Med nedavno izmenjavo v panogi je vodja proizvodnje živilsko predelovalnega obrata delil skupno razočaranje. Nekatere cevi iz ogljikovega jekla v njihovi delavnici so začele kazati znake puščanja le eno leto po namestitvi. Zaščitni premaz se je luščil, iz šivov pa so se cedili madeži rje.
Pri začetni izbiri materiala je bilo upoštevano nerjavno jeklo, vendar je bilo zaradi proračunskih omejitev na koncu izbrano ogljikovo jeklo. Ko je pogledal nazaj na stroške vzdrževanja, nabrane v zadnjih nekaj letih, je ugotovil, da so se skupni stroški popravil že od začetka približevali razliki v ceni vgradnje nerjavečega jekla.
Ta primer odpira vprašanje, ki ga je vredno raziskati: ali bi bilo treba v edinstvenem okolju obrata za proizvodnjo hrane ponovno pregledati naša merila za ocenjevanje materialov za cevi?
Posebno okolje obratov za predelavo hrane
Delavnice za proizvodnjo hrane se bistveno razlikujejo od splošnih industrijskih objektov v več ključnih vidikih.
Vlažnostje stalen dejavnik. Tehnološka voda, voda za čiščenje in voda za hlajenje tvorijo osnovo vsakodnevnega delovanja, saj ohranjajo konstantno visoko vlažnost okolja. Pri ceveh iz ogljikovega jekla, tudi ko je notranji medij suh, zunanja površina ostane izpostavljena vlažni atmosferi, kar omogoča enakomerno potek korozije. Še bolj kritično pa je, da prekinitveni proizvodni cikli, ki so običajni v prehrambenih obratih, ustvarjajo izmenično mokre-suhe pogoje, kar lahko dejansko pospeši proces elektrokemične korozije.
Čiščenje in sanitarijeprotokoli dodajo še eno plast kompleksnosti. Živilska industrija predpisuje stroge higienske standarde, zaradi česar je pogosto čiščenje in razkuževanje rutina. Razkužila-na osnovi klora lahko postopoma prodrejo skozi zaščitne premaze na ogljikovem jeklu. Čiščenje pri visoki -temperaturi povzroči ponavljajoče se toplotno raztezanje in krčenje teh premazov, kar pospešuje njihovo razgradnjo. Kisle ali alkalne čistilne raztopine, ki se nabirajo na zvarih in spojih, ustvarjajo lokalno korozijsko okolje, ki ga je težko spremljati.
Obstaja tudi vprašanjeskrita korozija. Območja, kjer se cevi dotikajo nosilcev, odseki, prekriti z izolacijo, in segmenti, speljani nad stropi-te lokacije pogosto ne kažejo vidnih znakov poslabšanja, dokler dejansko ne pride do puščanja.
Opažanja treh primerov
Prvi primer: Obrat za predelavo mesa
Mesnopredelovalni obrat je vgradil cevi za hladilno vodo iz ogljikovega jekla z epoksidnim premazom. V drugem letu delovanja se je na zunanji površini pojavila luknjičasta korozija. V tretjem letu je odpovedal zvar na komolčnem sklepu, kar je povzročilo nenačrtovano zaustavitev proizvodnje. Ko so bile številke seštete, so se kumulativni stroški vzdrževanja za preprečevanje korozije v treh letih, plus stroški nujnih popravil, približali začetni proračunski razliki pri izbiri nerjavečega jekla.
Drugi primer: obrat za proizvodnjo pijač
Obrat za pijačo je za svoj sistem za dovajanje prečiščene vode uporabil cevi iz ogljikovega jekla. Po štirih letih delovanja je testiranje kakovosti vode pokazalo vztrajno povišano vsebnost železa. Vir so našli v notranjem rjavenju cevi. Za ohranitev kakovosti izhoda je obrat dodal opremo za filtriranje in povečal pogostost menjave filtrov-, kar je povečalo operativne stroške. Kontrola kakovosti je opazila subtilne spremembe v okusu izdelka, čeprav to ni bilo dovolj, da bi sprožilo pritožbe, vendar je to vprašanje še vedno vzbujalo skrb.
Tretji primer: tovarna zamrznjene hrane
Ko je obrat za zamrzovanje hrane leta 2015 zgradil novo hladilno enoto, je tehnična ekipa priporočila nerjavno jeklo za hladilne cevi. Proračunski vidiki so namesto tega pripeljali do naprave iz ogljikovega jekla. Do leta 2022 sta se začela pojavljati lokalizirana korozija in puščanje, kar je spodbudilo delno zamenjavo cevi. Tovarna je zdaj razvila pet-letni načrt za postopno zamenjavo kritičnih delov z nerjavečim jeklom-, pri čemer dejansko dvakrat plača isti sistem v njegovem življenjskem ciklu.
Dimenzije, ki jih je treba upoštevati pri izbiri materiala
Ti primeri poudarjajo več dimenzij, ki jih je vredno preučiti pri odločanju o materialu cevi.
Vprašanje časovnega horizonta.Primerjave javnih naročil se običajno osredotočajo na takojšnje stroške. Toda napeljavo kot infrastrukturo je drago spremeniti, ko je nameščena. V pet-letnem obdobju stroški vzdrževanja ogljikovega jekla morda še niso povsem razvidni. V deset-letnem obdobju postanejo razlike jasnejše. Nad dvajset-do-trideset-letnim obdobjem-načrtovana življenjska doba večine objektov-postane vrzel v stroških življenjskega cikla med materiali znatna. Vprašanje je: kateri časovni okvir naj vodi odločitev?
Vprašanje sestave stroškov.Dejanski strošek cevnega sistema vključuje: začetno nabavo in namestitev, letno vzdrževanje (preprečevanje korozije, popravila puščanja), odziv na okvaro (nujno delo, nadomestni deli, proizvodne izgube) in prezgodnjo zamenjavo. Če seštejemo te postavke in delimo z leti službovanja, dobimo povprečne letne stroške-, meritev, ki odraža ekonomsko uspešnost natančneje kot samo nabavno ceno.
Vprašanje ne{0}}merljivih stroškov.Nenehno odtekanje pozornosti vodstva, težave pri obvladovanju tveganj kakovosti, stroški zagotavljanja neprekinjenosti proizvodnje-teh dejavnikov ni enostavno kvantificirati, vendar pogosto vplivajo na operativne izkušnje pomembneje kot dolgoročno merljivi stroški vzdrževanja.
Materialne možnosti in premisleki
Za uporabo v živilski industriji obstaja več možnosti materialov, vsaka z različnimi lastnostmi.
Ogljikovo jekloponuja nižje začetne stroške nabave, vendar zahteva stalno vzdrževanje v vlažnih okoljih. Njegova odvisnost od zaščitnih premazov pomeni, da je dolgoročna-učinkovitost močno odvisna od kakovosti nanosa in kasnejše nege.
Standardna nerjavna jekla (razredi 304/316)zagotavljajo inherentno odpornost proti koroziji prek samo{0}}pasivne plasti. Začetni stroški materiala so višji, vendar so zahteve po vzdrževanju minimalne v celotni življenjski dobi. Za večino aplikacij v stiku s hrano in visoko{3}}vlažnostjo ti razredi ponujajo dokazano kombinacijo učinkovitosti in dolgoživosti.
Posebne možnostiobravnavanje posebnih izzivov. V hladilnih sistemih, kjer je mikrobna korozija zaskrbljujoča, lahko materiali z izboljšanimi površinskimi lastnostmi nudijo dodatno zaščito za kritične aplikacije.
STAKENG METAL TECHNOLOGY ponuja vrsto možnosti za uporabo v živilski industriji, vključno zhladilne cevi iz nerjavečega jekla, bakrene-prevlečene cevi iz nerjavečega jeklaza povečano odpornost proti koroziji v posebnih okoljih in različnihpločevine in tuljave iz nerjavečega jeklaza procesno opremo in gradnjo objektov. Inženirska podpora je na voljo za pomoč pri ocenjevanju materialnih možnosti na podlagi posebnih delovnih pogojev.
Opažanja, ne sklepi
Ta članek ne zagovarja enega materiala pred drugim v vseh primerih. Izbira materiala je sama po sebi proces uravnoteženja-proračuni projekta, pogoji delovanja, zmogljivosti vzdrževanja in toleranca tveganja vplivajo na končno odločitev.
Vendar pa ti primeri nakazujejo vzorec, ki ga je vredno omeniti: ko se časovno obdobje odločitve podaljša in se upošteva celotna sestava stroškov, lahko ekonomska primerjava med ogljikovim jeklom in nerjavnim jeklom v nekaterih aplikacijah v živilskih obratih prinese drugačne rezultate, kot kažejo začetne primerjave javnih naročil.
Za objekte, kjer so higienski standardi in kontinuiteta proizvodnje najpomembnejši, si merila za ocenjevanje materialov cevi morda zaslužijo nenehno razpravo in izboljšanje v praksi.
Podatki o primeru so bili anonimizirani. Za tehnično razpravo o izbiri materiala za aplikacije v prehrambeni industriji se obrnite na STAKENG METAL TECHNOLOGY.
