316L 不锈钢筛板
高纯度 316L 不锈钢精密加工筛板,用于色谱柱两端固定填料。过滤精度 1 / 2 / 3 μm,直径 Ø4.7 – 310 mm、厚度 1.5 / 3.0 / 5.0 mm,16 个常备货号覆盖分析柱、半制备柱与工业制备柱;耐有机溶剂与强酸强碱。
高纯度 316L 不锈钢精密加工,用于色谱柱两端固定填料。过滤精度 1 μm / 2 μm / 3 μm 可选,直径覆盖 Ø4.7 mm 至 Ø310 mm,厚度 1.5 / 3.0 / 5.0 mm,共 16 个常备货号;耐有机溶剂和强酸强碱,可用于自装分析柱、半制备柱、制备柱与工业 DAC 柱。
下表 16 个货号为常备规格,按直径 × 厚度 × 过滤精度三项定型;直径覆盖 Ø4.7 – 310 mm,从分析柱一路到工业 DAC 制备柱。同一直径提供不同过滤精度时,请按填料粒径选取——选型判据见第二章。
| 货号 | 尺寸 Ø × 厚 | 精度 |
|---|---|---|
00011-006 | Ø4.7 × 1.5 | 1 μm |
00011-033 | Ø4.7 × 1.5 | 2 μm |
00011-008 | Ø10.5 × 3.0 | 1 μm |
00011-014 | Ø10.5 × 3.0 | 2 μm |
00011-005 | Ø21.9 × 3.0 | 1 μm |
00011-015 | Ø21.9 × 3.0 | 2 μm |
| 货号 | 尺寸 Ø × 厚 | 精度 |
|---|---|---|
00011-020 | Ø30 × 3.0 | 1 μm |
00011-007 | Ø30 × 3.0 | 3 μm |
00011-001 | Ø43 × 3.0 | 3 μm |
00011-022 | Ø56 × 3.0 | 1 μm |
00011-002 | Ø56 × 3.0 | 3 μm |
| 货号 | 尺寸 Ø × 厚 | 精度 |
|---|---|---|
00011-003 | Ø63 × 3.0 | 3 μm |
00011-009 | Ø93 × 3.0 | 3 μm |
00011-010 | Ø127 × 5.0 | 3 μm |
00011-018 | Ø200 × 5.0 | 3 μm |
00011-027 | Ø310 × 5.0 | 3 μm |
规格以实物与供货批次为准;表列之外的直径、厚度与精度可按图定制,询价时请一并注明柱内径、填料粒径与装填压力。
圆形筛板(Frit / Bed Support)图文解剖
有机相高压制备色谱 DAC 柱 · 基本参数 · 烧结板与金属编织网的区别 · 材料与使用场景
参数聚焦有机相高压硅胶 DAC(填料 10–20 µm、柱压 70–100 bar、2 µm 级筛板);水相工艺柱仅作对照。
一片圆形筛板,从整片到微观
下图把一片圆形筛板拆成三级尺度:整片圆盘的实际尺寸、五层丝网叠层的剖面结构、以及 2 µm 孔与 10–20 µm 填料颗粒的真实尺度对比。
一片筛板要写清楚的八项参数
筛板同时承担三项互相冲突的功能,任何一项参数都是三者的折衷。
① 保持(挡住填料)要求孔径小;② 分布(一股流变全截面均流)要求流阻低、孔径大;③ 承载(承受压缩力与流体推力)要求厚而刚。
孔小则易堵、压降高;孔大则漏料、分布差;做厚做刚则死体积大、难清洗。
现场绝大多数「换了新筛板还是不行」,根源都是把三项当成一项来选型。
八项参数
| 参数 | 有机相 DAC 典型取值 | 怎么读这个数字 | 选型与验收要点 |
|---|---|---|---|
| 标称孔径 | 2 µm | 最容易被误读的一项。编织网的孔径是几何量——能恰好穿过的球体直径;烧结粉末板的孔径是效率标称值——平均流量孔径,或某试验粉尘单次通过 98% 截留。两者不是同一个物理量。 | 同样标称 2 µm 的两家产品不可直接互换;询价必须问「孔径的定义类型是什么」,并索取孔径分布(尤其上限)。 |
| 孔径分布 | 须索取,通常不在规格书上 | 规格书写的往往是平均值;真正决定漏不漏的是分布上限。若保持层的孔径波动大于最小珠粒,填料颗粒会直接漏穿。 | 可引用判据只有定性两条:孔径分布须低于填料粒径分布中的最小颗粒;孔径须小于填料的数均粒径。 |
| 外径 Ø | Ø50 – Ø1200 mm | 须与柱内径配合并压入,以获得最低死体积。周边留缝即产生边缘旁路(沟流)。 | 整体无焊缝盘上限约 Ø1150 mm,更大需拼装;Ø1200 以上柱的筛板必带拼缝。 |
| 厚度 | 0.7 – 1.6 mm(约 0.028″ / 0.062″) | 决定刚度,也决定死体积与柱外谱带展宽。改进方向是减薄或改曲面,而非加厚。 | 厚度与允许挠度成组考虑;允许最大压差与允许挠度须书面向供应商索取(公开资料普遍没有)。 |
| 孔隙率 | 金属烧结件约 21–52% | 同一孔径下孔隙率越高,压降越低、通量越大,但机械强度下降。 | 与孔径并列写入采购规格;烧结塑料件通常孔径与孔隙率一同标注。 |
| 渗透率 | 按 ISO 4022 的 α / β 系数 | 唯一可用于定量验收的参数。 气泡点(ISO 4003)标准自身声明「应视为质量控制试验,而非用于界定滤材等级或测定确切孔径」。 | 用气泡点「验证标称 2 µm 是否属实」方法学上站不住;气泡点只能回答「有没有明显大孔或穿孔」。 |
| 方向性 | 有,但常未标注 | 多层结构细面朝向不同,寿命差异可达 3 倍。公开资料中三类制造商均未标明迎流面。 | 必须索取带方向标注的图纸,不得凭常识推定。 装反不会当场报警,只会缩短寿命并改变流场。 |
| 材质牌号 | 316L | 不能只写「不锈钢」。烧结件与锻件耐蚀行为不同,须写到牌号并索取材质证书。 | 钢件按 EN 10204 3.1 级证书,接液件与承压件应可追溯至批次级别。 |
红线一:比值规则不存在
「筛板孔径 = 填料粒径的 1/2 或 1/3」查无一手出处,不要写进受控文件。
反算公开可查的实际配对,倍数区间为 1/1.5 ~ 1/10,不成规则。
| 场景 | 筛板孔径 | 填料/介质粒径 | 反算倍数 |
|---|---|---|---|
| 有机相 DAC | 2 µm | ≥10 µm 硅胶 | ~1/5 |
| 水相工艺柱 | 10 µm | 30–70 µm | 1/3–1/7 |
| 分析柱 | 2 µm | 3–5 µm | 1/1.5–1/2.5 |
替代做法(可执行):不写比值,写配对台账——「贵厂第 X 型柱 + 第 Y 号填料 = 第 Z 号筛板」,每行注明来源(厂商推荐/自行验证)并记录该配对下的实测漏料与压降表现。
配对表可积累、可追溯、可被审计;比值不能。
红线二:压力正常 ≠ 筛板完好
入口筛板部分堵塞不一定引起压力升高,却足以造成样品分布不均——表现为全部峰拖尾或全峰分裂。
公开研究给出的唯一一组定量关系:分布器堵塞 90% 时体积方差增大约 62 倍;堵塞超过 70% 即呈明显不对称拖尾或产生额外峰。
排查顺序应是「峰形 → 筛板」,而不是只盯压力表。
烧结板与金属编织网的区别
- 孔不是「孔」,是颗粒间曲折缝隙
- 截留效率随流速 / 粒径 / 浓度而变
- 局部密度差异 → 死区
- 不规则孔形滞留液体 → 清洗与验证更难
- 烧结 316L 耐点蚀显著低于锻造 316L
- 孔越细越易形成浓差电池 → 加剧缝隙腐蚀
- 孔径由织造几何唯一确定
- 精度靠细层、强度靠粗层,典型 5–6 层扩散烧结成一体
- 流道规则 → 分布更好、压降更低
- 污染多积表面 → 反冲与清洗有效
- 结构刚性抑制边缘旁路
- 代价是有方向性
九项对比
| 对比项 | 烧结金属粉末板 | 多层金属编织网(烧结丝网) | 对现场的实际含义 |
|---|---|---|---|
| 成形方式 | 金属粉末填模 → 加压 → 高温烧结成多孔体 | 多层不同目数丝网叠合 → 真空扩散烧结成一体 | 前者是「一块海绵」,后者是「几张筛子焊死」 |
| 过滤机理 | 深层过滤:通道明显大于目标颗粒,靠颗粒卡在通道里实现截留 | 表面过滤:颗粒被最细一层挡在外表面 | 深层过滤的截留效率随流速、粒径、浓度而变——「平时不漏、装柱时漏」多出于此 |
| 孔径的物理含义 | 效率标称值(平均流量孔径 / 98% 截留) | 几何量(能恰好穿过的球体直径) | 两者不可直接换算,跨厂商比价前必须先对齐定义 |
| 流动分布 | 通道曲折、局部密度有差异,流型可能变差 | 流道规则,分布更均匀、压降更低 | 直接影响柱效与峰形对称性 |
| 抗堵倾向 | 更易堵塞,且堵在孔内——反冲基本无效 | 污染多积于表面——反冲与清洗有效 | 反冲成功率与结构强相关,不是操作水平问题 |
| 可清洗性 | 不规则孔形滞留液体,清洗后难以验证 | 更易彻底清洗 | GMP 场景下「洗不干净」与「无法证明洗干净了」同等严重 |
| 机械与抗挠曲 | 整体多孔体,刚度取决于厚度 | 粗支撑层专门承载,抗挠曲能力可设计 | 挠曲会使床层局部卸压、局部过压实 → 立即引起压力变化 |
| 方向性 | 相对不敏感 | 敏感——细面朝向决定寿命(可差 3 倍) | 必须索取带方向标注的图纸并写进装配记录 |
| 适用倾向 | 需要极高刚度或特殊成形(异形、变厚度)时 | 工业 DAC 的主流选择 | 某填料厂商在公开的 DAC 装柱指南中直接给出判断 |
可直接引用的厂商级判断
来自填料厂商公开的 DAC 装柱指南:
「最好的筛板是编织网型,流动分布更好且更易清洗;烧结型更易堵塞、流型可能变差、且不如编织型易清洗。」
同一份资料另有一句同样重要:若不使用新筛板,务必确保已彻底清洗——部分堵塞的筛板必然导致流动分布不均、造成峰形畸变。
另外两类结构 + 三类异形
| 型式 | 关键特征 |
|---|---|
| ③ 细网 + 粗支撑网 | 细网 5–10 µm 配粗网约 800 µm,网沿外周焊接或熔合以杜绝边缘旁路 |
| ④ 烧结塑料板(PE / UHMWPE / PP / 烧结 PTFE) | 耐腐蚀,低 pH、高盐首选;疏水,干态必须彻底润湿;有厂商警告空气无法透过 PE 烧结板,排气不当可能撑破 |
| 烧结金属纤维板 | 细面背向填料时寿命可达常规粉末板 3 倍 |
| 变厚度/变孔隙率板 | 外区更疏松以补偿壁区流速偏低 |
| 透镜形板 | 中心厚,但朝床面必须是平面以保证装填平整 |
材料
材料选择由三个约束同时决定——接触介质的化学性质(pH、盐、卤素、溶剂)、柱的压力等级、能不能接受金属离子进入填料。
| 材料 | 典型形态 | 适用与优势 | 限制与注意事项 |
|---|---|---|---|
| 316L 不锈钢 | 多层编织丝网 / 烧结粉末板 | 有机相高压 DAC 的绝对主流。 耐化学性与寿命好,可承 70–100 bar 装填压力与有机溶剂;水相场合适用于低盐、pH > 5。 | 烧结件耐点蚀显著低于锻件;孔越细越易形成浓差电池、加剧缝隙腐蚀。高盐、低 pH、含卤体系风险高;锈粒与溶出金属离子进入填料可致整柱填料报废。 |
| 双相钢(S32205 等) | 大口径支撑环 / 结构件 | 强度与耐蚀性优于 316L | 成本高;主要用于支撑环而非过滤层本体 |
| 钛 / 哈氏合金 | 烧结板 / 编织网 | 含卤素、强酸体系的升级选项 | 价格高、交期长;仅在 316L 已被证实腐蚀时才有必要 |
| PE / UHMWPE | 烧结塑料板 | 耐腐蚀,低 pH、高盐场合的推荐材料;专为「有腐蚀金属柱件风险」的工艺设计 | 疏水,干态必须用 >80% 醇彻底润湿(溶剂易燃,须在防爆分区操作);空气无法透过,排气不当可能撑破;较高流速下可能脱落或鼓凸。承压与溶剂相容性不允许用于有机相高压 DAC。 |
| PP | 编织网 / 注塑分布器 | 耐酸碱、成本低 | 耐温与耐溶剂有限;不适用于有机相高压场合 |
| PTFE(烧结) | 烧结塑料板 | 化学惰性最好 | 机械强度低、蠕变明显,高压下易变形 |
| PA / PEEK | 编织网 / 支撑环 | 水相工艺柱常见,生物相容性文件齐备 | 孔径普遍 10–54 µm,与有机相 DAC 的 2 µm 需求不匹配 |
结构性矛盾:决定备件预算的核心结论
有机相 DAC 因为填料只有 10–20 µm,必须用 2 µm 级筛板;而 2 µm 恰恰是缝隙腐蚀风险最高的一档。
同时,有机相柱又不能像水相柱那样改用塑料筛板规避腐蚀——承压与溶剂相容性都不允许。
更麻烦的是,水相工艺柱靠 1 M NaOH 碱洗恢复通量的那条又便宜又有效的主线,在硅胶 DAC 上被完全封死(硅胶 pH 上限一般为 8,高 pH 会使硅质载体快速溶解劣化、最终床层被堵塞)。
→ 硅胶 DAC 的筛板只剩三条路:溶剂反冲(成功率约三分之一)、离线酸洗+钝化、直接更换。这不是执行力问题,是化学决定的。
合规文件要求
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 钢件材质证书 | EN 10204 3.1 级 |
| 高分子件 | EN 10204 2.1 / 2.2 |
| 生物医药场景 | USP Class VI(USP <88>)、21 CFR 177(尼龙 177.1500/烯烃聚合物 177.1520/全氟碳树脂 177.1550)、无动物源声明 |
| 追溯 | 承压件与接液件应可追溯至批次级别 |
| 表面粗糙度 | 多孔烧结体不适用 Ra 表征;要求筛板标注 ASME BPE SF 等级没有实际意义,不必纠缠 |
柱内位置与使用场景
- 核对位置—件号—孔径—材质四要素
- 目视检查堵塞/变色/变形/边缘压痕
- 每次装柱用全新支撑网与滤网;灭菌后必换
- 先注液吹净筛板残气——柱内带气检漏有爆炸危险
(附注:拆到就拍照,大口径柱一年可能只拆一次)
拦截点只有一个
与密封件相比,筛板问题的拦截点只有一个。密封问题在「空柱保压」这道工序上还有一次拦截机会;筛板问题基本没有——
保压测的是「漏不漏」,测不出孔径选错、堵没堵、会不会挠曲。
筛板的唯一拦截点是装柱七步中的第 ① 步「硬件准备」:核对四要素、目视检查、换新件、润湿排气。这一步放过去,后面六步都补不回来。
三类典型场景
下单与验收
询价单必问六问
| # | 问题 | 要点 |
|---|---|---|
| ① | 结构型式与孔径定义 | 上下两片各是烧结粉末板还是多层编织网?标称孔径的定义类型是几何量、平均流量孔径还是 98% 截留?孔径分布上限多少?——不问清这一条,两家报价没有可比性 |
| ② | 允许压差与允许挠度 | 正向与反向允许最大压差各多少?请提供压差—挠度曲线。这条数据决定能不能反冲、装填流速能开多大。公开资料普遍缺失,必须书面索取;拿到答复前反冲与高流速一律保守 |
| ③ | 方向性与图纸 | 多层筛板是否有迎流面要求?请提供带方向标注的图纸。装反不会当场报警,只会缩短寿命并改变流场 |
| ④ | 配合公差与紧固扭矩 | 外径与柱内径配合公差、平面度公差、边缘间隙允许值、压环紧固扭矩规定值。不记录扭矩,历次拆装的压降基线不可比 |
| ⑤ | 清洗方法与禁用清单 | 本机型是否允许反冲、流速上限?是否允许超声、酸洗、碱洗?禁用清洗剂清单是什么?——硅胶 DAC 尤其要问,碱洗路线已被化学封死 |
| ⑥ | 更换判据(要具体数值) | 按压降超基线百分比、按累计批次/体积、还是按日历?请给具体数值。注意:「筛板每年更换、最长 2 年」并无厂商公开来源,厂商用的是事件驱动逻辑 |
验收:低成本三件套(内控方法,非标准符合性方法)
| 方法 | 能回答什么 | 不能回答什么 |
|---|---|---|
| 单件压降基线(依据 ISO 4022 渗透率概念) | 新件建档、拆下件复测、与历史基线比对,这是最有价值的一项 | 须扣除压力读数固有 ±20% 的不确定度 |
| 气泡点抽检 | 这片板有没有明显大孔或穿孔——只作判废筛 | 不能用于「验证供应商标称的 2 µm 是否属实」,标准自身已声明其用途限于质量控制 |
| 目视与称重 | 变色、锈红、点蚀、变形、边缘压痕、破口 | 看不出孔内堵塞程度 |
PM 与更换:事件驱动 + 日历兜底 双触发
| 触发条件 | 动作 | 性质 |
|---|---|---|
| 每当需要重新装柱时 | 检查 / 清洗 / 更换 | 事件驱动(有厂商依据) |
| 高压蒸汽灭菌后 | 立即更换 | 事件驱动(有厂商依据) |
| 每次装柱前 | 逐批目视检查 | 用户内控 |
| 全面检查(含密封件、液压油) | 建议每 6 个月 | 用户内控限,须注明 |
| 压降超基线达内控限 | 清洗或更换 | 须用本柱数据自行标定 |
| 同一位置连续三次更换间隔明显缩短 | 停止换件,重走根因 | 升级信号 |
备件管理四条
- 规格写到四要素——位置 + 件号 + 孔径及其定义类型 + 材质牌号
- 上下筛板是两个件号,台账须按「位置—件号」双字段管理
- 安全库存必须留——现货交期约 3 天、非现货可达 4–16 周,而一次堵塞可能造成 1–4 个月停产
- 与密封件成套备料,因为滤网上往往直接压有 U 形密封,物理上就是同一次拆装
公开资料缺失、须向供应商专项索取的六项数据
| # | 缺口 | 建议动作 |
|---|---|---|
| 1 | 筛板孔径与填料粒径的固定比值(1/2、1/3 等) | 用配对台账替代;不得写入受控文件 |
| 2 | 筛板日历更换周期(如「每年更换、最长 2 年」) | 改用事件驱动 + 日历兜底双触发 |
| 3 | 允许最大压差与允许挠度、压差—挠度曲线 | 书面向供应商索取;未获答复前反冲与高流速保守 |
| 4 | Ø450 以上 DAC 的筛板孔径与材质 | 公开资料缺失,须向供应商专项询问 |
| 5 | 「压降曲线截距增大 vs 斜率增大」的判读判据 | 属推理而非文献结论,须自行验证 |
| 6 | 多层筛板的迎流面方向要求 | 索取带方向标注的图纸 |
标注「未检索到公开来源」的条目(如筛板孔径与粒径的固定比值、筛板日历更换周期、允许最大压差与挠度),须由实测数据或供应商书面答复补齐后方可写入受控文件。