EN
یک مهندس کارخانهٔ مواد غذایی درخواست زنجیر ضدزنگ اندازهٔ #۴۰ را برای جایگزینی زنجیر فولاد کربنی اندازهٔ #۴۰ می‌دهد. فاصلهٔ دندانه‌ها (پیچ) یکسان است، چرخ‌دنده‌ها نیز یکسان هستند و جایگزینی بدون نیاز به تغییرات اضافی امکان‌پذیر است. سپس خط تولید شش ماه با ظرفیت کاهش‌یافته کار می‌کند تا اینکه زنجیر زودتر از موعد از کار می‌افتد و هیچ‌کس دلیل آن را نمی‌فهمد.
دلیل این امر در اعداد بار کاری ذکرشده است و بسیار بزرگ‌تر از آنچه اکثر افراد انتظار دارند است.
بارهای کاری منتشرشده برای اندازه‌های معادل ANSI:
ظرفیت بار کاری فولاد ضدزنگ در اندازهٔ ANSI یکسان تقریباً یک‌دهم فولاد کربنی است.
| شمارهٔ ANSI | گام | بار کاری فولاد ضدزنگ | بار کاری فولاد کربنی | جریمه |
| #25 | 0.250" | ۱۵ پوند-نیرو | ۱۴۰ پوند-نیرو | ۹٫۳ برابر |
| #35 | 0.375" | ۴۰ پوند-نیرو | ۵۶۰ پوند-نیرو | ۱۴٫۰ برابر |
| #40 | 0.500" | ۹۵ پوند-نیرو | ۹۴۰ پوند-نیرو | ۹٫۹ برابر |
| #50 | 0.625" | ۱۵۰ پوند-نیرو | ۱٬۶۲۰ پوند-نیرو | ۱۰٫۸ برابر |
| #60 | 0.750" | ۱۹۰ تا ۲۳۰ پوند-نیرو | ۲۴۷۰ پوند-نیرو | ۱۳٫۰ برابر |
زنجیر استیل ضدزنگ #۴۰ تحمل می‌کند ۹۵ پوند-نیرو درحالی‌که معادل فولاد کربنی آن تحمل می‌کند ۹۴۰ پوند-نیرو. این کاهش ظرفیت، امری جزئی نیست؛ بلکه تفاوتی در حد یک مرتبه بزرگی است.
ابعاد کاملاً یکسان هستند که دقیقاً همین موضوع باعث خطرناک بودن آن می‌شود. زنجیر استیل ضدزنگ #۴۰ روی دنده‌چرخ #۴۰ کار می‌کند، با همان محافظ‌ها جفت می‌شود و با ابزارهای مشابه اندازه‌گیری می‌شود. تنها چیزی که شما را هشدار می‌دهد، کاتالوگ است.
یکی از سازندگان به‌صورت مستقیم در صفحهٔ پرسش‌های متداول خود به این سؤال پاسخ داده است که آیا زنجیر فولاد کربنی را می‌توان با زنجیر استیل ضدزنگ جایگزین کرد:
خیر. استیل ضدزنگ ۳۰۴ و ۳۱۶ به‌طور طبیعی ماده‌ای نرم هستند و بیشترین بار کاری قابل تحمل آن‌ها به‌مقدار قابل توجهی کمتر از زنجیرهای فولاد کربنی است.
دو مکانیزم، هر دو فلزشناسی.
استنلیس آستنیتی را نمی‌توان با عملیات حرارتی سخت کرد. هر دو درجه ۳۰۴ و ۳۱۶ در دمای ۱۰۱۰ تا ۱۱۲۰ درجه سانتی‌گراد به‌صورت محلول‌پذیری آنیل می‌شوند و سپس به‌سرعت خنک می‌گردند. هیچ مرحله‌ای از سردکردن سریع و بعد بازپخت وجود ندارد که سختی سطحی را افزایش دهد، زیرا این آلیاژ به چنین عملیاتی پاسخ نمی‌دهد. اجزای زنجیر فولاد کربنی سخت‌شده‌اند. اجزای استنلیس نرم باقی می‌مانند.
مقاومت کششی پایه کمتر. حتی پیش از اینکه سخت‌سازی وارد معادله شود، مقاومت کششی آلیاژهای استنلیس مورد استفاده در زنجیر از مقاومت کششی فولادهای کربنی مورد استفاده در زنجیرهای استاندارد کمتر است.
اثر عملی سومی نیز وجود دارد که ارزش آگاهی از آن را دارد: استنلیس در حین کار گرما را بیشتر حفظ می‌کند که این امر تأثیر بیشتری بر مقاومت کششی و طول عمر سایشی دارد.
بنابراین زنجیر در نقطه تماس پین و بوش نرم‌تر است—جایی که تمام سایش زنجیر رخ می‌دهد—و در صفحات ضعیف‌تر است.
پس از پذیرفتن کاهش مقاومت، انتخاب درجه استنلیس مربوط به مقاومت در برابر کلریدهاست.
تفاوت در مولیبدن است. فولاد ضدزنگ ۳۱۶ حاوی ۲ تا ۳ درصد مولیبدن است؛ درحالی‌که فولاد ضدزنگ ۳۰۴ هیچ مولیبدنی ندارد. این افزودنی تنها، عامل مقاومت بیشتر فولاد ۳۱۶ در برابر خوردگی نقطه‌ای در محیط‌های حاوی کلرید است.
روش استاندارد برای سنجش این مقاومت، عدد معادل مقاومت در برابر خوردگی نقطه‌ای (PREN) است:
PREN = %Cr + ۳٫۳ × %Mo + ۱۶ × %N
فولاد ۳۰۴ دارای PRENای در دههٔ بالایی اعداد دو رقمی است. فولاد ۳۱۶ به‌دلیل جملهٔ مولیبدن، PREN بالاتری دارد. هرچه PREN بالاتر باشد، مقاومت آلیاژ در برابر خوردگی نقطه‌ای موضعی بهتر است.
کاربردهای این تفاوت در کارخانه‌های غذایی:
·آب نمک، نمک‌زدن، شورکردن — فولاد ۳۱۶، بدون هیچ بحثی
·فرآوری محصولات دریایی — فولاد ۳۱۶، زیرا کلریدها در همه‌جا یافت می‌شوند
· آب شست‌وشوی کلردار — فولاد ۳۱۶ در صورت وجود غلظت‌های قابل‌توجه
· نانوایی، کالاهای خشک و عموماً مواد غذایی — معمولاً ۳۰۴ کافی است
·صنعت شیری — بستگی به شیمی پاک‌سازی دارد؛ چرخه‌های قلیایی و اسیدی را بررسی کنید
عدد PREN مقاومت در برابر حفره‌زدگی را پیش‌بینی می‌کند. این عدد مقاومت در برابر ترک‌خوردگی ناشی از تنش، خوردگی شکافی در فضاهای باریک یا رفتار در اسیدهای قوی را پیش‌بینی نمی‌کند. آن را صرفاً به‌عنوان ابزاری برای رتبه‌بندی در نظر بگیرید، نه به‌عنوان تضمین.
اگر بار از ظرفیت تحمل زنجیر فولاد ضدزنگ در اندازهٔ مورد نیاز شما بیشتر باشد، پاسخ اغلب افزایش اندازهٔ زنجیر فولاد ضدزنگ نیست.
زنجیر فولاد کربنی روکش‌دار با نیکل یا روی بار کاری اصلی را تا حد زیادی بازیابی می‌کند و همزمان در برابر خوردگی سبک مقاومت دارد، با هزینه‌ای پایین‌تر از فولاد ضدزنگ. در کاربردهایی که نیاز اصلی مقاومت در برابر خوردگی است نه انطباق با استانداردهای تماس با مواد غذایی، این گزینه اغلب پاسخ مهندسی مناسب‌تری است.
مواردی که این گزینه کارایی ندارد: تماس مستقیم با مواد غذایی، شست‌وشوی شدید با مواد قلیایی، و هر جایی که روکش ممکن است جدا شده و محصول را آلوده کند. روکش یک لایهٔ سطحی است؛ در حالی که فولاد ضدزنگ در تمام ضخامت مقطع خود در برابر خوردگی مقاوم است.
راهنمای منتشرشده به‌صورت صریح این موارد را نام می‌برد:
· انتقال توان سنگین — تجهیزات کشاورزی، جعبه‌دنده‌های صنعتی، سیستم‌های انتقال گشتاور بالا، جایی که ظرفیت بار در هر گام اصل اصلی است
· سیستم‌های انتقال سرعت بالا — بیشتر زنجیرهای ضدزنگ، از جمله طرح‌های دارای پین توخالی، به دلیل تفاوت در سختی، سرعت حداکثری پایین‌تری نسبت به فولاد کربنی دارند
اگر مشکلی در زمینه خوردگی یا آلودگی وجود نداشته باشد، فولاد کربنی با ظرفیت بار کاری ده‌برابر در هر دلار، تقریباً همیشه گزینه بهتری برای مشخصات فنی است.
زنجیر ضدزنگ با گام دوبل در دسترس است و برای انتقال آهسته مفید می‌باشد. معادل‌های ضدزنگ زنجیر با گام دوبل #40، #50، #60 و #80 به ترتیب در گام‌های ۱٫۰ اینچ، ۱٫۲۵ اینچ، ۱٫۵ اینچ و ۲٫۰ اینچ، ظرفیت بار ۹۵، ۱۵۰، ۲۳۰ و ۳۹۰ پوند-نیرو را تحمل می‌کنند.
توجه داشته باشید که در زنجیرهای ضدزنگ اغلب هیچ زنجیر تک‌پیچی با اندازهٔ شمارهٔ ۸۰ یا بزرگ‌تر موجود نیست در انبار موجود نیست. معادل شمارهٔ ۸۰ تنها به‌صورت زنجیر دوپیچ ارائه می‌شود. اگر طراحی شما نیازمند زنجیر تک‌پیچی فولاد ضدزنگ سنگین است، پیش از تعهد نهایی، موجودی آن را بررسی کنید.
فولاد ضدزنگ سوزن‌توخالی در اندازه‌های شمارهٔ ۴۰، ۵۰ و ۶۰ موجود است و قطر سوراخ سوزن‌های آن به‌ترتیب ۱۵۷/۰ اینچ، ۲۰۲/۰ اینچ و ۲۳۶/۰ اینچ است. جالب اینجاست که ظرفیت بار زنجیر سوزن‌توخالی شمارهٔ ۶۰ بیشتر از زنجیر استاندارد شمارهٔ ۶۰ فولاد ضدزنگ است: ۲۳۰ پوند-نیرو در مقابل ۱۹۰ پوند-نیرو، زیرا ساختار آن متفاوت است.
انتخاب ماده تنها بخشی از انطباق با استانداردهای مواد غذایی است.
FDA 21 CFR 178.3570 مربوط به روغن‌های روان‌کننده‌ای است که ممکن است تماس غیرعمدی با مواد غذایی داشته باشند. این مقرره اساس روغن‌های روان‌کنندهٔ نوع H1 را تشکیل می‌دهد. اگر روغن روان‌کنندهٔ زنجیر بتواند به محصول برسد، باید این مقرره را رعایت کند.
ثبت‌نام NSF H1 روش عملی برای اثبات انطباق روغن روان‌کننده با استانداردها است. برای هر زنجیری که بالای محصول باز یا در کنار آن قرار دارد، روغن روان‌کنندهٔ نوع H1 را مشخص کنید.
EC 1935/2004 مقررات چارچوب اتحادیه اروپا برای موادی است که با غذا تماس دارند: این مواد نباید اجزایی را به غذا منتقل کنند که سلامت را به خطر بیندازند یا ترکیب، طعم یا بوی آن را تغییر دهند.
استانداردهای بهداشتی 3-A این استانداردها طراحی تجهیزات را برای قابلیت شستشو در صنایع لبنی و فرآوری غذا پوشش می‌دهند. این استانداردها بیشتر بر نحوه محافظت و حمایت از زنجیره تأثیر می‌گذارند تا بر خود زنجیره.
نکته‌ای که توجه افراد را جلب می‌کند: منفعل شدن استیل ضدزنگ به دلیل لایه‌ای از اکسید کروم مقاومت در برابر خوردگی دارد. شستشوی شدید و به‌ویژه تماس با ابزارهای فولاد کربنی که ذرات آهن را در سطح باقی می‌گذارند، این لایه را آسیب می‌زند. زنجیرهای که در کارخانه‌های غذایی زنگ می‌زند، معمولاً استیل ضدزنگ آلوده است نه اینکه از درجه نامناسبی باشد.
روش محاسبه ساده است، به شرطی که کاهش ظرفیت (derate) را بپذیرید:
۱. تنش واقعی زنجیره را از گشتاور و قطر پیچشی چرخ دنده محاسبه کنید.
۲. ضریب خدمات خود را برای بارهای ضربه‌ای اعمال کنید.
۳. نتیجه را با بار کاری استیل ضدزنگ (نه با عدد مربوط به فولاد کربنی) مقایسه کنید.
۴. اگر جواب نداد، گام را افزایش دهید، رشته‌ها را اضافه کنید یا دوباره بررسی کنید که آیا به فولاد ضدزنگ نیاز دارید
افزایش یک یا دو سایز کاری معمولی است. یک سیستم انتقال قدرت که در فولاد کربنی به #40 نیاز دارد، ممکن است در فولاد ضدزنگ به #60 یا #80 نیاز داشته باشد، همراه با دنده‌های زنجیری و محافظ‌های متناظر. این مورد را در مرحله طراحی پیش‌بینی کنید تا در زمان راه‌اندازی با آن مواجه نشوید
آیا می‌توانم فقط از یک زنجیر ضدزنگ بزرگ‌تر استفاده کنم؟
بله، و اغلب باید این کار را انجام دهید. جدول بار کاری را بررسی کنید و فرض نکنید که افزایش یک سایز کافی است؛ شکاف بزرگی وجود دارد
آیا 316 از 304 مقاوم‌تر است؟
خیر. آن‌ها در حالت آنیل شده دارای خواص مکانیکی مشابهی هستند. 316 مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد، نه مقاومت بیشتر. هر دو در مقایسه با فولاد کربنی همان کاهش مقاومت را دارند
چرا زنجیر ضدزنگ من زنگ زد؟
احتمالاً به دلیل آلودگی آهنی از ابزارهای فولاد کربنی یا وسایل تمیزکننده است که لایه غیرفعال را از بین می‌برد. بازیابی لایه غیرفعال ممکن است آن را اصلاح کند. علت دیگر رایج، حمله کلریدی به 304 در جایی است که به 316 نیاز بوده است
آیا می‌توانم زنجیر ضدزنگ را روی دنده‌های زنجیری موجود خود استفاده کنم؟
از نظر ابعادی بله، ابعاد استاندارد ANSI یکسان هستند. اما اینکه آیا این درایو می‌تواند در بار کاری کاهش‌یافته عمل کند، سؤال واقعی است.
زنجیر ضدزنگ در چه محدوده دمایی کار می‌کند؟
در هر دو انتها از فولاد کربنی پهن‌تر است که یکی از مزایای واقعی آن محسوب می‌شود. ارقام دقیق را از داده‌های سازنده زنجیر برای درجه و ساختار خاص خود استخراج کنید.
آیا در صورت قرار گرفتن زنجیر در زیر محصول، به روغن روان‌کننده نوع H1 نیاز دارم؟
اگر امکان تماس غیرعمدی وجود داشته باشد، پاسخ مثبت است. پاشش، قطره‌ریزی و مه هوایی همگی شامل این مورد می‌شوند. اکثر کارخانه‌ها ترجیح می‌دهند در تمام منطقه غذایی از روغن روان‌کننده نوع H1 استفاده کنند تا اینکه دو نوع روغن روان‌کننده را مدیریت نمایند.
شرکت تیان‌جین هائورونگشنگ‌یه تجهیزات برقی محدود، زنجیرهای غلتکی و چرخ‌دنده‌های ساخته‌شده از فولاد ضدزنگ درجه ۳۰۴ و ۳۱۶ را برای صنایع فرآوری مواد غذایی عرضه می‌کند؛ همچنین در مواردی که مقاومت در برابر خوردگی مهم‌تر از انطباق با استانداردهای تماس با مواد غذایی است، فولاد کربنی آب‌پوشیده‌شده با نیکل یا روی نیز ارائه می‌شود. لطفاً مقدار واقعی کشش زنجیره و ترکیب شیمیایی محلول‌های شستشو را برای ما ارسال کنید تا محاسبات طراحی را بر اساس بار کاری زنجیرهای فولاد ضدزنگ—نه بر اساس اعداد مربوط به فولاد کربنی—انجام دهیم.
