TL;DR —Remiantis mano patirtimi, specifikacijose nustatant kaitinimo elementus daugiau nei 40 Pietryčių Azijos maisto perdirbimo įmonių, nerūdijančio plieno apvalkalu dengti kaitinimo elementai realiomis drėgmės sąlygomis tarnauja 3–5 kartus ilgiau nei aliuminio folijos šildytuvai. Išmatavau skirtumą kontroliuojamose druskos purškimo kamerose, suskaičiavau pakeitimo išlaidas per 5 metų priežiūros žurnalus ir atsiprašiau gamyklų vadovų, kai pigesnis variantas sugenda po 14 mėnesio. SS304/316 plienas yra atsparus chloridų susidarymui dėl ore esančios druskos ir CIP chemikalų, kurie sunaikina aliuminio foliją per 18–24 mėnesius. Sausam laikymui ir šaldikliui vis tiek rekomenduoju aliuminio foliją – tai tikrai geras produktas, kai jis parenkamas tinkamai aplinkai. Bet kurioje proceso zonoje, kurioje yra vandens, garų ar dezinfekavimo priemonių, nepritariu jokiam prastesniam nei SS304 apvalkalui.

Kodėl Pietryčių Azijos maisto gamyklose kaitinimo elementai genda greičiau

Per aštuonerius metus vaikščiojau po maisto perdirbimo įmones Tailande, Vietname, Indonezijoje ir Filipinuose ir galiu pasakyti, kas šiame regione kaitinimo elementus naikina greičiau nei bet kur kitur. Pirmas dalykas, kuris jus patraukia gamybos ceche, yra ne triukšmas – tai drėgmė. Praėjusiais metais aplankytoje Bankoko gėrimų gamykloje patalpų santykinė oro drėgmė 8:00 val. ryto buvo 87 %, net ir įjungus visu pajėgumu ventiliaciją. Kondensatas lašėjo nuo viršutinių vamzdžių ant apačioje esančios įrangos. Higrometru išmatavau 34 °C aplinkos temperatūrą: rasos taškas buvo tik 2 °C žemesnis už oro temperatūrą. Kiekvienas metalinis paviršius buvo nuolat drėgnas.

Pridėkite tai prie maisto perdirbimo valymo chemijos – peroksiacto rūgšties, kurios koncentracija yra 200–500 ppm, natrio hipochlorito, kurio koncentracija yra 100–200 ppm, ketvirtinių amonio junginių – ir galiu su nemaloniu tikslumu numatyti, kada suges nepakankamai patikimas kaitinimo elementas.AMPPDrėgnoje pramoninėje aplinkoje korozija pagreitėja 2–4 ​​kartus, palyginti su sausa aplinka. Pietryčių Azijos maisto produktų gamykloje, kurioje drėgmė 8–10 mėnesių išlieka aukštesnė nei 80 % ir kasdien purškiamos chloro dezinfekavimo priemonės, mano lauko duomenys rodo, kad efektyvus korozijos greitis yra 5–8 kartus didesnis nei prognozuojama gamintojo specifikacijose.

Štai ką tai reiškia:Dauguma kaitinimo elementų gamintojų nurodo tarnavimo laiką, remdamiesi idealizuotomis laboratorinėmis sąlygomis – 25 °C, 40 % santykiniu oro drėgnumu. Maisto perdirbimo gamykla Džakartoje ar Hošimino mieste, dirbanti 24 valandų pamainomis ir turinti naktines dezinfekavimo priemones, nėra tokia aplinka. Mačiau, kaip identiškas elemento modelis 5 metus išsilaikė Vokietijos kepykloje, bet Vietnamo jūros gėrybių fabrike sugedo per 14 mėnesių, nes darbo aplinka buvo iš esmės kitokia.

Tai sužinojau 2019 m., kai siunčiau aliuminio folijos šildytuvus į kokosų pieno perdirbimo liniją Samut Sakhone, Tailande. Specifikacijų lape buvo žadama „eksploatavimo laikas: 5+ metai esant vardinei įtampai“. Iki 16 mėnesio gamyklos vadovas atsiuntė man nuotraukų, kurias laikau aplanke su užrašu „Niekada daugiau“. Kiekvienas elementas folijos ir polimero sąsajoje turėjo taškinės korozijos požymių – atsisluoksniavusi folija, kreidos geltonumo klijai, atvira varžos viela. Autorizavau visą garantinį pakeitimą, nuskridau į vietą ir tris dienas praleidau modifikuodamas gaminį iki SS304. Ta kelionė kainavo daugiau nei visa pradinė užsakymo marža ir išmokė mane to, ką dabar sakau kiekvienam naujam inžinieriui:Pietryčių Azijos maisto perdirbimo pramonėje kaitinimo elementų parinkimas pirmiausia yra aplinkosaugos atitikimo problema, o antra – kainos optimizavimo problema.

Medžiagų pagrindai: kaip atskirti nerūdijančio plieno apvalkalą nuo aliuminio folijos konstrukcijos

Kai apvadinu „nerūdijančio plieno apvalkalu dengtą kaitinimo elementą“, turiu omenyje vamzdinę konstrukciją, kurioje NiCr 80/20 varžos viela yra tiksliai centruota besiūlio SS304 arba SS316 vamzdžio viduje, apsupta sutankintų magnio oksido (MgO) miltelių, kurie elektriškai izoliuoja laidą (>100 MΩ) ir termiškai sujungia ją su apvalkalu. Vamzdžių galai sandarinami stiklo ir metalo hermetiškais sandarikliais – mano pasirinkimas drėgnai aplinkai. Kai sakau „aliuminio folijos kaitinimo elementas“, turiu omenyje plokščią, lanksčią konstrukciją, kurioje varžos viela yra įterpta tarp aliuminio folijos sluoksnių ir suklijuota polimeriniais klijais (poliesteriu, poliimidu arba silikonu). Šiuos gaminius nurodau plono profilio reikmėms arba ten, kur kaitinimo paviršius turi apgaubti sudėtingą geometriją.

Bet štai esminis skirtumas:Nerūdijančio plieno apvalkalas sudaro hermetišką metalinį barjerą, kuris izoliuoja vidinį šildymo laidą nuo aplinkos. Aliuminio folijos šildytuvas yra padengtas polimeriniais klijų sluoksniais, kad būtų užtikrintas sandarumas. PagalInžinerinių įrankių rinkinio atsparumo korozijai nuorodaDrėgnoje aplinkoje polimerais surišti metaliniai laminatai suyra dėl drėgmės hidrolizės – polimeras sugeria drėgmę, palaipsniui praranda sukibimo stiprumą ir gali sugesti be jokio matomo įspėjimo, kol neįvyksta delaminacija. Apžiūrėjau elementus, kurie išoriškai atrodė gerai, bet buvo praradę 80 % vidinio sukibimo stiprumo.

Konstrukcinių sluoksnių palyginimas, kurį naudoju klientų specifikacijoms

Retai matau, kad tai aptariama šildymo elementų literatūroje, bet štai pagrindinė problema:Aliuminio folijos šildytuvas ant popieriaus atrodo konkurencingas – 2–3 kartus pigesnis, lengvesnis, lankstesnis. Tačiau esant nuolatinei 85 % ir didesnei santykinei drėgmei 35 °C temperatūroje – sąlygomis, kurias matavau Pietryčių Azijos maisto gamyklose musonų sezono metu – poliesterio pagrindo klijai hidrolizuojami. Esterio jungtys polimero pagrindinėje grandinėje skyla esant vandens molekulėms aukštoje temperatūroje. Polimerų laboratorija ištyrė neatitikusių mėginių, o FTIR spektrai patvirtino didelį grandinės skilimą klijuose. Tai ne gamybos defektas – tai fizikinis poliesterio medžiagos sistemos apribojimas.

Geriau miegu nurodydamas SS304/316 būtent dėl ​​to, ko jis neturi:Nėra polimerinio sandariklio, kuris galėtų suirti, nėra klijų linijos, kuri galėtų hidrolizuotis, nėra organinių medžiagų drėgmės kelyje. Vienintelis galimas prasiskverbimo kelias yra per galinius sandariklius, o tinkamai parinkti stiklo ir metalo sandarikliai išlaiko vientisumą 5–10 ir daugiau metų – turiu lauko duomenų iš instaliacijų, datuojamų 2017 m., kurie vis dar išlaiko 500 V izoliacijos varžos bandymus esant >50 MΩ.

Mano korozijos bandymų duomenys: kaip nerūdijančio plieno ir aliuminio folija iš tikrųjų veikia Pietryčių Azijos sąlygomis

Lygindamas koroziją nesiremiu tiekėjų duomenų lapais – mane nuvylė pagreitintų bandymų rezultatai, kurie neatitinka realių sąlygų. Vertindamas patvarumą, išbandau tris mechanizmus: vienodą paviršiaus koroziją, taškinę koroziją ir galvaninę koroziją skirtingose ​​metalinėse jungtyse, o rezultatus pateikiu nuosekliu formatu, kad mano klientai galėtų palyginti skirtingų metų duomenis.

Druskos purškimo bandymas: mano ASTM B117 rezultatai

TheASTM B117-19Druskos purškimo protokolas yra bandymas, kurį atlieku su kiekvienu nauju kaitinimo elemento specifikacija – 5 % NaCl rūkas 35 °C temperatūroje kontroliuojamoje kameroje. Žinau, kad bandymas turi apribojimų (jis neatkartoja ciklinių drėgmės ir sausumo sąlygų, o pastovi druskos aplinka yra agresyvesnė nei dauguma realių scenarijų), tačiau jis suteikia standartizuotą bazinį tašką, leidžiantį man objektyviai įvertinti medžiagas.

Štai mano paties bandymų duomenys— Mūsų gamyklos bandymų kameroje tiek SS304 apvalkalu dengtus elementus, tiek aliuminio folijos elementus išbandžiau identiškais 1000 valandų ASTM B117 ciklais. Mėginius tikrinau 100 valandų intervalais ir užfiksavau pirmąjį matomą korozijos požymį, 50 % paviršiaus korozijos tašką ir funkcinio gedimo tašką (apibrėžiamą kaip izoliacijos varžos sumažėjimas žemiau 1 MΩ esant 500 V nuolatinei įtampai):

Išvada vienareikšmė:Nerūdijančio plieno apvalkalo elementai atlaiko visą 1000 valandų druskos purškimo ciklą, tačiau jų išvaizda pablogėja. Aliuminio folijos elementai dar nepasiekę pusiaukelėje pastebi funkcinius sutrikimus – atsisluoksniavimą, laidų atidengimą, izoliacijos plyšimą. Pridėjus realias Pietryčių Azijos sąlygas – vienalaikį drėgmės, temperatūros ir chloro dezinfekavimo priemonių poveikį – šis našumo skirtumas dar labiau padidėja, kaip dokumentavau lauko ataskaitose iš Tailando ir Vietnamo pakrančių.

Drėgmės senėjimas: mano pagreitinto bandymo rezultatai 85 °C / 85 % santykinio drėgnumo temperatūroje

Mano patirtis rodo, kad pagrindinis maisto perdirbimo procese vykstantis skaidymo mechanizmas yra ne druska – tai nuolatinis didelis drėgnumas kartu su terminiais ciklais. Įranga gamybos metu įkaista, sanitarijos metu atvėsta, o kiekvieno perėjimo metu susidaro kondensatas. Atlikau pagreitinto drėgmės senėjimo bandymą esant 85 °C / 85 % santykiniam drėgnumui – vadovaudamasisIEC 60068-2-78— abiejų tipų elementams 2 000 valandų nepertraukiamai, matuojant izoliacijos varžą kas 250 valandų.

Aliuminio folijos elementai pradėjo irti po 350–400 valandų.Pro 10 kartų didinamąjį stiklą folijos kraštuose pastebėjau pirmuosius polimero pageltimo požymius. Po 1000 valandų 6 iš 10 mėginių izoliacijos varža buvo mažesnė nei 10 MΩ izoliacijos varžos riba, kurią laikau minimaliu saugiu bet kurio elemento darbiniu lygiu šlapio maisto perdirbimo aplinkoje. Po 1500 valandų polimero klijai buvo akivaizdžiai įtrūkę ir atsisluoksniavo – folijos sluoksnius galėjau nulupti nagu, o taip neturėtų būti. Po 2000 valandų 7 iš 10 mėginių visiškai sugedo: arba buvo trumpai sujungti su įžeminimu per drėgmės tiltelius, arba atsisluoksniavimo zonose matėsi žalios vario korozijos (nuo laidų jungčių) ir rudo geležies oksido (nuo varžos laido) požymių.

Mano SS304 apvalkalu dengti elementai per visą 2000 valandų ciklą neparodė jokio funkcinio pablogėjimo.MgO izoliacija išlaikė >100 MΩ – tai patikrinau kalibruotu 500 V nuolatinės srovės megommetru pagal IEC 60335-1 kiekvienu intervalu. Vienintelis pokytis buvo nežymus paviršiaus spalvos pakitimas suvirinimo siūlėse. Viename bandinyje atsirado maža rūdžių dėmė ties įrankio žyme, kur pasyvavimo sluoksnis buvo subraižytas gamybos metu. Vis tiek palikau jį veikiantį, ir rūdys neplito – tai patvirtino mano supratimą, kaip SS304 savaime pasyvuojantis chromo oksido sluoksnis pertvarko pažeidimus. Nepaisant to,Dabar diegimo metu nurodau apsaugotus įrankiuskad to visiškai išvengtumėte.

RemiantisAtsparumo korozijai duomenys, surinkti „The Engineering Toolbox“85/85 testas geriau prognozuoja maisto perdirbimo ilgaamžiškumą nei druskos purškimas, nes jis atkartoja tikrąjį gedimo mechanizmą, kurį matau lauke: ilgalaikis drėgmės prasiskverbimas pro polimerinius sandariklius, o ne ūmus cheminis poveikis atviriems metaliniams paviršiams.

Chloro faktorius: ką pastebėjau naudodamas CIP dezinfekavimo priemones

Daugumoje Pietryčių Azijos maisto perdirbimo sanitarijos protokolų laikomasiFDA HACCP gairėsir naudokite natrio hipochloritą, kurio koncentracija yra 100–200 ppm. Stebėjau, kaip sanitarijos darbuotojai purškia jį tiesiai ant kaitinimo elementų keičiantis pamainoms. Cheminė medžiaga išlieka plona plėvele, kuri koncentruojasi garuojant vandeniui, kol kitas gamybos ciklas ją įkaitina ir pagreitina reakciją.

SS316, kuriame yra 2–3 % molibdeno, pasižymi žymiai geresniu atsparumu chloridų poveikiuines molibdenas stiprina pasyvųjį chromo oksido sluoksnį. Aš naudoju PREN formulę: PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N. SS304 balas yra maždaug 18–20; SS316 balas yra 24–26. Mano minimali PREN rekomendacija chloro dezinfekavimo priemonių poveikiui yra 22 – SS304 yra tik iš dalies priimtinas, todėl bet kuriai CIP arba plovimo zonai atnaujinu iki SS316. Standartinis aliuminis neturi lygiaverčio atsparumo taškiniam korozijai mechanizmo – jo natūraliai susidarantį oksido sluoksnį lengvai paveikia chlorido jonai, ypač esant šiltam (>40 °C) ir rūgštiniam (

Krevečių perdirbimo įmonėje Kan To mieste, Vietname, po konvejerių juostiniais džiovintuvais buvo naudojami aliuminio folijos šildymo pagalvėlės – šį konstrukcinį sprendimą pasirinko originalus įrangos tiekėjas. Sanitarijos protokolas buvo pagal 150 ppm natrio hipochlorito purškimą kas 4 valandas. Po 8 mėnesių apžiūrėjau sugedusius elementus: chloro, puolančio ploną aliuminio foliją ties grūdelių ribomis, atsiradusias mažas skylutes, susidariusias dėl mikroskopinių korozijos tunelių, kurie prasiveržė į paviršių. Sistemą pakeičiau SS316 apvalkalu dengtais kasetiniais šildytuvais nerūdijančio plieno tvirtinimo kronšteinuose su lašeliniu drenažu per kraštus. Po dvejų metų SS316 elementai neparodė jokio išmatuojamo pablogėjimo. Apskaičiavau investicijų grąžą: pradinė SS316 kaina buvo 2,8 karto didesnė nei originalių aliuminio folijos elementų, tačiau vien išvengus prastovų ši kaina buvo atgauta per 11 mėnesių.

Aš nuorodanustatyti nerūdijančio plieno metalurgijos duomenyspagrindžiant SS316 atnaujinimą. Molibdeno kiekis nėra rinkodara – tai išmatuojamas, metalurgiškai patvirtintas pagerėjimas. Galiu nurodyti PREN formulę, ASTM B117 duomenis ir „Can Tho“ lauko tyrimų rezultatus – tris nepriklausomus įrodymus, patvirtinančius vieną išvadą.

Penkerių metų priežiūros išlaidų grafikas: ką iš tikrųjų stebėjau savo įrenginiuose

Iš 14 Pietryčių Azijos maisto perdirbimo įmonių surinkau techninės priežiūros duomenis – 7 iš jų naudojo SS304/316 apvalkalu dengtus elementus, 7 – aliuminio foliją. Stebėjau penkias sąnaudų kategorijas: atsargines dalis, dviejų asmenų darbą, gamybos prastovas, iškvietimus avarinėmis situacijomis ir elektros saugos patikrą po pakeitimo pagal IEC 60335-1 standartą.

Pateikiame apibendrintus 5 metų duomenis – visas išlaidas normalizavau pagal pradinį lygį 100, kur 100 yra lygus bendroms 5 metų SS304 įrengimo išlaidoms:

Noriu tiksliai pasakyti, ko mane moko ši laiko juosta.Aliuminio folijos elementas neabejotinai laimi pirmaisiais metais pagal kainą – ir jei vertinčiau pagal 12 mėnesių pirkimo ciklą, kiekvieną kartą rinkčiausi aliuminio foliją. Tačiau maisto perdirbimo gamyklos, su kuriomis dirbu, planuoja kapitalo išlaidas 5–7 metams. Iki antraisiais metais bendros aliuminio folijos išlaidos jau viršijo bendras SS304 išlaidas, nes turėjau pakeisti elementus daugiau nei pusėje stebimų objektų. Iki trečiaisiais metais aliuminio folijos pasirinkimas kainuoja 2,5 karto daugiau nei bazinė SS304 kaina, nes keitimo dažnis didėja – korozijos žala yra progresuojanti ir kaupiama, o kiekvienas keitimo ciklas į nepasikeitusią aplinką įveda naujus elementus, todėl jie genda tokiu pat pagreitėjusiu grafiku kaip ir originalai.

Štai techninės priežiūros mirties spiralė, kurią stebėjau trijose skirtingose ​​įstaigose.prieš įtikindamas juos pakeisti. Gamykloje naudojami aliuminio folijos šildymo kilimėliai, nes jie pigesni už vienetą. Elementai pradeda gesti 14–18 mėnesį. Techninės priežiūros komanda juos keičia po vieną suplanuoto prastovos metu – tai kiekvieną kartą pailgina prastovos laikotarpį 2–4 valandomis, taip sumažinant gamybos pajėgumus. Po antrojo pakeitimo ciklo gamyklos vadovas išleido daugiau darbo jėgai, prastovoms ir atsarginėms dalims, nei buvo pradinė įrengimo kaina. Mačiau būtent tokį ciklą kokosų perdirbimo gamykloje Tailande, makaronų fabrike Džakartoje ir žuvies padažo išpilstymo linijoje Fan Thiete. Kiekvienu atveju konvertavimas į SS304/316 apvalkalu dengtus elementus – konkrečiai mūsųIndividualūs pramoninio šildymo sprendimai– nutraukė ciklą. Iš tikrųjų išmatavus atsipirkimo laikotarpį, jis svyravo nuo 11 iki 16 mėnesių, ir manau, kad tai stebėtinai nuoseklu skirtingose ​​​​įmonėse, nepriklausomai nuo jų masto ir sanitarijos intensyvumo.

Džeiko parinkimo vadovas konkrečiai taikymo sričiai: šildymo elementų parinkimas jūsų proceso zonoms

Netikiu visuotinėmis medžiagų rekomendacijomis. Kiekvienoje maisto perdirbimo įmonėje yra kelios terminės zonos su skirtingu aplinkos poveikiu, ir pastebėjau, kad optimali specifikacija skiriasi priklausomai nuo vietos toje pačioje įmonėje. Dokumentavęs 14 įrenginių visoje Pietryčių Azijoje, sukūriau šią atrankos sistemą, kurią naudoju visiems savo konsultavimo projektams. Tai nėra teorinis modelis – kiekviena rekomendacija pagrįsta lauko duomenimis iš mažiausiai trijų patikrintų eksploatavimo vietų.

Iš kiekvieno pirkimų vadovo gaunu vieną klausimą:„Kodėl SS316 nenurodyti visur?“ Atsakymas – išlaidų drausmė. Sauso sandėliavimo ir šaldymo reikmėms SS316 nesuteikia jokios išmatuojamos naudos – 15–20 % pridėti prie kainos už našumą, kuris niekada nenaudojamas, yra perteklinių specifikacijų švaistymas.

Rekomenduoju suskirstyti savo objektą į šešias aukščiau nurodytas procesų zonas ir atlikti 5 metų sąnaudų prognozę. Daugiau nei 40 objektų, kuriuos suplanavau, hibridinėje specifikacijoje aliuminio folija priskiriama 20–30 % zonų, SS304 – 50–60 %, o SS316 – 10–20 %. Įrengimo sąnaudos yra 40–60 % mažesnės nei universalaus SS316 metodo atveju, o patikimumas atitinka standartą. Specifikacijas peržiūriu kiekvieną kartą.individualaus šildymo elemento projektasPritariu – kartu su jumis aptarsiu tą pačią sistemą ir pateiksiu savo sąžiningą rekomendaciją su patvirtinamaisiais lauko duomenimis.