Pilihan material Stainless steel untuk pembuatan bir

Baja tahan karat banyak digunakan dalam industri makanan dan minuman karena ketahanan suhu tinggi, ketahanan korosi dan sifat higienis. Dibandingkan dengan area lain seperti produksi minyak dan gas, wadah dan pipa pembuatan bir dibersihkan secara rutin menggunakan CIP (pembersihan lokasi). Untuk mendapatkan hasil pembersihan terbaik, perawatan permukaan wadah dan pipa yang baik sangatlah penting. Sejak tahun 1960an, proses pembuatan bir industri yang digunakan untuk memproduksi wadah dan tangki sering kali menggunakan baja tahan karat AISI 304, atau AISI 316, dan baja tahan karat dupleks 2205. Ketahanan korosi 2205 baja tahan karat sebanding dengan AISI 304 sementara kekuatannya lebih tinggi, dan tidak mudah menghasilkan retak klorida ketika suhu lebih tinggi dari 60℃. Malt, wort, dan bir yang dihaluskan tidak menimbulkan korosi pada baja tahan karat, bahkan pada titik didih. Namun, baja tahan karat yang dikerjakan dengan dingin rentan terhadap retak klorida bila digunakan di atas 60℃. Secara umum larutan penyeduh juga tidak menimbulkan korosi pada baja tahan karat AISI 304. Hanya pada pembuatan bir yang menggunakan air lunak, baja tahan karat AISI 316 dapat dipilih karena kandungan kloridanya yang tinggi.

Retak klorida dapat terjadi pada tabung dan bejana berdinding tipis karena kerentanannya terhadap tegangan tarik. Jika terjadi kebocoran pada bejana, seringkali disebabkan oleh kualitas pengelasan yang dibawah standar atau beban kelelahan yang tinggi. CIP (pembersihan lapangan) tidak menimbulkan korosi pada baja tahan karat, namun dalam kondisi ekstrim dapat menyebabkan retak klorida pada baja tahan karat dengan tingkat pembentukan dingin yang tinggi. Mekanisme kegagalan korosi lelah dan retak korosi tegangan serupa. Contoh korosi kelelahan pada tangki sakarifikasi adalah terbukanya tempat penyimpanan biji-bijian. Setelah dihaluskan dan dipanaskan, biji-bijian dipisahkan dari wort dan dibuang melalui lubang gudang biji-bijian. Benturan dan beban yang tinggi dari butiran yang dibuang menghasilkan retakan korosi fatik di sepanjang tepi las pada area yang berhadapan langsung dengan mulut gudang. Kebocoran di beberapa tempat disebabkan oleh kualitas yang buruk. Wadah wort dapat retak dari luar ke dalam karena retak klorida dan kelelahan akibat panas. Jika ada tekanan internal pengelasan yang tinggi selama pengelasan pipa spiral yang dipanaskan dengan uap, retakan dapat terjadi di seluruh dinding bejana baja tahan karat.

Sensitivitas baja tahan karat

AISI 304 atau 316 baja tahan karat memiliki kandungan karbon <0,08% dan dapat menjadi peka jika terkena 500 ~ 800 ℃ selama jangka waktu tertentu, yang mungkin terjadi selama pengelasan. Oleh karena itu, pengelasan menyebabkan sensitisasi pada “zona yang terkena dampak panas” di sepanjang pengelasan.

Sensitisasi akan menyebabkan pembentukan kromium karbida pada batas butir, menghasilkan kromium yang buruk pada batas butir, mudah menyebabkan korosi intergranular pada baja tahan karat jika dinding tabung tebal (BBB 0 2 ~ 3mm). Untuk menghindari situasi ini, sering-seringlah memilih “baja yang dapat dilas”: seperti baja kelas L, seperti 304L, 316L, yang kandungan karbonnya kurang dari 0,03%; Baja stabil titanium: 321.316 Ti.

 

Pengobatan permukaan

Untuk ketahanan korosi baja tahan karat, kualitas las dan zona yang terkena panas, kekasaran permukaan, dan kondisi lapisan oksida pelindung adalah penting. Kondisi permukaan baja tahan karat sangat penting bagi industri makanan dan minuman serta industri farmasi. Masalah korosi pada brewery seringkali disebabkan oleh kondisi permukaan yang tidak rata. Selama fabrikasi (pengelasan, perlakuan panas, penggilingan, dll.), lapisan oksida kromium pasif rusak, sehingga mengurangi ketahanan terhadap korosi. Kurangnya gas pelindung yang digunakan dalam pengelasan baja tahan karat akan menyebabkan terbentuknya warna temper yang panas. Warna tempering termal berpori ini terdiri dari berbagai oksida yang cenderung menyerap ion seperti ion klorida, sehingga mengurangi ketahanan terhadap korosi dan gagal melindungi logam dasar.

Jika panas atau kontaminan jenis lain tidak dapat diterima, lapisan logam harus digunakan untuk mengatasinya. Pengawetan atau pasivasi dapat menghilangkan lapisan oksida lama, memanaskan kembali warna dan kontaminan lainnya, sehingga memungkinkan lapisan film kromium oksida yang dipasifkan pulih sepenuhnya. Proses pengawetan yang paling umum adalah dengan merendam tabung baja tahan karat dalam larutan asam campuran asam nitrat dan asam fluorida, yang juga dapat dilakukan dengan sistem semprotan atau pembilasan perpipaan. Meskipun permukaan baja tahan karat aktif setelah pengawetan, lapisan pasivasi dapat terbentuk dalam waktu 24 jam karena reaksi kromium dengan oksigen di udara, namun dalam beberapa kasus, pasivasi difasilitasi secara kimiawi dengan penggunaan asam nitrat.

 

Pengelasan

Pengelasan dan zona yang terkena panas sering kali menjadi penyebab korosi. Untuk pabrik bir dan industri makanan lainnya, cacat pada pengelasan, seperti kurangnya penetrasi, merupakan hal yang sangat penting, sehingga menyebabkan masalah kebersihan dan sterilisasi. Insinyur dan pembeli sering kali mengidentifikasi kondisi pengelasan yang tidak tepat dan prosedur pengelasan yang tidak dapat dilakukan dengan benar. Dampaknya adalah kualitas las yang buruk dan kondisi permukaan pada konstruksi yang harus diselesaikan.

Pemanasan ulang termal disebabkan oleh penyerapan cahaya ke dalam lapisan oksida transparan, karena perbedaan ketebalan lapisan oksida. Karena warna memiliki koefisien bias yang berbeda, lapisan oksida yang tampak biru hanya dapat memantulkan cahaya biru dan menyerap cahaya lainnya. Lapisan oksida yang lebih tebal memiliki lebih banyak lubang daripada lapisan oksida tipis yang sepenuhnya transparan, oleh karena itu, lapisan oksida yang lebih tebal akan mengurangi ketahanan terhadap korosi dan non-adhesi pada baja tahan karat. Untuk sebagian besar standar, warna heat back yang terang dapat diterima; Semua warna heat-back lainnya seperti merah dan biru tidak dapat diterima. Industri farmasi tidak mengizinkan hot tempering.

Geometri las harus sedapat mungkin teratur. Lasan yang memenuhi syarat tidak akan merusak permukaan logam pada substrat. Korosi sering kali dimulai di dalam lubang kecil di awal/akhir pengelasan.

Secara teoritis, tidak ada lubang kecil, kelonggaran, atau tonjolan lainnya di awal/akhir. Penetrasi las yang baik sangat penting. Perpipaan harus simetris dan lebar las harus tetap.

 

Kekasaran permukaan

Kekasaran permukaan mempengaruhi sifat higienis dan korosi dari baja tahan karat. Ketahanan korosi pada permukaan yang dipoles secara elektro adalah yang terbaik, diikuti oleh permukaan yang dipoles secara mekanis. Secara umum, industri bir dan industri makanan tidak memaksakan penggunaan permukaan yang dipoles secara elektro, namun permukaan tersebut, sehingga mencapai kondisi sanitasi yang sangat baik dan pembersihan yang mudah. Kebanyakan pipa dianil terang selama pembuatan. Karena proses bright annealing sangat meningkatkan kualitas, pengawetan di dalam pipa semacam itu sering kali tidak dilakukan kecuali permukaan material mempunyai warna balik panas yang parah atau terkontaminasi dengan besi. Lembaran baja tahan karat sering kali memiliki permukaan 2B, dan memiliki kinerja permukaan yang baik. Di tempat pembuatan bir, pipa baja tahan karat berdinding tipis dan dilas lurus paling sering digunakan, dengan finishing 2B dan terkadang finishing lain (sikat atau semir) di bagian luar. Tabung ekstrusi baja tahan karat tidak umum digunakan di tempat pembuatan bir; mereka digunakan untuk tujuan bertekanan tinggi.