การเลือกใช้วัสดุสแตนเลสสำหรับโรงเบียร์
เหล็กกล้าไร้สนิมมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่ม เนื่องจากทนต่ออุณหภูมิสูง ทนต่อการกัดกร่อน และคุณสมบัติด้านสุขอนามัย เมื่อเทียบกับพื้นที่อื่นๆ เช่น การผลิตน้ำมันและก๊าซ ถังและท่อสำหรับผลิตเบียร์จะได้รับการทำความสะอาดอย่างสม่ำเสมอโดยใช้ CIP (การทำความสะอาดสถานที่) เพื่อให้ได้ผลลัพธ์การทำความสะอาดที่ดีที่สุด การรักษาพื้นผิวที่ดีของภาชนะบรรจุและท่อจึงเป็นสิ่งสำคัญ นับตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960 กระบวนการผลิตเบียร์เชิงอุตสาหกรรมที่ใช้ในการผลิตภาชนะและถัง มักใช้เหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 หรือ AISI 316และสแตนเลสดูเพล็กซ์ 2205 ความต้านทานการกัดกร่อนของ 2205 สแตนเลสเปรียบได้กับของ AISI 304 ในขณะที่มีความแข็งแรงสูงกว่า และไม่ง่ายในการผลิตคลอไรด์แตกร้าวเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 60℃ มอลต์บด สาโท และเบียร์ไม่เป็นสนิมแม้ในจุดเดือด อย่างไรก็ตาม เหล็กกล้าไร้สนิมที่รีดเย็นมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวของคลอไรด์เมื่อใช้ที่อุณหภูมิสูงกว่า 60 ℃ โดยทั่วไป สารละลายในการต้มเบียร์จะไม่กัดกร่อนเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 304 เฉพาะในการต้มเบียร์โดยใช้น้ำอ่อนเท่านั้น สามารถเลือกเหล็กกล้าไร้สนิม AISI 316 ได้เนื่องจากมีคลอไรด์สูง
การแตกร้าวของคลอไรด์อาจเกิดขึ้นในท่อและภาชนะที่มีผนังบางเนื่องจากมีความอ่อนไหวต่อความเค้นแรงดึง หากเรือรั่วมักเกิดจากคุณภาพการเชื่อมที่ต่ำกว่ามาตรฐานหรือภาระความล้าสูง CIP (การทำความสะอาดภาคสนาม) ไม่กัดกร่อนเหล็กกล้าไร้สนิม แต่ภายใต้สภาวะที่รุนแรงอาจทำให้คลอไรด์แตกร้าวบนเหล็กกล้าไร้สนิมด้วยการขึ้นรูปแบบเย็นในระดับสูง กลไกความล้มเหลวของการกัดกร่อนเมื่อยล้าและการกัดกร่อนของความเค้นจะคล้ายกัน ตัวอย่างของการสึกกร่อนเมื่อยล้าในถังเก็บน้ำตาลคือการเปิดถังเก็บเมล็ดพืช หลังจากการบดและการให้ความร้อน เมล็ดพืชจะถูกแยกออกจากสาโทและระบายออกทางช่องเปิดยุ้งฉาง แรงกระแทกและการรับน้ำหนักที่สูงจากเกรนที่ระบายออกทำให้เกิดรอยร้าวจากการสึกกร่อนตามขอบรอยเชื่อมในบริเวณตรงข้ามกับปากโกดังโดยตรง การรั่วไหลในบางสถานที่เกิดจากคุณภาพต่ำ ภาชนะสาโทอาจร้าวจากภายนอกสู่ภายในเนื่องจากการแตกของคลอไรด์และความร้อนเมื่อยล้า หากมีความเครียดภายในการเชื่อมสูงระหว่างการเชื่อมท่อเกลียวแบบใช้ไอน้ำร้อน อาจเกิดการแตกร้าวได้ทั่วทั้งผนังภาชนะสแตนเลส
ความไวของเหล็กกล้าไร้สนิม
AISI 304 หรือ สแตนเลสสตีล 316 มีปริมาณคาร์บอน < 0.08% และสามารถทำให้เกิดอาการแพ้ได้หากสัมผัสกับ 500 ~ 800 ℃ในช่วงระยะเวลาหนึ่งซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างการเชื่อม ดังนั้นการเชื่อมทำให้เกิดอาการแพ้ของ "โซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน" ตามรอยเชื่อม
การแพ้จะนำไปสู่การก่อตัวของโครเมียมคาร์ไบด์ที่ขอบเกรน ส่งผลให้มีโครเมียมไม่ดีที่ขอบเกรน และง่ายต่อการทำให้เกิดการกัดกร่อนตามขอบเกรนของเหล็กกล้าไร้สนิมในกรณีของผนังท่อหนา (BBB 0 2 ~ 3 มม.) เพื่อหลีกเลี่ยงสถานการณ์นี้ มักจะเลือก “เหล็กเชื่อม” เช่น เหล็กเกรด L เช่น 304L, 316L ซึ่งมีปริมาณคาร์บอนน้อยกว่า 0.03%; เหล็กเสถียรไทเทเนียม: 321,316 Ti
การรักษาพื้นผิว
สำหรับความต้านทานการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม คุณภาพของการเชื่อมและโซนที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน ความหยาบของพื้นผิว และสภาพของชั้นป้องกันออกไซด์มีความสำคัญ สภาพพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและเครื่องดื่มและอุตสาหกรรมยา ปัญหาการกัดกร่อนในโรงเบียร์มักเกิดจากสภาพพื้นผิวที่ไม่เรียบ ในระหว่างการแปรรูป (การเชื่อม การอบชุบด้วยความร้อน การเจียร ฯลฯ) ชั้นของโครเมียมออกไซด์แบบพาสซีฟได้รับความเสียหาย ซึ่งทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนลดลง ก๊าซป้องกันไม่เพียงพอที่ใช้ในการเชื่อมสแตนเลสจะนำไปสู่การก่อตัวของสีแบ่งเบาบรรเทาร้อน สีแบ่งเบาบรรเทาความร้อนที่มีรูพรุนเหล่านี้ประกอบด้วยออกไซด์ต่างๆ ที่มักจะดูดซับไอออน เช่น คลอไรด์ไอออน ซึ่งช่วยลดความต้านทานการกัดกร่อน และไม่สามารถปกป้องโลหะพื้นฐานได้
หากไม่สามารถยอมรับความร้อนหรือสารปนเปื้อนประเภทอื่นๆ ได้ ต้องใช้พื้นผิวโลหะบางประเภทเพื่อจัดการกับปัญหาดังกล่าว การดองหรือการทำให้เป็นฟิล์มสามารถขจัดชั้นออกไซด์เก่า ความร้อนกลับสี และสารปนเปื้อนอื่นๆ ออกได้ จึงทำให้ฟิล์มโครเมียมออกไซด์ที่ผ่านการฆ่าเชื้อแล้วกลับคืนสภาพอย่างสมบูรณ์ กระบวนการดองที่พบมากที่สุดคือการแช่ท่อสแตนเลสในสารละลายกรดผสมของกรดไนตริกและกรดไฮโดรฟลูออริก ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้ระบบสเปรย์หรือระบบล้างท่อ แม้ว่าพื้นผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมจะทำงานหลังจากการดอง แต่ฟิล์มฟิล์มสามารถเกิดขึ้นได้ภายใน 24 ชั่วโมงเนื่องจากปฏิกิริยาของโครเมียมกับออกซิเจนในอากาศ แต่ในบางกรณี การทำให้ฟิล์มทู่สามารถอำนวยความสะดวกทางเคมีโดยการใช้กรดไนตริก
การเชื่อมโลหะ
รอยเชื่อมและบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนมักเป็นสาเหตุของการกัดกร่อน สำหรับโรงเบียร์และอุตสาหกรรมอาหารอื่นๆ ข้อบกพร่องในรอยเชื่อม เช่น ขาดการเจาะ มีความสำคัญยิ่ง ทำให้เกิดปัญหาด้านสุขอนามัยและการฆ่าเชื้อ วิศวกรและผู้ซื้อมักจะระบุสภาพการเชื่อมที่ไม่เหมาะสมและขั้นตอนการเชื่อมที่ไม่สามารถดำเนินการได้อย่างถูกต้อง ผลที่ได้คือรอยเชื่อมคุณภาพต่ำและสภาพพื้นผิวในการก่อสร้างที่ต้องแล้วเสร็จ
การอุ่นซ้ำด้วยความร้อนเกิดจากการดูดกลืนแสงเข้าไปในชั้นออกไซด์โปร่งใส เนื่องจากชั้นออกไซด์มีความหนาต่างกัน เนื่องจากสีมีค่าสัมประสิทธิ์การหักเหของแสงที่แตกต่างกัน ชั้นออกไซด์ที่เป็นสีน้ำเงินจึงสามารถสะท้อนแสงสีน้ำเงินและดูดซับแสงอื่นๆ ได้เท่านั้น ชั้นออกไซด์ที่หนากว่าจะมีรูมากกว่าชั้นออกไซด์บางที่โปร่งใสทั้งหมด ดังนั้น ชั้นออกไซด์ที่หนากว่าจะลดความต้านทานการกัดกร่อนและการยึดเกาะของเหล็กกล้าไร้สนิม สำหรับมาตรฐานส่วนใหญ่ สามารถใช้สีฟางอ่อนของความร้อนกลับได้ สีระบายความร้อนอื่นๆ ทั้งหมด เช่น สีแดงและสีน้ำเงินไม่เป็นที่ยอมรับ อุตสาหกรรมยาไม่อนุญาตให้มีการแบ่งเบาบรรเทาร้อน
รูปทรงของรอยเชื่อมจะต้องสม่ำเสมอมากที่สุด รอยเชื่อมที่ผ่านการรับรองจะไม่ทำลายพื้นผิวโลหะของพื้นผิว การกัดกร่อนมักเริ่มต้นภายในรูเข็มเล็กๆ ที่จุดเริ่มต้น/จุดสิ้นสุดของรอยเชื่อม
ในทางทฤษฎี จะไม่มีรูเข็มเล็กๆ หลวม หรือการกระแทกอื่นๆ ที่จุดเริ่มต้น/จุดสิ้นสุด การเจาะรอยเชื่อมที่ดีเป็นสิ่งสำคัญมาก ท่อจะต้องสมมาตรกันและความกว้างของรอยเชื่อมจะต้องได้รับการแก้ไข
พื้นผิวที่ขรุขระ
ความขรุขระของพื้นผิวส่งผลต่อคุณสมบัติด้านสุขอนามัยและการกัดกร่อนของเหล็กกล้าไร้สนิม พื้นผิวขัดเงาด้วยไฟฟ้าจะต้านทานการกัดกร่อนได้ดีที่สุด รองลงมาคือพื้นผิวที่ขัดด้วยเครื่องจักร โดยทั่วไป อุตสาหกรรมเบียร์และอุตสาหกรรมอาหารไม่ได้บังคับให้ใช้พื้นผิวที่ขัดเงาด้วยไฟฟ้า ไม่ว่าพื้นผิวดังกล่าวจะเป็นอย่างไรก็ตาม จึงมีสภาวะสุขอนามัยที่ดีเยี่ยมและทำความสะอาดได้ง่าย ท่อส่วนใหญ่จะผ่านการอบอ่อนอย่างสดใสในระหว่างการผลิต เนื่องจากกระบวนการอบอ่อนที่สดใสช่วยปรับปรุงคุณภาพได้อย่างมาก การดองภายในท่อดังกล่าวจึงมักจะไม่ดำเนินการ เว้นแต่พื้นผิวของวัสดุจะมีสีกลับด้านความร้อนที่รุนแรงหรือมีการปนเปื้อนด้วยเหล็ก แผ่นสแตนเลสมักจะมีพื้นผิว 2B พวกเขามีพื้นผิวที่ดี ในโรงเบียร์ มักใช้ท่อสแตนเลสแบบผนังบางและเชื่อมตรง โดยมีการเคลือบผิวแบบ 2B และบางครั้งก็มีการตกแต่งภายนอกอีกแบบหนึ่ง (แปรงหรือยาขัดเงา) ท่อสเตนเลสสตีลมักไม่ใช้ในโรงเบียร์ ใช้สำหรับวัตถุประสงค์แรงดันสูง
