De keuze van roestvrij staalmateriaal voor brouwerij

Roestvast staal wordt veel gebruikt in de voedingsmiddelen- en drankenindustrie vanwege de hoge temperatuurbestendigheid, corrosiebestendigheid en hygiënische eigenschappen. In vergelijking met andere gebieden zoals de olie- en gasproductie worden bierbrouwvaten en -leidingen regelmatig gereinigd met behulp van CIP (site cleaning). Om de beste reinigingsresultaten te verkrijgen, is een goede oppervlaktebehandeling van containers en leidingen van cruciaal belang. Sinds de jaren zestig wordt bij industriële bierbrouwprocessen die worden gebruikt voor de vervaardiging van containers en tanks vaak gebruik gemaakt van roestvrij staal AISI 304, of AISI 316, en duplex roestvrij staal 2205. De corrosieweerstand van 2205 roestvrij staal is vergelijkbaar met dat van AISI304 terwijl de sterkte hoger is en het niet eenvoudig is om chloridescheuren te veroorzaken wanneer de temperatuur hoger is dan 60 ℃. Gepureerde mout, wort en bier corroderen roestvrij staal niet, zelfs niet bij het kookpunt. Het koudbewerkte roestvrij staal is echter gevoelig voor chloridescheuren bij gebruik boven 60 ℃. Over het algemeen corrodeert de brouwoplossing ook niet AISI 304 roestvrij staal. Alleen bij het brouwen van bier met zacht water kan vanwege het hoge chloridegehalte gekozen worden voor roestvrij staal AISI 316.

Chloridescheuren kunnen optreden in dunwandige buizen en vaten vanwege hun gevoeligheid voor trekspanningen. Als het vat lekt, is dit vaak te wijten aan een ondermaatse laskwaliteit of een hoge vermoeiingsbelasting. CIP (field cleaning) corrodeert roestvrij staal niet, maar kan onder extreme omstandigheden chloridescheuren veroorzaken op roestvrij staal met een hoge mate van koude vervorming. Vermoeiingscorrosie en faalmechanismen bij spanningscorrosie zijn vergelijkbaar. Een voorbeeld van vermoeiingscorrosie in een versuikeringstank is het openen van een graanopslagplaats. Na het maischen en verwarmen worden de granen gescheiden van het wort en via de opening van de graanschuur afgevoerd. De impact en de hoge belasting van het afgevoerde graan veroorzaken vermoeiingscorrosiescheuren langs de lasrand in het gebied direct tegenover de monding van het magazijn. De lekkage op sommige plekken is te wijten aan slechte kwaliteit. De wortcontainer kan van buiten naar binnen barsten als gevolg van chloridescheuren en hittevermoeidheid. Als er tijdens het met stoom verwarmde spiraalpijplassen een hoge interne spanning bij het lassen bestaat, kunnen er scheuren in de roestvrijstalen vatwand ontstaan.

Gevoeligheid van roestvrij staal

AISI 304 of 316 roestvrij staal heeft een koolstofgehalte van < 0,08% en kan gevoelig worden gemaakt bij blootstelling aan 500 ~ 800 ℃ gedurende een bepaalde periode, wat kan voorkomen tijdens het lassen. Daarom veroorzaakt lassen sensibilisering van de “door hitte beïnvloede zone” langs de las.

Sensibilisatie zal leiden tot de vorming van chroomcarbide aan de korrelgrenzen, wat resulteert in slecht chroom aan de korrelgrenzen, wat gemakkelijk intergranulaire corrosie van roestvrij staal veroorzaakt in het geval van dikke buiswanden (BBB 0,2 ~ 3 mm). Om deze situatie te voorkomen, kiest u vaak voor “lasbaar staal”: zoals L-kwaliteit staal, zoals 304L, 316L, welk koolstofgehalte minder is dan 0,03%; Titaniumgestabiliseerd staal: 321.316 Ti.

 

Oppervlakte behandeling

Voor de corrosiebestendigheid van roestvast staal zijn de laskwaliteit en de hittebeïnvloede zone, de oppervlakteruwheid en de toestand van de beschermende oxidelaag van belang. De oppervlakteconditie van roestvrij staal is vooral belangrijk voor de voedingsmiddelen- en drankenindustrie en de farmaceutische industrie. Corrosieproblemen in brouwerijen worden vaak veroorzaakt door oneffen oppervlakteomstandigheden. Tijdens de fabricage (lassen, warmtebehandeling, slijpen, enz.) wordt de gepassiveerde chroomoxidelaag beschadigd, waardoor de corrosieweerstand wordt verminderd. Als er onvoldoende beschermgas wordt gebruikt bij het lassen van roestvrij staal, ontstaat er een hete temperkleur. Deze poreuze thermische temperkleuren zijn samengesteld uit verschillende oxiden die de neiging hebben ionen te absorberen, zoals chloride-ionen, waardoor de corrosieweerstand wordt verminderd en het basismetaal niet wordt beschermd.

Als thermiek of andere soorten verontreinigingen onaanvaardbaar zijn, moet er een soort metalen afwerking worden gebruikt om deze aan te pakken. Door beitsen of passiveren kan de oude oxidelaag, de hittekleur en andere verontreinigingen worden verwijderd, waardoor de gepassiveerde chroomoxidefilm volledig kan herstellen. Het meest gebruikelijke beitsproces is het onderdompelen van roestvrijstalen buizen in een gemengde zuuroplossing van salpeterzuur en fluorwaterstofzuur, wat ook kan worden bereikt door een sproei- of leidingspoelsysteem. Hoewel het oppervlak van het roestvast staal na het beitsen actief is, kan er binnen 24 uur een passivatiefilm ontstaan door de reactie van chroom met zuurstof in de lucht, maar in sommige gevallen wordt de passivatie chemisch vergemakkelijkt door het gebruik van salpeterzuur.

 

Lassen

Lasnaden en door hitte beïnvloede zones zijn vaak de oorzaak van corrosie. Voor brouwerijen en andere voedingsindustrieën zijn defecten in lasnaden, zoals een gebrek aan penetratie, van het allergrootste belang, waardoor hygiëne- en sterilisatieproblemen ontstaan. Ingenieurs en kopers identificeren vaak ongepaste lasomstandigheden en lasprocedures die niet correct kunnen worden uitgevoerd. Het resultaat is slechte kwaliteit lasnaden en oppervlaktecondities in de constructie die moet worden voltooid.

Thermische opwarming wordt veroorzaakt doordat licht wordt geabsorbeerd in een transparante oxidelaag, vanwege de verschillende diktes van de oxidelaag. Omdat de kleuren verschillende brekingscoëfficiënten hebben, kan de blauw ogende oxidelaag alleen blauw licht reflecteren en ander licht absorberen. Dikkere oxidelagen hebben meer gaten dan volledig transparante dunne oxidelagen. Dikkere oxidelagen zullen daarom de corrosieweerstand en niet-adhesie van roestvrij staal verminderen. Voor de meeste normen is een lichte strokleur van de warmterug acceptabel; Alle andere warmte-terugkleuren, zoals rood en blauw, zijn onaanvaardbaar. De farmaceutische industrie staat het heet temperen niet toe.

De geometrie van de las moet zo regelmatig mogelijk zijn. Gekwalificeerde lassen beschadigen het metalen oppervlak van het substraat niet. Corrosie begint vaak in een klein gaatje aan het begin/einde van een las.

Theoretisch gezien zijn er geen kleine gaatjes, losheid of andere oneffenheden aan het begin/einde. Een goede laspenetratie is erg belangrijk. De leidingen moeten goed symmetrisch zijn en de breedte van de las moet vast zijn.

 

Oppervlakteruwheid

Oppervlakteruwheid beïnvloedt de hygiëne- en corrosie-eigenschappen van roestvrij staal. De corrosieweerstand van het elektrolytisch gepolijste oppervlak is het beste, gevolgd door het mechanisch gepolijste oppervlak. Over het algemeen dwingen de bierindustrie en de voedingsindustrie het gebruik van elektrolytisch gepolijste oppervlakken niet af, maar dergelijke oppervlakken, waardoor uitstekende hygiënische omstandigheden en gemakkelijke reiniging worden bereikt. De meeste buizen worden tijdens de productie blankgegloeid. Omdat het heldergloeiproces de kwaliteit aanzienlijk verbetert, wordt het beitsen in dergelijke buizen vaak niet uitgevoerd, tenzij het materiaaloppervlak een ernstige hittekleur heeft of verontreinigd is met ijzer. Roestvrij stalen platen hebben vaak een 2B-oppervlak, ze hebben goede oppervlakteprestaties. In brouwerijen worden meestal dunwandige, rechtgelaste roestvrijstalen buizen gebruikt, met 2B-afwerkingen en soms een andere afwerking (borstel of polijstmiddel) aan de buitenkant. Geëxtrudeerde roestvrijstalen buizen worden niet vaak gebruikt in brouwerijen; ze worden gebruikt voor hogedrukdoeleinden.