矩形脉动真空灭菌器内腔开裂原因

2019 年 6 月在对东莞市某医院一台矩形脉动真空灭菌器进行定期检验时,发现该灭菌器内腔存在4条肉眼可见的裂纹。 此灭菌器为夹套式结构,内腔长、宽、高分别为1500,680,1180 mm,于2010年6月5日投入使用,其设计压力、设计温度、材 料等基本信息如表1所示。为了找到灭菌器内腔裂纹的产生原因,笔者对其进行了宏观分析、金相检验和光谱分析。

灭菌器内腔有 4 条肉眼可见的裂 纹,编号分别为1,2,3,4,其位置及宏观形貌如图1所示。裂纹1位于内腔左壁,呈弧形,中间宽、两端细,方向与折弯同向,长度约10 mm,其中心离左壁前侧边缘约350 mm,与底部垂直距离约50 mm,其宏观形貌如
图1d)所示;裂纹 2 位于内腔左壁,长度约15 mm,其中心离裂纹1中心距离约190 mm,与底部垂直距离约50 mm;裂纹3位于内腔右壁 ,长度约50mm,其中心与后壁垂直距离约350mm,与顶部垂直距离约50 mm;裂纹4位于内腔右壁,主体呈直线型,裂纹一端出现分叉,中间宽度明显大于两端的,长度约15mm,其中心与裂纹3中心距离约190 mm,与顶部垂直距离约50mm,其宏观形貌如图1e)所示。灭菌器内腔右壁可以明显观察到右壁外表面与加强筋支撑结构的断续焊接痕迹。4条裂纹中心均离内腔两内壁折弯约50mm,且均位于所在加强筋支撑结构与内腔外表面的焊接起始处。

采用复膜金相技术对该灭菌器内腔裂纹1进行现场金相组织复膜,再采用DM6M 型金相显微镜对复膜金相进行观察[1-2],其显微组织形貌如图 2 所示。可知,基 体为均匀等轴奥氏体组织 由 图 2a)可见显微组织中存在大走向一 致的裂纹,方向与内腔折弯的一致;由 图 2b)~c)可见主裂纹附近存在大量树枝状细裂纹;由图2d)可见裂纹主要呈穿晶扩展,为典型的氯化物应力腐蚀开裂形貌.

灭菌器内腔的材料为SUS304 不锈钢,属日本料标准牌号。采用手持式光谱仪对灭菌器内腔裂纹1、裂纹4及远离裂纹处进行化学成分分析,结果如表2所示。可见灭菌器内腔的材料满足JIS G4303:2012StainlessSteelBars对SUS304不锈钢化学成分的要求,其铬、镍和锰元素的含量均在标准规定的范围内。