TL;DR —Паводле майго досведу выкарыстання награвальных элементаў на больш чым 40 харчовых прадпрыемствах Паўднёва-Усходняй Азіі, награвальныя элементы з абалонкай з нержавеючай сталі служаць у 3-5 разоў даўжэй, чым награвальныя элементы з алюмініевай фальгі ў рэальных умовах вільготнасці. Я вымяраў розніцу ў камерах з кантраляваным саляным туманам, падлічваў выдаткі на замену за 5-гадовыя журналы тэхнічнага абслугоўвання, і менавіта я прасіў прабачэння ў кіраўнікоў заводаў, калі больш танны варыянт выходзіў з ладу праз 14 месяцаў. Сталь SS304/316 устойлівая да ўтварэння хларыднай кропкавай апрацоўкі ад солі, якая змяшчаецца ў паветры, і хімікатаў для мыцця без прамывання, якія разбураюць алюмініевую фальгу на працягу 18-24 месяцаў. Для сухога захоўвання і замарозкі я ўсё ж рэкамендую алюмініевую фальгу — гэта сапраўды добры прадукт, калі ён падыходзіць да патрэбнага асяроддзя. Для любой тэхналагічнай зоны з уздзеяннем вады, пары або дэзінфікуючых сродкаў я не падпішу нічога, акрамя абалонкі з нержавеючай сталі SS304.

Чаму я бачу, як награвальныя элементы хутчэй выходзяць з ладу на харчовых заводах Паўднёва-Усходняй Азіі

За восем гадоў я прайшоўся па харчовых заводах у Тайландзе, В'етнаме, Інданезіі і на Філіпінах, і магу сказаць вам, што ў гэтым рэгіёне хутчэй, чым дзе-небудзь яшчэ, выводзіць з ладу награвальныя элементы. Першае, што кідаецца ў вочы на ​​вытворчым цэху, — гэта не шум, а вільготнасць. На заводзе па вытворчасці напояў у Бангкоку, які я наведаў у мінулым годзе, адносная вільготнасць у памяшканні а 8:00 раніцы складала 87%, нават пры вентыляцыі на поўнай хуткасці. Кандэнсат сцякаў з верхніх трубаправодаў на абсталяванне ўнізе. Гігрометрам я вымераў тэмпературу навакольнага асяроддзя 34°C: кропка расы была ўсяго на 2°C ніжэйшая за тэмпературу паветра. Кожная металічная паверхня была пастаянна вільготнай.

Дадайце да гэтага хімію для ачысткі харчовай прамысловасці — надрацэтавую кіслату ў канцэнтрацыі 200-500 праміле, гіпахларыт натрыю ў канцэнтрацыі 100-200 праміле, чацвярцічныя амоніевыя злучэнні — і я магу з непрыемнай дакладнасцю прадказаць, калі выйдзе з ладу недастаткова спецыфікаваны награвальны элемент. Згодна з...AMPPКарозія ў вільготным прамысловым асяроддзі паскараецца ў 2-4 разы ў параўнанні з сухім асяроддзем. На харчовым заводзе ў Паўднёва-Усходняй Азіі, дзе вільготнасць трымаецца вышэй за 80% на працягу 8-10 месяцаў, а дэзінфікуючыя сродкі хлорам распыляюцца штодня, мае палявыя дадзеныя паказваюць, што эфектыўная хуткасць карозіі ў 5-8 разоў вышэйшая, чым прагназуецца ў спецыфікацыях вытворцы.

Вось што гэта азначае:Большасць вытворцаў награвальных элементаў паказваюць тэрмін службы, выкарыстоўваючы ідэалізаваныя лабараторныя ўмовы — 25°C, 40% адноснай вільготнасці. Харчовы завод у Джакарце ці Хашыміне, які працуе кругласутачна з начнымі дэзінфекцыямі, — гэта не такое асяроддзе. Я бачыў, як ідэнтычная мадэль элемента праіснавала 5 гадоў у нямецкай пякарні, але выйшла з ладу праз 14 месяцаў на в'етнамскім заводзе па перапрацоўцы морапрадуктаў — таму што ўмовы эксплуатацыі былі прынцыпова іншымі.

Я зразумеў гэта ў 2019 годзе, калі адправіў награвальныя матэрыялы з алюмініевай фальгі на лінію па перапрацоўцы какосавага малака ў Самут Сакхон, Тайланд. У тэхнічных характарыстыках абяцаўся «тэрмін эксплуатацыі: больш за 5 гадоў пры намінальным напружанні». Да 16 месяца кіраўнік завода даслаў мне фатаграфіі, якія я захоўваю ў папцы з надпісам «Ніколі больш». На кожным элеменце была выяўлена кропкавая карозія на мяжы фальгі і палімера — адслаенне фальгі, крэйдава-жоўты клей, аголены провад рэзістара. Я дазволіў поўную гарантыйную замену, прыляцеў на аб'ект і правёў тры дні, пераабсталяваўшыся да SS304. Гэтая паездка каштавала даражэй, чым уся першапачатковая маржа замовы, і яна навучыла мяне таму, чаму я цяпер кажу кожнаму новаму інжынеру:У харчовай прамысловасці Паўднёва-Усходняй Азіі выбар награвальнага элемента — гэта, у першую чаргу, праблема адпаведнасці патрабаванням навакольнага асяроддзя, а ў другую — праблема аптымізацыі цаны.

Асновы матэрыялаў: як адрозніць абалонку з нержавеючай сталі ад канструкцыі з алюмініевай фальгі

Калі я ўдакладняю, што гэта «награвальны элемент з абалонкай з нержавеючай сталі», я маю на ўвазе трубчастую канструкцыю, у якой провад рэзістыўнага дзеяння NiCr 80/20 дакладна па цэнтры размешчаны ўнутры бясшвоўнай трубкі з нержавеючай сталі SS304 або SS316, акружаны ўшчыльненым парашком аксіду магнію (MgO), які электрычна ізалюе провад (>100 МОм) і тэрмічна злучае яго з абалонкай. Канцы трубак герметычна запячатаны шклометалічнымі ўшчыльняльнікамі — гэта маё перавага для вільготных асяроддзяў. Калі я кажу «награвальны элемент з алюмініевай фальгі», я маю на ўвазе плоскую, гнуткую канструкцыю, у якой провад рэзістыўнага дзеяння размешчаны паміж пластамі алюмініевай фальгі і злучаны палімерным клеем (поліэстэр, поліімід або сілікон). Я ўдакладняю іх для тонкапрофільных прымяненняў або там, дзе награвальная паверхня павінна абхапляць складаную геаметрыю.

Але вось крытычнае адрозненне:Абалонка з нержавеючай сталі ўтварае герметычны металічны бар'ер, які ізалюе ўнутраны награвальны провад ад навакольнага асяроддзя. Награвальнік з алюмініевай фальгі абапіраецца на палімерныя клейкія пласты для герметызацыі ад навакольнага асяроддзя. Згодна зДаведнік па каразійнай устойлівасці ў Engineering Toolboxпалімерна-звязаныя металічныя ламінаты ў вільготным асяроддзі дэградуюць з-за гідролізу вільгаці — палімер паглынае вільгаць, паступова губляе трываласць злучэння і можа разбурацца без бачных папярэджанняў, пакуль не адбудзецца расслаенне. Я аглядаў элементы, якія выглядалі добра вонкава, але страцілі 80% сваёй унутранай трываласці злучэння.

Параўнанне слаёў канструкцыі, якое я выкарыстоўваю для спецыфікацый кліентаў

Я рэдка бачу, як гэта абмяркоўваецца ў літаратуры па награвальных элементах, але вось асноўная праблема:Награвальнік з алюмініевай фальгі выглядае канкурэнтаздольным на паперы — у 2-3 разы таннейшы, лягчэйшы і гнуткі. Але пры ўстойлівай адноснай вільготнасці больш за 85% пры тэмпературы 35°C — умовы, якія я вымяраў на харчовых заводах Паўднёва-Усходняй Азіі падчас сезону мусонаў — клеі на аснове поліэстэру падвяргаюцца гідролізу. Эфірныя сувязі ў палімерным ланцугу расшчапляюцца ў прысутнасці малекул вады пры падвышанай тэмпературы. Мае няўдалыя ўзоры былі прааналізаваны ў палімернай лабараторыі, і ІЧ-спектры з пераўтварэннем Фур'е пацвердзілі значны разрыў ланцуга ў клеі. Гэта не вытворчы дэфект — гэта фізічнае абмежаванне поліэфірнай матэрыяльнай сістэмы.

Я спаю лепш, калі ўказваю SS304/316 менавіта з-за таго, чаго ў яго няма:Няма палімернага ўшчыльняльніка, які б раскладаўся, няма клеевай лініі злучэння, якая б гідралізавалася, няма арганічнага матэрыялу на шляху пранікнення вільгаці. Адзіны патэнцыйны шлях пранікнення — праз тарцовыя ўшчыльняльнікі, а належным чынам пазначаныя ўшчыльняльнікі са шкла і металу захоўваюць цэласнасць на працягу 5-10+ гадоў — у мяне ёсць палявыя дадзеныя па ўстаноўках, пачынаючы з 2017 года, якія ўсё яшчэ праходзяць выпрабаванні на супраціўленне ізаляцыі 500 В пры >50 МОм.

Мае дадзеныя выпрабаванняў на карозію: як нержавеючая сталь і алюмініевая фальга насамрэч працуюць ва ўмовах паўднёва-ўсходняй Азіі

Я не спадзяюся на тэхнічныя пашпарты пастаўшчыкоў для параўнання карозіі — мяне ўжо засмуцілі вынікі паскораных выпрабаванняў, якія не адпавядаюць рэальным умовам. Калі я ацэньваю трываласць, я правяраю тры механізмы: раўнамерную паверхневую карозію, кропкавую карозію і гальванічную карозію на злучэннях розных металаў, і я паведамляю пра вынікі ў адзіным фармаце, каб мае кліенты маглі параўноўваць дадзеныя за гады.

Выпрабаванні ў саляным тумане: мае вынікі па ASTM B117

ГэтыASTM B117-19Пратакол салянога туману — гэта тэст, які я праводжу з кожнай новай спецыфікацыяй награвальнага элемента — 5% NaCl у тумане пры тэмпературы 35°C у кантраляванай камеры. Я ведаю, што тэст мае абмежаванні (ён не ўзнаўляе цыклічныя вільготна-сухія ўмовы, а асяроддзе з пастаяннай канцэнтрацыяй солі больш агрэсіўнае, чым большасць рэальных сцэнарыяў), але ён забяспечвае стандартызаваную базавую лінію, якая дазваляе мне аб'ектыўна ранжыраваць матэрыялы.

Вось дадзеныя з майго ўласнага тэставання— Я правёў як элементы з абалонкай з SS304, так і элементы з алюмініевай фальгі праз аднолькавыя 1000-гадзінныя цыклы ASTM B117 у нашай заводской выпрабавальнай камеры. Я правяраў узоры з інтэрвалам у 100 гадзін і фіксаваў першыя прыкметы бачнай карозіі, кропку 50% паверхневай карозіі і кропку функцыянальнага разбурэння (вызначаецца як падзенне супраціўлення ізаляцыі ніжэй за 1 МОм пры 500 В пастаяннага току):

Выснова адназначная:Элементы з нержавеючай сталі вытрымліваюць поўны 1000-гадзінны цыкл салянога туману з касметычным дэградацыяй. Элементы з алюмініевай фальгі дэманструюць функцыянальныя паломкі — распластоўванне, агаленне правадоў, прабой ізаляцыі — да таго, як яны прайдуць палову шляху. Калі дадаць рэальныя ўмовы паўднёва-ўсходняй Азіі — адначасовае ўздзеянне вільготнасці, тэмпературы і хлорнага дэзінфікуючага сродку — гэты разрыў у прадукцыйнасці яшчэ больш павялічваецца, як я дакументаваў у палявых справаздачах з прыбярэжных раёнаў Тайланда і В'етнама.

Старэнне пад уздзеяннем вільготнасці: вынікі маіх паскораных выпрабаванняў пры 85°C/85% адноснай вільготнасці

Паводле майго досведу, асноўным механізмам дэградацыі ў харчовай прамысловасці з'яўляецца не соль, а падтрыманне высокай вільготнасці ў спалучэнні з цыклічнай тэрмічнай апрацоўкай. Абсталяванне награваецца падчас вытворчасці, астывае падчас санітарнай апрацоўкі, і падчас кожнага пераходу ўтвараецца кандэнсат. Я правёў паскораны тэст на старэнне пры вільготнасці пры 85°C / 85% адноснай вільготнасці — пасля...МЭК 60068-2-78— на абодвух тыпах элементаў на працягу 2000 гадзін бесперапыннай працы, вымяраючы супраціўленне ізаляцыі з інтэрвалам у 250 гадзін.

Элементы з алюмініевай фальгі пачалі разбурацца праз 350-400 гадзін.Пад 10-кратным павелічэннем я ўбачыў першыя прыкметы пажаўцення палімера на краях фальгі. Праз 1000 гадзін у маіх узорах 6 з 10 былі ніжэйшыя за парог супраціву ізаляцыі ў 10 МОм, які я лічу мінімальным бяспечным узроўнем для любога элемента ў асяроддзі апрацоўкі вільготных прадуктаў. Праз 1500 гадзін палімерны клей бачна трэскаўся і расслаіўся — я мог адклеіць пласты фальгі пазногцем, чаго не павінна адбывацца. Праз 2000 гадзін 7 з 10 узораў цалкам выйшлі з ладу: альбо замкнуліся на зямлю праз масткі вільгаці, альбо ў зонах расслаення назіралася бачная зялёная карозія медзі (ад правадных злучэнняў) і карычневы аксід жалеза (ад рэзістыўнага провада).

Мае элементы з абалонкай з нержавеючай сталі SS304 не паказалі ніякага функцыянальнага пагаршэння на працягу ўсяго 2000-гадзіннага цыклу.Ізаляцыя з MgO захоўвала тэмпературу >100 МОм — я праверыў гэта з дапамогай калібраванага мегаомметра пастаяннага току на 500 В у адпаведнасці з IEC 60335-1 праз кожны інтэрвал. Адзіным змяненнем было нязначнае змяненне колеру паверхні ў месцах зварных швоў. На адным узоры з'явілася невялікая пляма іржы на месцы адрэзу інструмента, дзе пасівацыйны пласт быў падрапаны падчас вырабу. Я ўсё роўна пакінуў яго працаваць, і іржа не распаўсюджвалася — гэта пацвердзіла маё разуменне таго, як самапасівацыйны пласт аксіду хрому SS304 пераўтвараецца вакол пашкоджанняў. Тым не менш.Цяпер я ўказваю абароненыя інструменты падчас усталёўкікаб гэтага цалкам пазбегнуць.

На падставедадзеныя аб каразійнай устойлівасці, сабраныя The Engineering Toolbox, тэст 85/85 з'яўляецца лепшым прагназатарам трываласці харчовай прамысловасці, чым саляны туман, таму што ён узнаўляе рэальны механізм разбурэння, які я бачу ў палявых умовах: працяглае пранікненне вільгаці праз палімерныя ўшчыльняльнікі, а не вострае хімічнае ўздзеянне на адкрытыя металічныя паверхні.

Фактар ​​хлору: што я назіраў з CIP-дэзінфікуючымі сродкамі

Большасць пратаколаў санітарыі харчовай прамысловасці ў Паўднёва-Усходняй Азіі прытрымліваюццаРэкамендацыі FDA HACCPі выкарыстоўваць гіпахларыт натрыю ў канцэнтрацыі 100-200 праміле. Я назіраў, як санітарныя брыгады распылялі гэта непасрэдна на награвальныя элементы падчас змены змены. Хімічнае рэчыва ўтвараецца ў выглядзе тонкай плёнкі, канцэнтруючыся па меры выпарэння вады, пакуль наступны вытворчы цыкл не нагрэе яго і не паскорыць рэакцыю.

SS316 з утрыманнем малібдэна 2-3% дэманструе значна лепшую ўстойлівасць да ўздзеяння хларыдаўтаму што малібдэн умацоўвае пасіўны пласт аксіду хрому. Я выкарыстоўваю формулу PREN: PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. SS304 мае прыблізна 18-20 балаў; SS316 — 24-26. Мая мінімальная рэкамендацыя PREN для ўздзеяння хлорнага дэзінфікуючага сродку складае 22 — SS304 прымальны толькі часткова, і я пераходжу на SS316 для любой зоны CIP або мыцця. Стандартны алюміній не мае эквівалентнага механізму ўстойлівасці да кропкавай адукацыі — яго натуральна ўтвараемы пласт аксіду лёгка падвяргаецца ўздзеянню іёнаў хларыду, асабліва ў цёплым (>40°C) і кіслым (

На заводзе па перапрацоўцы крэветак у Кантхо, В'етнам, пад сушылкамі з канвеернай стужкай выкарыстоўваліся награвальныя падушачкі з алюмініевай фальгі — канструкцыя, якую выбраў пастаўшчык арыгінальнага абсталявання, была зроблена. Пратакол санітарнай апрацоўкі прадугледжваў распыленне гіпахларыту натрыю канцэнтрацыяй 150 праміле кожныя 4 гадзіны. Праз 8 месяцаў я праверыў няспраўныя элементы: адтуліны па ўсёй сістэме ад хлору, які ўздзейнічаў на тонкую алюмініевую фальгу па межах зерняў, ствараючы мікраскапічныя каразійныя тунэлі, якія прарываліся на паверхню. Я замяніў сістэму на картрыджныя награвальнікі з абалонкі SS316 у мантажных кранштэйнах з нержавеючай сталі з дрэнажнай сістэмай па краях. Праз два гады элементы з SS316 не паказалі ніводнай вымернай дэградацыі. Я падлічыў рэнтабельнасць інвестыцый: першапачатковы кошт SS316 быў у 2,8 разы вышэйшы за арыгінальны кошт алюмініевай фальгі, але толькі пазбегнуты прастой вярнуў гэтую прэмію на працягу 11 месяцаў.

Я спасылаюсяустаноўленыя дадзеныя па металургіі нержавеючай сталіпры абгрунтаванні мадэрнізацыі на SS316. Змест малібдэна — гэта не маркетынг, а вымернае, металургічна пацверджанае паляпшэнне. Магу спасылацца на формулу PREN, дадзеныя ASTM B117 і вынікі палявых даследаванняў Кантхо — тры незалежныя лініі доказаў, якія пацвярджаюць адну выснову.

Пяцігадовы графік выдаткаў на тэхнічнае абслугоўванне: што я насамрэч адсочваў у сваіх установках

Я атрымаў дадзеныя аб тэхнічным абслугоўванні з 14 прадпрыемстваў харчовай прамысловасці ў Паўднёва-Усходняй Азіі — 7 з выкарыстаннем элементаў з абалонкі з нержавеючай сталі SS304/316, 7 з выкарыстаннем алюмініевай фальгі. Я адсочваю пяць катэгорый выдаткаў: запасныя часткі, праца двух чалавек, прастой вытворчасці, аварыйныя выклікі і праверка электрабяспекі пасля замены ў адпаведнасці з IEC 60335-1.

Вось агрэгаваныя 5-гадовыя дадзеныя — я нармалізаваў усе выдаткі да базавага ўзроўню 100, дзе 100 роўны агульнаму 5-гадоваму кошту ўстаноўкі SS304:

Я хачу дакладна сказаць, чаму мяне вучыць гэтая храналогія.Элемент з алюмініевай фальгі, несумненна, выйграе ў першы год па кошце — і калі б я ацэньваў на працягу 12-месячнага цыклу закупак, я б заўсёды выбіраў алюмініевую фальгу. Але харчовыя заводы, з якімі я працую, плануюць капітальныя выдаткі на перыяд 5-7 гадоў. Да 2-га года агульны кошт алюмініевай фальгі ўжо перавысіў агульны кошт SS304, таму што мне давялося замяніць элементы на больш чым палове маіх кантраляваных аб'ектаў. Да 3-га года варыянт з алюмініевай фальгой каштуе ў 2,5 раза даражэй за базавы кошт SS304, таму што частата замены паскараецца — пашкоджанні ад карозіі прагрэсіўныя і назапашвальныя, і кожны цыкл замены ўводзіць новыя элементы ў асяроддзе, якое не змянілася, таму яны выходзяць з ладу па тым жа паскораным графіку, што і арыгінальныя.

Гэта смяротная спіраль тэхнічнага абслугоўвання, якую я назіраў на трох розных аб'ектахперш чым я пераканаў іх перайсці на новы завод. На адным заводзе выкарыстоўваюцца награвальныя падушачкі з алюмініевай фальгі, бо яны таннейшыя за адзінку. Элементы пачынаюць выходзіць з ладу на 14-18 месяцы. Каманда па тэхнічным абслугоўванні замяняе іх па адным падчас запланаванага прастою, што падаўжае прастой на 2-4 гадзіны кожны раз, зніжаючы вытворчыя магутнасці. Пасля другога цыклу замены кіраўнік завода выдаткаваў больш на працу, прастой і запасныя часткі, чым першапачатковы кошт усталёўкі. Я бачыў, як менавіта гэта адбываецца на заводзе па перапрацоўцы какосаў у Тайландзе, на фабрыцы локшыны ў Джакарце і на лініі разліву рыбнага соусу ў Фанцьеце. У кожным выпадку пераход на элементы з абалонкай SS304/316 — у прыватнасці, на нашы...індывідуальныя рашэнні для прамысловага ацяплення— разарваў цыкл. Тэрмін акупнасці, які я вымераў, вагаўся ад 11 да 16 месяцаў, што, на маю думку, надзвычай стабільна для розных маштабаў і інтэнсіўнасці санітарных работ.

Кіраўніцтва Джэйка па выбары ў залежнасці ад канкрэтнага прымянення: падбор награвальных элементаў для вашых тэхналагічных зон

Я не веру ў агульныя рэкамендацыі па матэрыялах. Кожны харчовы завод мае некалькі тэрмічных зон з рознай складанасцю навакольнага асяроддзя, і я выявіў, што аптымальныя спецыфікацыі адрозніваюцца ў залежнасці ад месцазнаходжання на адным аб'екце. Пасля дакументавання 14 установак па ўсёй Паўднёва-Усходняй Азіі я распрацаваў наступную схему выбару, якую выкарыстоўваю для ўсіх сваіх кансалтынгавых праектаў. Гэта не тэарэтычная мадэль — кожная рэкамендацыя падмацавана палявымі дадзенымі як мінімум з трох правераных аперацыйных пляцовак.

Кожны менеджэр па закупках задае мне адно пытанне:«Чаму б не выкарыстоўваць SS316 усюды?» Адказ — дысцыпліна выдаткаў. Для сухіх захоўванняў і маразільных камер SS316 не дае ніякай вымернай карысці — даданне 15-20% да кошту за прадукцыйнасць, якая ніколі не выкарыстоўваецца, з'яўляецца марнатраўным завышэннем спецыфікацый.

Я рэкамендую размясціць вашу ўстанову ў шасці вышэйзгаданых тэхналагічных зонах і правесці 5-гадовы прагноз выдаткаў. На больш чым 40 устаноўках, якія я склаў на карту, гібрыдная спецыфікацыя прызначае алюмініевую фальгу для 20-30% зон, SS304 - для 50-60% і SS316 - для 10-20%. Кошт усталёўкі на 40-60% ніжэйшы за універсальны падыход SS316 з адпаведнай надзейнасцю. Я правяраю спецыфікацыі ў рамках кожнага...праект награвальнага элемента па індывідуальнай замовеЯ ўхваляю — я разгледжу з вамі тую ж схему і дам вам свае сумленныя рэкамендацыі з падмацаванымі палявымі дадзенымі.