抽檢。
圖3 藥品GMP指南-2010版
之所以提起藥品的要求劣光，就是因?yàn)橐曰菔先闃I(yè)蘇州工廠為例(圖4)袜蚕，許多國(guó)際乳品企業(yè)已經(jīng)秉承了“以制藥的經(jīng)驗(yàn)制造奶粉”的理念。在國(guó)外的一些地區(qū)，消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)奶粉的場(chǎng)所往往是藥店消弧，而不是商超堡雁，這就意味著很多乳企要用生產(chǎn)藥品的標(biāo)準(zhǔn)去規(guī)范嬰配粉的生產(chǎn)。
圖4 惠氏營(yíng)養(yǎng)品要求以制藥的經(jīng)驗(yàn)制造奶粉
歐盟早在1993年就認(rèn)識(shí)到了“自動(dòng)焊”的優(yōu)勢(shì)室域。歐洲衛(wèi)生工程設(shè)計(jì)組織(EHEDG)是一個(gè)行業(yè)組織淹疙，它所制定的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)更高一些，且同行業(yè)內(nèi)都會(huì)比較遵守EHEDG制定的技術(shù)規(guī)范杜域。在《Doc 08 潔凈設(shè)備設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中柴哈，專門(mén)對(duì)焊接、軌道焊接唁谣、自動(dòng)焊接提出了具體要求冶巴，要求對(duì)于管道工程來(lái)說(shuō)，首選的方法是自動(dòng)軌道焊接溪惶，因?yàn)樗軌蛲瓿墒冀K如一的高質(zhì)量焊縫(圖5)顺鸯。而在其1993年制定的《Doc 09 符合潔凈要求的焊接不銹鋼管》中要求，在安裝過(guò)程中终距，應(yīng)盡可能使用軌道焊接尊捞，通常認(rèn)為80%-90%的焊接可以用軌道焊接工完成，根據(jù)安裝的等距圖宏怔，一定程度的預(yù)計(jì)劃將有助于更大限度地增加軌道焊接的焊縫數(shù)量奏路，難以接近的焊縫應(yīng)盡可能在工廠安裝前在車(chē)間完成(圖5)。由此可見(jiàn)举哟，歐洲潔凈設(shè)備早就要求100%實(shí)行“自動(dòng)焊”思劳，盡量避免手工焊接，這樣既可以始終如一的保證質(zhì)量妨猩，又可以有效減少人為施工過(guò)程中造成的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)潜叛。
圖5 EHEDG標(biāo)準(zhǔn)對(duì)自動(dòng)焊的要求
在我國(guó)，醫(yī)藥工程施工也是廣泛執(zhí)行“自動(dòng)焊”的壶硅。雖然目前還沒(méi)有國(guó)標(biāo)強(qiáng)制要求執(zhí)行威兜，但是醫(yī)藥行業(yè)普遍已經(jīng)這樣操作。2015年庐椒，我國(guó)發(fā)布了《食品工業(yè)用不銹鋼管道安裝及驗(yàn)收規(guī)范》輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(圖6)椒舵，明確標(biāo)出“管子對(duì)管子或管道元件之間組合焊接時(shí)，如位置許可應(yīng)優(yōu)先采用自動(dòng)設(shè)備焊接”约谈。從乳業(yè)看笔宿，高質(zhì)量的乳品離不開(kāi)好的奶源，也離不開(kāi)高質(zhì)量的設(shè)備填篱，因此施工工藝是很重要的徙掠，但往往受傳統(tǒng)做法的影響恃葫，會(huì)被大家忽略掉。
圖6 國(guó)家輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求優(yōu)先采用自動(dòng)焊接設(shè)備焊接
“自動(dòng)焊”技術(shù)與手工焊接的比較
01手工焊后出現(xiàn)滲漏
圖7是國(guó)內(nèi)的某一個(gè)項(xiàng)目乌窿，該工程使用了一段時(shí)間后悉镜，在焊縫的位置發(fā)生了很?chē)?yán)重的腐蝕，出現(xiàn)了漏點(diǎn)庙炮，肉眼可見(jiàn)從這個(gè)地方有很細(xì)的水珠流下來(lái)后谱。
圖7 手工焊接口出現(xiàn)滲漏
02手工焊后出現(xiàn)漏點(diǎn)
圖8是某一個(gè)工程發(fā)現(xiàn)了很多這樣的焊接漏洞，很明顯是人工焊接施工過(guò)程中因多次焊接或者不熟練操作造成的种司。
圖8 焊道出現(xiàn)漏點(diǎn)
03手工焊后焊縫未滲透刷桐，出現(xiàn)焊縫扭曲、焊疤
圖9也是不良焊接的一個(gè)失敗案例娶得。有些焊接在外面看是融合的川霞，是沒(méi)問(wèn)題的，但是使用內(nèi)窺鏡看里面悬朱，或者把管道剖開(kāi)取樣看，里面根本沒(méi)有滲透脖母，存在拼接縫隙,形成無(wú)法清洗的死角士鸥。
有些焊接氧化非常嚴(yán)重，已經(jīng)破壞奧氏體不銹鋼本體材質(zhì)的耐腐性谆级、光潔度,易出現(xiàn)滋生細(xì)菌烤礁、抗腐蝕下降的結(jié)果，這就是一個(gè)很?chē)?yán)重的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)肥照，因?yàn)檫@里永遠(yuǎn)隱藏著細(xì)菌脚仔，不斷的滋生細(xì)菌會(huì)影響很多批次的產(chǎn)品。
圖9 焊縫未熔透等失敗案例
04焊接不合格導(dǎo)致細(xì)菌滋生等問(wèn)題
圖10 焊口中容易存在的李斯特菌舆绎、沙門(mén)氏菌
在焊接不合格的位置鲤脏，李斯特菌、沙門(mén)氏菌在反復(fù)污染著我們的產(chǎn)品吕朵。這兩個(gè)菌種小至0.5微米(圖10)猎醇，而管道系統(tǒng)的Ra值(表面粗糙度值)國(guó)內(nèi)基本要求在0.5-1.0微米。這意味著努溃，如果細(xì)菌過(guò)小硫嘶，細(xì)菌不僅存在于管道縫隙和焊口，也存在于管路系統(tǒng)的內(nèi)表面檩翁。只有把表面打磨得更光滑纤厨，使管道系統(tǒng)的Ra值低于細(xì)菌大小，比如說(shuō)達(dá)到0.5微米景絮，細(xì)菌殘留的幾率才會(huì)更低守镰。
理想的“自動(dòng)焊”是什么樣的？
理想的“自動(dòng)焊”是：無(wú)裂紋或氣孔，無(wú)臺(tái)階丐作、無(wú)錯(cuò)邊捉泣，無(wú)內(nèi)部變色或電弧，無(wú)凹陷或凸起秒聪，無(wú)夾雜舵素，表面粗糙度不增加，無(wú)相關(guān)的金相變化跷焚，無(wú)可見(jiàn)無(wú)咬邊弥容，無(wú)燒穿。
不管是醫(yī)藥級(jí)還是食品級(jí)逸萄，焊接都有國(guó)際通用的允收標(biāo)準(zhǔn)葫督，比如《EHEDG Doc 35 食品加工行業(yè)不銹鋼管的衛(wèi)生焊接》中要求，焊縫的凹陷板惑、錯(cuò)邊有15%的允收標(biāo)準(zhǔn)橄镜，扭曲偏差在25%-75%，這些都是有據(jù)可查的冯乘。
圖片
圖11 焊縫的凹陷洽胶、錯(cuò)邊有15%的允收標(biāo)準(zhǔn)
圖12 扭曲偏差的國(guó)際允收標(biāo)準(zhǔn)在25%-75%
圖13是“自動(dòng)焊”下焊管內(nèi)外表面的理想焊縫照片，它的縫隙是完全融合滲透的裆馒，沒(méi)有氣孔姊氓、沒(méi)有臺(tái)階、沒(méi)有錯(cuò)邊喷好，沒(méi)有夾雜翔横、沒(méi)有凸起和凹陷，焊縫的魚(yú)鱗片非常均勻梗搅，這就是“自動(dòng)焊”用機(jī)器保證高質(zhì)量焊縫的外觀表現(xiàn)禾唁。
圖13 “自動(dòng)焊”下焊管內(nèi)外表面的理想焊縫
如何實(shí)施理想的“自動(dòng)焊”？
首先无切，不論是在現(xiàn)場(chǎng)施工部分椅洗，還是工廠預(yù)制部分，在管道設(shè)計(jì)的過(guò)程中捅冈，優(yōu)先要考慮實(shí)施“自動(dòng)焊”的流程耍缩。比如，需要自動(dòng)焊接哪些管道舌多，一個(gè)工程里哪些部位需要預(yù)制交印，哪些部位需要在現(xiàn)場(chǎng)完成。
其次盘秕，需要“自動(dòng)焊”的焊接設(shè)備丘梭，同時(shí)需要焊接工藝工程師在現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)施工作業(yè)嫂镇。
再次，注意焊接時(shí)的細(xì)節(jié)操作柄叹。
舉例1：焊接的彎頭有短彎頭竞茂、長(zhǎng)彎頭兩種。短彎頭一側(cè)壁厚漓客、一側(cè)壁薄固啡，因?yàn)樵诤附拥倪^(guò)程中在上沿和下沿涉及到材料的拉伸和堆積，所以上沿和下沿的壁厚應(yīng)該有一點(diǎn)差別蝙斜。
圖14 焊接短彎頭名惩、長(zhǎng)彎頭的技術(shù)區(qū)別
這就要求自動(dòng)焊接或手動(dòng)焊接過(guò)程中，厚的一側(cè)需要焊的時(shí)間更長(zhǎng)一點(diǎn)孕荠，速度慢一點(diǎn)娩鹉，給足夠的熱量讓它融透；薄的一側(cè)稚伍，需要少一點(diǎn)時(shí)間弯予、少一點(diǎn)熱量，以免造成燒壞或過(guò)度氧化个曙。如果是長(zhǎng)彎頭熙涤，它有一個(gè)直管的部分，這部分就可以避免掉這種薄厚的差異困檩，在自動(dòng)化焊接時(shí)，把軌道焊接頭加持在長(zhǎng)彎頭和焊管處轉(zhuǎn)360度那槽，就會(huì)非常均勻地完成點(diǎn)焊工作悼沿。這就是長(zhǎng)光頭和短彎頭的區(qū)別技術(shù)細(xì)節(jié)。
舉例2：焊接氧化骚灸，就是在焊接過(guò)程中摊咨，沒(méi)有在焊縫的位置填充保護(hù)氣而造成的。焊縫周?chē)趸笕瓤纾茐牧瞬讳P鋼原有耐腐的晶間組織氏长，在日積月累使用下，被氧化焊縫的析出碳化物就不斷地掉到產(chǎn)品里悍暴。
圖15 無(wú)氣體保護(hù)的焊接
去年壳荣，某大集團(tuán)乳企購(gòu)買(mǎi)了一款磁性過(guò)濾器，專門(mén)吸附乳制品生產(chǎn)過(guò)程中的一些金屬離子汽心，用一段時(shí)間之后吟钻，磁性過(guò)濾器上吸附了很多黑色金屬顆粒，我們充分懷疑這些顆粒是焊接不良的管路系統(tǒng)上掉落的碎屑熏疾。由于焊接時(shí)沒(méi)有填充保護(hù)氣體溶豌，造成氧化嚴(yán)重尖初，根本不具備長(zhǎng)時(shí)間抗腐蝕的要求。
正確的做法是：“自動(dòng)焊”下桶淡，焊槍沿著焊縫360度旋轉(zhuǎn)纯末，同時(shí)在焊縫周?chē)畛浔Ｗo(hù)氣體，保證即使在高溫焊接下靴寂，也可以避免外焊縫的氧化磷蜀；內(nèi)管用一種堵頭裝置，填充內(nèi)保護(hù)氣榨汤，把氧氣排除干凈蠕搜，來(lái)避免氧化。
圖16 無(wú)氣體保護(hù)的焊接
圖16是EHEDG標(biāo)準(zhǔn)中的一個(gè)圖譜收壕，描述了氣體含氧量(橫坐標(biāo)：5-300 ppm)和焊接時(shí)間(縱坐標(biāo)：5-60秒)對(duì)外部焊接點(diǎn)內(nèi)表面的影響妓灌。由此可見(jiàn)，如果使用氬氣保護(hù)蜜宪，把含氧量控制在很低的范圍內(nèi)虫埂，即使焊接時(shí)間很長(zhǎng)，也不會(huì)有很大的氧化現(xiàn)象出現(xiàn)圃验。除了歐盟標(biāo)準(zhǔn)掉伏，美國(guó)也有焊接氧化的允收標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然氧化導(dǎo)致的變色是越少越好(圖17)澳窑。
圖17 美國(guó)焊接氧化的允收標(biāo)準(zhǔn)
小結(jié)
近幾年斧散，國(guó)家相繼出臺(tái)了乳品的一些相關(guān)政策，包括執(zhí)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)氖称窐?biāo)準(zhǔn)圾篱、嚴(yán)格的質(zhì)量管控啸席、嚴(yán)厲的處罰和嚴(yán)肅的問(wèn)責(zé)，這些政策都在規(guī)范著乳品企業(yè)玫惧。而乳品企業(yè)要達(dá)到最合要求的生產(chǎn)水平币皂，也需要設(shè)備企業(yè)提供達(dá)到國(guó)際水平的先進(jìn)設(shè)備、先進(jìn)工藝和良好的技術(shù)解決方案庞蠕。“自動(dòng)焊”技術(shù)就在細(xì)節(jié)處理上筋擒，助力乳企達(dá)到先進(jìn)的生產(chǎn)水平。
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