有(you)許多食品雖然無害,但含(han)鹽(yan)量(liang)(liang)高、pH值呈酸性(xing)、加工溫度(du)(du)高、固體(ti)含(han)量(liang)(liang)高(尤其(qi)是(shi)在靜置條件下),可能要求合(he)金具有(you)更(geng)(geng)好的(de)耐腐蝕性(xing)(耐點蝕當量(liang)(liang)高),其(qi)表面有(you)更(geng)(geng)高的(de)拋光程度(du)(du)和鈍化程度(du)(du),或者需要縮短(duan)清洗之間的(de)加工處理時間,或者以上(shang)幾(ji)項措施的(de)結合(he)。
一般而言,PRE值(耐點蝕當量)為18的不銹鋼足以應對以下的介質條件:溫度20~25℃,接近中性的pH值,持續接觸200mg/L的氯化物,而PRE值為24的材料可承受同樣條件下約1000mg/L的氯化物。當pH值更偏堿性或溫度更低時,不銹鋼可承受的氯化物濃度更高。而當pH值較低或溫度較高時,不銹鋼可承受的氯化物濃度降低。
關于(yu)各種不(bu)銹鋼牌號對(dui)不(bu)同(tong)腐(fu)蝕性(xing)溶液的耐腐(fu)蝕性(xing),可(ke)以參考一些線上資料,例(li)如(ru)奧托昆普腐(fu)蝕手冊(Outokumpu Corrosion Hancsion Handbook)。
1. 有(you)機酸(suan)
有機酸(suan)(suan)如醋(cu)酸(suan)(suan)、檸檬酸(suan)(suan)和乳酸(suan)(suan),通常(chang)(chang)用于(yu)食品加工(gong)業。在(zai)食品加工(gong)所常(chang)(chang)用的濃度和溫度范圍內(nei),這些酸(suan)(suan)對(dui)大多數不銹鋼都是無害的。
2. 乳制品
304L不銹鋼和316L不銹(xiu)鋼是乳制品行業最常用的不銹鋼。304L不(bu)銹鋼用于將原料奶運輸到乳品廠的公路和鐵路罐車,例如新西蘭40000L的鐵路奶罐車。316L不銹鋼通常用于黃油(含有氯化物)的生產。在某些情況下,需要用到更高合金化的不銹鋼牌號。以下是6%鉬不銹鋼的兩個應用實例:
a. 一家乳(ru)品廠在腌制(zhi)奶(nai)酪(lao)(lao)時遇到了腐蝕問題。用于奶(nai)酪(lao)(lao)腌制(zhi)的鹽水含有30%的氯化鈉,pH值為(wei)5.3。即使工藝(yi)溫度只有10℃,也(ye)需要使用6%鉬不銹鋼。
b. 一家冰淇淋生(sheng)產廠(chang)的316L不銹(xiu)鋼冰淇淋模具出現(xian)了點蝕(shi)(shi)和(he)應力腐蝕(shi)(shi)開裂的問題(ti)(ti)。腐蝕(shi)(shi)的原(yuan)因是工藝(yi)中(zhong)使(shi)用(yong)(yong)了氯化(hua)鈣作(zuo)為制(zhi)冷劑,同時(shi)在清(qing)空模具時(shi)使(shi)用(yong)(yong)了蒸汽加(jia)熱。改用(yong)(yong)了6%鉬不銹(xiu)鋼后,腐蝕(shi)(shi)問題(ti)(ti)消失(shi)了。
3. 制糖
在(zai)制糖工業(ye)中,一些糖溶液可能含有(you)高達10000mg/L的氯化(hua)物,pH值為5。這種溶液在(zai)80℃時會導致316L的應力腐蝕開裂。使用2205雙相不銹(xiu)鋼(S32205)制造的糖液儲罐,服(fu)役時間已經超過10年而(er)沒(mei)有(you)出現(xian)任何腐蝕現(xian)象(xiang)。
4. 豬(zhu)肉凍(dong)和蔬(shu)菜凍(dong)
在(zai)評(ping)估豬肉凍(dong)和(he)蔬菜凍(dong)加熱(re)設備材料(liao)的腐蝕(shi)試(shi)驗中,316L不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)出現(xian)了腐蝕(shi)現(xian)象。在(zai)95℃的溫度下,對904L、6%鉬(mu)、4565、2205和(he)2507等不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)進行了31天的縫隙腐蝕(shi)試(shi)驗。結果表(biao)明,904L和(he)2205不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)在(zai)切割邊(bian)部(bu)出現(xian)淺坑,而(er)6%Mo、4565和(he)2507不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)沒有出現(xian)腐蝕(shi)。
5. 啤(pi)酒釀造
不(bu)銹鋼(gang)是啤酒釀造設備(bei)的(de)主(zhu)要(yao)制(zhi)造材(cai)料(liao)(liao)。通常(chang)情況下,采用304L不(bu)銹鋼(gang)即(ji)可,即(ji)使(shi)釀造過程中(zhong)加工容器和管道(dao)系統運行溫(wen)度達到(dao)沸(fei)點也足(zu)以(yi)承受(shou)。通常(chang),304L也足(zu)以(yi)承受(shou)釀造用水中(zhong)的(de)氯(lv)化(hua)物含量,只有在(zai)(zai)極端情況下才需要(yao)使(shi)用316L。在(zai)(zai)溫(wen)度高于(yu)60℃的(de)區(qu)域,如果保(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)受(shou)潮,存(cun)在(zai)(zai)設備(bei)外部發生氯(lv)化(hua)物應(ying)力腐蝕開裂的(de)風險。所有保(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)都(dou)含有氯(lv)化(hua)物,如果保(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)受(shou)潮,氯(lv)化(hua)物會溶出(chu),如果保(bao)溫(wen)材(cai)料(liao)(liao)反復受(shou)潮,氯(lv)化(hua)物會在(zai)(zai)金(jin)屬外表面濃縮(suo)。
6. 葡(pu)萄(tao)酒(jiu)釀造
葡萄(tao)園使用的收(shou)割機(ji)(ji)是由(you)304L不銹(xiu)鋼制(zhi)造(zao)的。所有機(ji)(ji)器部件(jian)如(ru)脫粒(li)機(ji)(ji)、鏟斗、接收(shou)板(ban)、連(lian)桿(gan)和動(dong)力傳動(dong)鏈(lian)都由(you)不銹(xiu)鋼制(zhi)成,以(yi)避免(mian)設(she)備腐蝕并保(bao)持(chi)葡萄(tao)的質(zhi)量。
同樣(yang),在釀酒廠,從葡萄(tao)莖上(shang)分離葡萄(tao)、壓榨和浸漬葡萄(tao)、過濾、發酵、陳釀和裝瓶的(de)設(she)備都(dou)是用(yong)304L或316L不銹鋼制成(cheng)的(de)。
7. 碳酸(suan)軟(ruan)飲料
盡管(guan)碳酸飲料由于含有碳酸和(he)磷酸而呈酸性,但采用304L不銹鋼(gang)(gang)進(jin)行(xing)加工(gong)和(he)灌裝通(tong)常是足夠的。但是,西澳(ao)大利亞(ya)珀(po)斯的可口可樂Amatil工(gong)廠(chang)使用了316L不銹鋼(gang)(gang),因為該地區(qu)的供水中氯化物(wu)含量相對較高。