اختيار مادة الفولاذ المقاوم للصدأ لمصنع الجعة

يستخدم الفولاذ المقاوم للصدأ على نطاق واسع في صناعة الأغذية والمشروبات نظرًا لمقاومته لدرجات الحرارة العالية ومقاومته للتآكل وخصائصه الصحية. مقارنة بالمجالات الأخرى مثل إنتاج النفط والغاز ، يتم تنظيف أوعية وأنابيب تخمير البيرة بانتظام باستخدام CIP (تنظيف الموقع). من أجل الحصول على أفضل نتائج التنظيف ، تعتبر المعالجة الجيدة للأسطح والأنابيب أمرًا بالغ الأهمية. منذ الستينيات ، غالبًا ما تستخدم عمليات تخمير البيرة الصناعية المستخدمة في تصنيع الحاويات والخزانات الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 1960 ، أو ايسي 316، ودوبلكس الفولاذ المقاوم للصدأ 2205. مقاومة التآكل 2205 الفولاذ المقاوم للصدأ مشابه لذلك من ايسي 304 بينما تكون القوة أعلى ، وليس من السهل إنتاج تكسير الكلوريد عندما تكون درجة الحرارة أعلى من 60 درجة مئوية. لا يتسبب الشعير المهروس والنبتة والبيرة في تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ ، حتى عند نقطة الغليان. ومع ذلك ، فإن الفولاذ المقاوم للصدأ المشغل على البارد يكون عرضة لتكسير الكلوريد عند استخدامه فوق 60 درجة مئوية. بشكل عام ، لا يتسبب محلول التخمير أيضًا في تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 304. لا يمكن اختيار الفولاذ المقاوم للصدأ AISI 316 إلا في تخمير البيرة باستخدام الماء الطري نظرًا لارتفاع نسبة الكلوريد.

قد يحدث تكسير الكلوريد في الأنابيب والأوعية ذات الجدران الرقيقة بسبب قابليتها لضغط الشد. في حالة حدوث تسرب في الوعاء ، فعادةً ما يكون ذلك بسبب جودة اللحام المتدنية أو بسبب الإجهاد العالي. لا يؤدي التنظيف الميداني (CIP) إلى تآكل الفولاذ المقاوم للصدأ ، ولكن في ظل الظروف القاسية قد يتسبب في تكسير الكلوريد على الفولاذ المقاوم للصدأ بدرجة عالية من التشكيل البارد. الإجهاد التآكل والتآكل الإجهادي وآليات فشل تكسير متشابهة. مثال على التآكل الناتج عن الإجهاد في خزان التفريغ هو فتح حاوية الحبوب. بعد الهرس والتسخين ، يتم فصل الحبوب عن نقيع الشعير وتفريغها من خلال فتحة حظيرة الحبوب. ينتج عن التأثير والحمل المرتفع من الحبوب المفرغة شقوق تآكل مرهقة على طول حافة اللحام في المنطقة المقابلة مباشرة لمصب المستودع. يرجع التسرب في بعض الأماكن إلى رداءة الجودة. قد يتشقق وعاء نقيع الشعير من الخارج إلى الداخل بسبب تكسير الكلوريد والتعب الحراري. إذا كان هناك ضغط داخلي كبير أثناء اللحام أثناء لحام الأنابيب الحلزونية المسخنة بالبخار ، فقد يحدث تشقق في جميع أنحاء جدار وعاء الفولاذ المقاوم للصدأ

حساسية من الستانلس ستيل

AISI 304 أو 316 الفولاذ المقاوم للصدأ يحتوي على نسبة كربون أقل من 0.08٪ ويمكن تحسسه إذا تعرض لـ 500 ~ 800 ℃ لفترة زمنية معينة ، والتي قد تحدث أثناء اللحام. لذلك ، يتسبب اللحام في توعية "المنطقة المتأثرة بالحرارة" على طول اللحام.

سيؤدي التحسس إلى تكوين كربيد الكروم عند حدود الحبوب ، مما يؤدي إلى ضعف الكروم عند حدود الحبوب ، مما يسهل التسبب في التآكل الحبيبي للفولاذ المقاوم للصدأ في حالة جدار الأنبوب السميك (BBB 0 2 ~ 3mm). لتجنب هذا الموقف ، غالبًا ما تختار "الفولاذ القابل للحام": مثل الفولاذ من الدرجة L ، مثل 304L، 316L ، أي محتوى كربوني أقل من 0.03٪ ؛ التيتانيوم الصلب المستقر: 321,316 Ti.

 

المعالجة السطحية

من أجل مقاومة التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ ، تعد جودة اللحام والمنطقة المتأثرة بالحرارة وخشونة السطح وحالة طبقة الأكسيد الواقية مهمة. تعتبر حالة سطح الفولاذ المقاوم للصدأ مهمة بشكل خاص لصناعة الأغذية والمشروبات وصناعة الأدوية. غالبًا ما تحدث مشكلات التآكل في مصانع الجعة بسبب ظروف السطح غير المستوية. أثناء التصنيع (اللحام ، المعالجة الحرارية ، الطحن ، إلخ) ، تتضرر طبقة أكسيد الكروم الممتلئة ، مما يقلل من مقاومة التآكل. سيؤدي الغاز الوقائي غير الكافي المستخدم في لحام الفولاذ المقاوم للصدأ إلى تكوين لون تقسية ساخن. تتكون ألوان التقسية الحرارية المسامية هذه من أكاسيد مختلفة تميل إلى امتصاص الأيونات مثل أيونات الكلوريد ، مما يقلل من مقاومة التآكل ويفشل في حماية المعدن الأساسي.

إذا كانت الحرارة أو أنواع الملوثات الأخرى غير مقبولة ، فيجب استخدام نوع من التشطيب المعدني لمعالجتها. التخليل أو التخميل يمكن أن يزيل طبقة الأكسيد القديمة ولون الرجوع الحراري والملوثات الأخرى ، وبالتالي السماح لفيلم أكسيد الكروم المخمد بالتعافي تمامًا. أكثر عمليات التخليل شيوعًا هي غمر أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ في محلول حامض مختلط من حمض النيتريك وحمض الهيدروفلوريك ، والذي يمكن أيضًا تنفيذه عن طريق نظام شطف بالرش أو الأنابيب. على الرغم من أن سطح الفولاذ المقاوم للصدأ نشط بعد التخليل ، يمكن تشكيل فيلم تخميل في غضون 24 ساعة بسبب تفاعل الكروم مع الأكسجين في الهواء ، ولكن في بعض الحالات ، يتم تسهيل التخميل كيميائيًا باستخدام حمض النيتريك.

 

لحام

غالبًا ما تكون اللحامات والمناطق المتأثرة بالحرارة هي سبب التآكل. بالنسبة لمصانع الجعة والصناعات الغذائية الأخرى ، فإن العيوب في اللحامات ، مثل عدم الاختراق ، لها أهمية قصوى ، مما يتسبب في مشاكل النظافة والتعقيم. غالبًا ما يحدد المهندسون والمشترين ظروف اللحام غير المناسبة وإجراءات اللحام التي لا يمكن إجراؤها بشكل صحيح. والنتيجة هي جودة اللحامات الرديئة وظروف السطح في البناء التي يجب أن تكتمل.

تحدث إعادة التسخين الحراري بسبب امتصاص الضوء في طبقة أكسيد شفافة ، بسبب اختلاف سماكة طبقة الأكسيد. نظرًا لأن الألوان لها معاملات انكسار مختلفة ، يمكن لطبقة الأكسيد ذات المظهر الأزرق فقط أن تعكس الضوء الأزرق وتمتص الضوء الآخر. تحتوي طبقات الأكسيد السميكة على ثقوب أكثر من طبقات الأكسيد الرقيقة الشفافة بالكامل ، وبالتالي ، فإن طبقات الأكسيد السميكة ستقلل من مقاومة التآكل وعدم التصاق الفولاذ المقاوم للصدأ. بالنسبة لمعظم المعايير ، يكون لون القش الخفيف للحرارة مرة أخرى مقبولًا ؛ جميع الألوان الأخرى مثل الأحمر والأزرق غير مقبولة. لا تسمح صناعة الأدوية بالتسخين الساخن.

يجب أن تكون هندسة اللحام منتظمة قدر الإمكان. لن تتسبب اللحامات المؤهلة في إتلاف السطح المعدني للركيزة. غالبًا ما يبدأ التآكل داخل ثقب صغير في بداية / نهاية اللحام.

نظريًا ، لا توجد ثقوب صغيرة أو رخاوة أو نتوءات أخرى في البداية / النهاية. الاختراق الجيد للحام مهم جدا. يجب أن تكون المواسير متناسقة بشكل جيد ويجب أن يكون عرض اللحام ثابتًا.

 

خشونة السطح

تؤثر خشونة السطح على النظافة وخصائص التآكل للفولاذ المقاوم للصدأ. مقاومة التآكل للسطح المصقول كهربائيًا هي الأفضل ، يليها السطح المصقول ميكانيكيًا. بشكل عام ، لا تفرض صناعة البيرة والصناعات الغذائية استخدام الأسطح المصقولة بالكهرباء ، ولكن مثل هذه الأسطح ، وبالتالي تحقيق ظروف صحية ممتازة وسهولة التنظيف. معظم الأنابيب ملدنة لامعة أثناء التصنيع. نظرًا لأن عملية التلدين اللامع تحسن الجودة إلى حد كبير ، فإن التخليل داخل هذه الأنابيب غالبًا لا يتم إجراؤه إلا إذا كان سطح المادة له لون خلفي شديد الحرارة أو ملوث بالحديد. غالبًا ما تحتوي صفائح الفولاذ المقاوم للصدأ على سطح 2B ، ولها أداء سطح جيد. في مصانع الجعة ، يتم استخدام أنابيب الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الجدران الرفيعة والملحومة بشكل مستقيم بشكل شائع ، مع تشطيبات 2B وأحيانًا تشطيب آخر (فرشاة أو ملمع) على السطح الخارجي. لا تستخدم الأنابيب المبثوقة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ بشكل شائع في مصانع الجعة ؛ يتم استخدامها لأغراض الضغط العالي.