اگرچه جوشکاری پروژه‌های خانگی و تفریحی ممکن است به نظر ساده برسد، اما زمانی که فرایندهای خاص نیاز به یکپارچگی، تمیزی و ایمنی محصول نهایی دارند، پیچیدگی‌ها افزایش می‌یابد. در اینجا جوشکاری بهداشتی اهمیت پیدا می‌کند؛ فرایندی که نیازمند دقت و تخصص بالاتر است.
جوشکاری بهداشتی که بالاترین استانداردهای تمیزی، بهداشت و ظرافت جوش را می‌طلبد، نقش حیاتی در صنایعی مانند غذا و نوشیدنی، داروسازی، بیوتکنولوژی و لوازم آرایشی ایفا می‌کند. در این مقاله، به بررسی کاربردهای عملی و اهمیت این شاخه از جوشکاری در این صنایع خواهیم پرداخت.
جوشکاری بهداشتی چیست؟
جوشکاری بهداشتی، تنها یک فرایند جوشکاری نیست. این یک تکنیک اتصال فلزی است که به طور خاص برای جوش‌دادن قطعات فلزی بهداشتی طراحی شده است، معمولاً در صنایعی مانند غذا، داروسازی، پزشکی، بیوتکنولوژی و دیگر صنایع مشابه. جوشکاران با فولاد ضدزنگ بهداشتی کار می‌کنند، ماده‌ای که نه‌تنها مقاوم و ضدزنگ است، بلکه سبک، بهداشتی و از نظر ظاهری بسیار جذاب است و همین ویژگی‌ها آن را برای این صنایع ایده‌آل می‌سازد.
هدف نهایی جوشکاری بهداشتی، اتصال لوله‌ها یا لوله‌های فولادی ضدزنگ بانفوذ مناسب و بدون عیب یا اکسیداسیون روی سطح است. حتی کوچک‌ترین شکاف‌ها، رنگ‌ها روی سطح، خلأها یا عدم جوش‌خوردگی، درب را برای آلودگی بازکرده و می‌تواند قطعات جوش‌خورده را غیرقابل‌قبول کند.
استانداردها و کدهای جوشکاری بهداشتی
از آنها که جوشکاری بهداشتی نیازمند بالاترین سطوح کیفیت و تمیزی است، سازمان‌هایی مانند انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) مجموعه‌ای از دستورالعمل‌ها، استانداردها و کدها را تدوین کرده‌اند. نقش اصلی استانداردهای جوشکاری، تضمین ایمنی و یکنواختی در فرایند جوشکاری است که شامل جوشکاری بهداشتی نیز می‌شود.
اولین استانداردهای جوشکاری بهداشتی بر اساس استانداردهای بهداشتی 3A- تدوین شدند. استانداردهای 3A- معیارهای طراحی برای تجهیزات و سیستم‌های پردازش را بر اساس الزامات ANSI فراهم می‌کنند تا پذیرش آنها توسط USDA، FDA و مقامات نظارتی ایالتی تسهیل شود. کمیته 3A- با انجمن جوشکاری آمریکا (AWS) همکاری کرد تا اولین استانداردهای جوشکاری بهداشتی، AWS D18 را تدوین کند.
AWS D18.1 با عنوان “مشخصات جوشکاری لوله و لوله‌های فولاد ضدزنگ آستنیتی در کاربردهای بهداشتی” شناخته می‌شود. بااین‌حال، چندین نوع مختلف از این استانداردها وجود دارند که بر اساس کاربردهای مختلف جوشکاری بهداشتی تنظیم شده‌اند. به‌عنوان‌مثال، -AWS D18.2 راهنمای سطوح تغییر رنگ جوش در لوله‌های فولاد ضدزنگ آستنیتی و یا -AWS D18.3 مشخصات جوشکاری مخازن و تجهیزات در کاربردهای بهداشتی. تمام این استانداردها دستورالعمل‌های دقیقی در مورد ویژگی‌های جوش ارائه می‌دهند که برای تولید جوش‌های سالم و زیبا در کاربردهای بهداشتی ضروری هستند.
در جوشکاری بهداشتی، جوشکاران می‌توانند به مقررات FSMA (قانون مدرن‌سازی ایمنی غذا و دارو) که توسط FDA تدوین شده نیز مراجعه کنند. مقررات FSMA به‌وضوح اقداماتی را که باید برای پیشگیری از آلودگی غذا انجام شود، مشخص می‌کند. استاندارد تجهیزات فرایند زیستی ASME مشخصات طراحی و ساخت تجهیزات جدید پردازش سیالات را که در صنایع نیازمند استانداردهای بهداشتی بالا استفاده می‌شود، استانداردسازی می‌کند.
فرایندهای جوشکاری بهداشتی
طبق استانداردهای AWS D18، جوشکاری بهداشتی معمولاً با استفاده از جوشکاری TIG یا جوشکاری قوس تنگستن گاز (GTAW) انجام می‌شود. اگر به فرایندهای قوسی موجود نگاهی دقیق‌تر بیندازیم، جوشکاری TIG به طور خاص گزینه منطقی‌تری به نظر می‌رسد.
در جوشکاری TIG از یک الکترود تنگستن غیرمصرفی برای ایجاد قوس، ذوب و اتصال قطعات استفاده می‌شود. تمام فرایند با استفاده از یک گاز محافظ با خلوص بالا و غیر واکنشی (بی‌اثر) مانند آرگون محافظت می‌شود. به‌این‌ترتیب، حوضچه جوش و الکترود تنگستن غیرمصرفی از آلودگی‌های جوی محافظت می‌شوند. هیچ‌گونه ترک یا حفره‌ای نمی‌تواند یکپارچگی و کیفیت جوش را تهدید کند.
گاز محافظ جوشکاری، یک محیط تمیز برای جوشکاری فراهم می‌کند و با آماده‌سازی و تمیزکاری مناسب جوش، دست‌یابی به سطح مطلوب تمیزی و زیبایی‌شناسی آسان‌تر می‌شود. علاوه بر این، جوشکاران از روش back purging (شستشوی معکوس) در لوله‌های فولاد ضدزنگ نیز استفاده می‌کنند. محافظت از قسمت پشت لوله، قسمت داخلی جوش را از آلودگی‌ها محافظت می‌کند.
GTAW به دلیل کنترل حرارت عالی‌اش نیز به طور گسترده استفاده می‌شود. ناحیه تأثیر حرارتی (HAZ) باریک و مقدار حرارت محدود باعث می‌شود که جوش‌ها به دمای بحرانی نرسند که در آن دما اکسیداسیون آغاز شود. اکسیداسیون خود را به‌صورت رنگ‌هایی روی سطح جوش نشان می‌دهد و در جوشکاری بهداشتی، هر چیزی که از رنگ کروم یا در موارد خاص رنگ طلایی روشن بیشتر باشد، غیرقابل‌قبول است.
جوشکاری بهداشتی در صنعت غذا و نوشیدنی
افزایش جمعیت جهانی، تقاضا برای غذا را به طور چشمگیری افزایش داده است. گسترش تولید غذا برای مقابله با این مسئله ضروری است، اما توجه زیادی نیز به ایمنی غذا معطوف شده است.
حفظ استانداردهای بالای بهداشت و تمیزی در کارخانه‌های فراوری غذا و نوشیدنی به بخش مهمی از صنعت غذا و نوشیدنی تبدیل شده است.
در اینجا جوشکاری بهداشتی نقش حیاتی ایفا می‌کند. جوش‌های بهداشتی واکنش نشان نمی‌دهند و غذا یا نوشیدنی را آلوده نمی‌کنند که این مسئله برای تضمین ایمنی مصرف‌کنندگان و مشتریان نهایی ضروری است.
برخی از نمونه‌های جوش‌های بهداشتی در صنعت غذا و نوشیدنی شامل تانک‌ها، مخازن، لوله‌کشی‌ها و دیگر تجهیزات تولید غذا یا آشپزخانه هستند. این تجهیزات نباید با سطوح متخلخل در تماس باشند و باید عاری از درزها، ترک‌ها یا گوشه‌ها باشند تا از جمع‌شدن یا نگهداری آلودگی‌ها یا باکتری‌های احتمالی جلوگیری شود.
جوشکاری بهداشتی در صنعت پزشکی
جوشکاری بهداشتی در صنعت پزشکی برای ساخت ابزارهای پزشکی، وسایل جراحی، تجهیزات آزمایشگاهی و دستگاه‌های قابل‌کاشت استفاده می‌شود. این دستگاه‌ها و ابزارها معمولاً از فلزات حساس و خاصی مانند فولاد ضدزنگ یا تیتانیوم ساخته می‌شوند. ازآنجاکه این ابزارها می‌توانند بر زندگی انسان تأثیر بگذارند، هیچ‌گونه فضایی برای اشتباه در کیفیت وجود ندارد.
علاوه بر بالاترین کیفیت، ابزارهای پزشکی باید از نظر عملکرد و زیبایی‌شناسی مناسب باشند تا استفاده راحت از آنها تسهیل شود. جوش‌های کم‌ارتفاع با استحکام استثنائی که به‌سختی قابل‌مشاهده هستند، انتخاب مناسبی برای ابزارها و تجهیزات پزشکی به شمار می‌آیند. پس از استفاده، این ابزارها و تجهیزات به‌راحتی قابل ضدعفونی‌شدن هستند تا سلامت بیماران آینده تضمین شود. به همین دلیل، هر جوش و خود ابزارهای پزشکی باید در برابر خوردگی، حرارت و ترک‌ها مقاوم باشند.
جوشکاری بهداشتی در صنعت داروسازی
جوشکاری دارویی، شامل جوشکاری بهداشتی، به طور قابل‌توجهی با فرایندهای معمول جوشکاری متفاوت است. این نوع جوشکاری تخصصی به طور خاص برای رعایت استانداردهای سخت‌گیرانه صنعت داروسازی طراحی شده است. این فرایند نیاز به جوش‌های پیوسته و با کیفیت بالا دارد و مشابه صنعت پزشکی، نتایج آن در کاربردهای دارویی غیرقابل‌مذاکره است.
یکی از انواع جوش‌های بهداشتی در صنعت داروسازی لوله‌ها و لوله‌کشی‌هایی است که برای حمل مواد شیمیایی استفاده می‌شود. مانند صنعت غذا، هرگونه ترک، خلأ، حفره یا گوشه در این لوله‌ها می‌تواند باعث آلودگی مواد شیمیایی حمل‌شده شود. داروهایی که توسط تجهیزات آلوده می‌شوند، خطرات جدی برای سلامت مصرف‌کنندگان به همراه دارند.
بیشتر جوشکاری‌های بهداشتی در صنعت داروسازی در اتاق‌های تمیز انجام می‌شود تا خطر آلودگی به حداقل برسد. اتاق تمیز یک محیط جوشکاری تخصصی فراهم می‌کند که استانداردهای سخت‌گیرانه تمیزی و عدم آلودگی را رعایت می‌کند. بیشترین ماده استفاده شده در این فرایند فولاد ضدزنگ است که به دلیل استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و توانایی تحمل دما و فشارهای شدید، انتخابی ایده‌آل است.
جوشکاری بهداشتی در بیوتکنولوژی
جوشکاری بهداشتی در صنعت بیوتکنولوژی نیز به طور گسترده‌ای استفاده می‌شود و هدف از آن تأمین تجهیزات تولید تمیز و جلوگیری از رشد باکتری‌ها است. حتی مقدار کمی از پاشش جوش می‌تواند کیفیت محصول را تحت‌تأثیر قرار دهد و منجر به فراخوان‌های پرهزینه شود، بنابراین مخازن بیوفارما باید برای رعایت بالاترین استانداردها بهینه‌سازی شوند.
مانند جوشکاری دارویی، بیوتکنولوژی نیز به تمیزی فوق‌العاده و بدون نقص نیاز دارد. برای تولید واکسن‌ها و بیوتراپی‌ها، حفظ یک محیط استریل امری ضروری است.
جمع‌بندی
جوشکاری بهداشتی یک فرایند جوشکاری جداگانه نیست. بلکه یک تکنیک جوشکاری است که برای اتصال قطعات بهداشتی در صنایع حساس مانند پزشکی، داروسازی، غذا و نوشیدنی، یا بیوتکنولوژی استفاده می‌شود.
جوش‌های بهداشتی باید یکنواخت، قوی، مقاوم در برابر خوردگی و بادوام باشند. این جوش‌ها نباید باعث تداخل یا آلودگی مواد شیمیایی یا غذاهایی شوند که در مخازن یا لوله‌ها قرار دارند. برای اطمینان از تمیزی بحرانی جوش‌ها، آنها باید عاری از نقص بوده و مطابق با استانداردهای سخت‌گیرانه باشند.
به همین دلیل، تمرکز زیادی بر آماده‌سازی جوش، انتخاب تکنیک جوشکاری و محافظت از جوش‌ها وجود دارد. در نهایت، نتایج با استفاده از روش‌های مختلف بازرسی که می‌توانند هم یکپارچگی سطحی و هم داخلی جوش‌ها را ارزیابی کنند، تأیید می‌شود.
