שרשרת נירוסטה במפעלי מזון: הפחיתת החוזק פי 10 שאף אחד לא מזכיר

מהנדס במפעל מזון מבקש שרשרת נירוסטה מסדרה #40 כדי להחליף שרשרת פלדה פחמנית מסדרה #40. אותו קצב שיניים, אותם גלגלי שיניים, החלפה ישירה. לאחר מכן קו היצור פועל בקיבולת מצומצמת במשך שישה חודשים עד שהשרשרת נכשלת מוקדם, ואף אחד לא מבין למה.

הסיבה נמצאת בנתוני עומס העבודה, והיא גדולה בהרבה ממה שרוב האנשים מצפים.

המספר שמחליט על הכול

עומסי עבודה מפורסמים בגודלים תואמים לפי סטנדרט ANSI:

נירוסטה עונה על כעשרה אחוזים מעומס העבודה של פלדה פחמנית באותו גודל לפי סטנדרט ANSI.

שרשרת נירוסטה מסוג #40 נושאת 95 ליברה-כוח שם השרשרת המקבילה מפלדת פחמן נושאת 940 ליברה-כוח. זו לא הפחתה קטנה. זו הפחתה בסדר גודל של עשרה.

המידות זהות, ובדיוק זה מה שהופך את זה לסכנתני. שרשרת נירוסטה מסוג #40 פועלת על שינייה מסוג #40, מתאימה לאותם מגנים, ומודדת אותו דבר עם אותם כלים. אין שום אזהרה מלבד הקטלוג.

יצרן אחד עונה על השאלה ישירות בעמוד השאלות הנפוצות שלו, כאשר נשאל אם ניתן להחליף שרשרת פלדת פחמן בשרשרת נירוסטה:

סגסוגת הפלדה השחורה 304 ו-316 אינן חומר קשה מטבעו, והעומסים המרביים בהם ניתן להשתמש נמוכים באופן משמעותי לעומת שרשרת פלדה פחמנית.

מדוע קיימת הענישה

שתי מנגנונים, שניהם מתכתיים.

פלדת אל חלד אוסטניטית אינה ניתנת להרתחה באמצעות טיפול حراري. גם הסגסוגות 304 וגם 316 עוברות שימור פתרון בטמפרטורה של 1010–1120 מעלות צלזיוס ומונחות במהירות. אין שלב של קירור מהיר ולאחריו התאמה שמעלה את הקשיחות על פני השטח, מאחר שהאלוי אינו מגיב לשלב זה. רכיבי השרשרת מפלדה פחמנית מוקשים. רכיבי הפלדה האל חלד נשארים רכים.

חוזק מתיחה בסיסי נמוך יותר. אפילו לפני שהקשיחות נכנסת לתמונה, סגסוגות הפלדה האל חלד המשמשות בשרשראות יש להן חוזק מתיחה נמוך יותר מאשר פלדות הפחמן המשמשות בשרשראות סטנדרטיות.

יש תופעה מעשית שלישית שחשוב לדעת: הפלדה האל חלד שומרת על חום רב יותר בזמן הפעולה, מה שמשפיע עוד יותר על חוזק המתיחה ועל משך חייו של הרכיב.

לפיכך השרשרת רכה יותר באזור המגע בין הסיכה לבריח, שבו מתרחשת כל ההתבלה של השרשרת, והיא חלשה יותר בלוחות.

304 או 316: השאלה של המוליבדן

ברגע שקבלתם את הפנישמנט של עוצמה, בחירת הדרגה קשורה ליכולת התנגדות לכולורידים.

ההבדל הוא במוליבדנום. סגסוגת 316 מכילה 2–3% מוליבדנום; סגסוגת 304 אינה מכילה כלל מוליבדנום. תוספת אחת זו היא שגורמת ל־316 להתנגד לפגיעות מפוקקות בסביבות הכולורידיות.

הדרך הסטנדרטית למדוד זאת היא באמצעות מספר שווה ערך להתנגדות לפיקוק (PREN):

PREN = %Cr + 3.3 × %Mo + 16 × %N

ל־304 יש ערך PREN בשנות העשרים המאוחרות. ל־316 יש ערך PREN גבוה בהרבה בגלל האיבר המוליבדנום. ככל שערך ה־PREN גבוה יותר, כך הסגסוגת טובה יותר בהתנגדות להתקפות פיקוק מקומיות.

היכן שזוהי נקודה קריטית במפעל מזון:

·מحلول מלח, השמנה, חמיצת ירקות — 316, ללא דיון

·עיבוד ירקות ימיים — 316, כולורידים נמצאים בכל מקום

· מים לניקוי עם כלור — 316 אם הריכוזים גדולים

· מאפייה, מוצרי יבש, טיפול כללי במזון — 304 בדרך כלל מספיק

·חלבון — תלוי בכימיה של הנקה; יש לבדוק את מחזור האלקלי והחומצי

PREN מנבא את התנגדות החורק. הוא לא מנבא סדיקת מתח, סדיקת נקבוביות בגאומטריה צמודה או התנהגות בחומצות חזקות. יש להתייחס אליו ככלי דירוג, לא כהבטחה.

האפשרות שרוב הקונים מפספסים

אם המטען עולה על מה שהשרשראית הנירוסטה יכולה לשאת בגודל הדרוש, התשובה לעתים קרובות אינה שרשרת נירוסטה גדולה יותר.

שרשרת פלדה פחמנית מפלטת ניקל או מפלטת אבץ מחזירה את רוב עומס העבודה תוך כדי שמירה על התנגדות לקורוזיה קלה, במחיר נמוך יותר מנירוסטה. ביישומים שבהם הדרישה היא להתנגדות לקורוזיה ולא לתאימות למזון, זו לעיתים קרובות התשובה ההנדסית הטובה יותר.

היכן שזה לא עובד: מגע ישיר עם מזון, ניקוי אגרסיבי בחומרים קאוסטיים, ובכל מקום בו הציפוי עלול להתנתק ולזהם את המוצר. הציפוי הוא שכבת כיסוי; הפלדה הלא־חלודה עמידה בפני קורוזיה לאורך כל החתך.

היכן שרשרת מפלדה לא־חלודה היא הבחירה הלא נכונה

הנחיות רשמיות מציינות במפורש את המקרים הבאים:

· העברת הספקה כבדה — ציוד חקלאי, תיבות הילוכים תעשייתיות, נעליים בעומס גבוה, שבהן היכולת לשאת עומס ליחידת טווח היא המטרה העיקרית

· נעליים במהירות גבוהה — רוב שרשרות מפלדה לא־חלודה, כולל דגמים עם סיכות חלולות, מדורגות למהירויות מקסימליות נמוכות יותר מאשר פלדת פחמן, בגלל ההבדל בקשיחות

אם אין בעיה של קורוזיה או זיהום, פלדת פחמן, שמחירה נמוך פי 10 ליחידת עומס פעיל, כמעט תמיד מהווה את הבחירה הטובה יותר.

גרסאות בנייה

שרשרת לא־חלודה דו־טווח זמינה ושימושית להובלה איטית. השקולים stainless דו־טווחיים של #40, #50, #60 ו־#80 יכולים לשאת 95, 150, 230 ו־390 ליברה-כוח בהתאמה, בטווחים של 1.0", 1.25", 1.5" ו־2.0".

שימו לב שבשסתלים נירוסטה לעתים קרובות אינה מאוחסנת כלל שרשרת בדילוג יחיד בגודל #80 או גדול יותר השרשרת בגודל שקול #80 קיימת רק כדילוג כפול. אם העיצוב שלכם דורש שרשרת נירוסטה בדילוג יחיד עבה, יש לבדוק את הזמינות לפני אישור הסדר.

נירוסטה עם סיכה חלולה מאוחסנת בגודלים #40, #50 ו-#60, עם קטרים של חורים בסיכות: 0.157 אינץ'‏, 0.202 אינץ'‏ ו-0.236 אינץ'. מעניין ששרשרת הסיכה החלולה בגודל #60 מדורגת גבוה יותר מאשר השרשרת הסטנדרטית בגודל #60 נירוסטה — 230 ליברה-כוח לעומת 190 ליברה-כוח — בשל הבדלים בבנייה.

השכבה التنظימית

בחירת החומר היא רק חלק אחד מההתאמות לתקנות המזון.

FDA 21 CFR 178.3570 מכסה שמנות שעשויות להגיע במגע לא רצוי עם מזון. זו הסיבה לקיומן של שמנות מסוג H1. אם שמנת השרשרת עלולה להגיע למוצר, היא חייבת לעמוד בדרישות.

הרישום לפי NSF H1 הוא הדרך המעשית להפגין התאמה של השמנה. יש לציין שמנת H1 לכל שרשרת הנמצאת מעל או צמודה למוצר חשוף.

EC 1935/2004 זו תקנת מסגרת של האיחוד האירופי לחומרים במגע עם מזון: החומרים לא dürfen להעביר רכיבים למזון בכמויות שעלולות לפגוע בריאות או לשנות את הרכב המזון, טעמו או ריחו.

תקנים סניטריים 3-A הנחיות אלו מתארות את העיצוב של הציוד לצורך ניקוי במערכות עיבוד חלב ומזון. הן משפיעות יותר על אופן הגנת השרשרת ועל אופן התמיכה בה מאשר על השרשרת עצמה.

נקודה שמשכה את תשומת הלב של אנשים: פסיביות נירוסטה מתנגדת קורוזיה בזכות שכבה של חמצן כרום. ניקוי אגרסיבי, ובמיוחד מגע עם כלים מפלדת פחמן שמשאירים ברזל משובץ, פוגע בשכבה זו. שרשרת שנשחקת במפעל מזון היא בדרך כלל נירוסטה מזוהמת ולא נירוסטה מסוג לא מתאים.

בחירת גודל הנירוסטה בצורה נכונה

השיטה פשוטה לאחר שמקבלים את ירידת היכולת:

1. חישוב מתח השרשרת האמיתי מתorque וקוטר הבסיס של השיניים

2. הפעלת מקדם השירות שלכם עבור עומסים פתאומיים

3. השוואה לעומס העבודה של הנירוסטה, ולא על סמך נתוני פלדת הפחמן

4. אם הוא לא מתאים, עלו בגודל, הוסיפו חוטים או שקוללו מחדש אם אתם באמת צריכים נירוסטה

להעלות בגודל אחד או שניים זה תופעה רגילה. מונע שדורש שרשרת מס' 40 פלדת פחמן עשוי לדרוש שרשרת מס' 60 או 80 מנירוסטה, יחד עם השיניים והסיכונים המתאימים. תקצדו לכך בשלב העיצוב, ולא תגלו את זה בשלב ההפעלה.

שאלה נפוצות

האם אפשר פשוט להשתמש בשרשרת גדולה יותר מנירוסטה?

כן, ולעיתים קרובות חייבים לעשות כן. בדקו את טבלת עומס העבודה במקום להניח שמעבר לגודל אחד גדול יותר יספיק; הפער גדול.

האם נירוסטה 316 חזקה יותר מ-304?

לא. יש להם תכונות מכניות דומות בתנאי מאוחם. נירוסטה 316 עמידה יותר לקורוזיה, אך אינה חזקה יותר. שתיהן סובלות מהפחתת חוזק זהה לעומת פלדת פחמן.

למה השרשרת מנירוסטה שלי חלדה?

הסיבה הנפוצה ביותר היא זיהום ברזל מציוד פלדת פחמן או כלים לניקוי, אשר פוגעים בשכבת ההגנה הפסיבית. ייתכן שניתן לשחזר את השכבה על ידי פעולת ריפסיבציה. הסיבה הנפוצה השנייה היא התקפה של כלורידים על נירוסטה 304 במקום להשתמש בנירוסטה 316 כפי שהיה נדרש.

האם אפשר להפעיל שרשרת מנירוסטה על השיניים הקיימות שלי?

מבחינה ממדית – כן, הממדים לפי תקן אנס"י זהים. השאלה האמיתית היא האם התחנה יכולה לפעול במעומס העבודה הנמוך יותר.

באיזו טווח טמפרטורות מסתגלת שרשרת נירוסטה?

רחב יותר מפלדת פחמן בשני הקצוות, מה שמהווה אחת ההטבות האמיתיות שלה. יש לקחת את הנתונים המדויקים מהיצרן של השרשרת עבור הדרגה והמבנה הספציפיים שלכם.

האם אני צריך שמן סיכה מסוג H1 אם השרשרת נמצאת מתחת למוצר?

אם קיימת כל אפשרות של מגע אקראי – כן. גם רסיסים, טיפות ואדים באוויר נחשבים לכך. ברוב המפעלים מקבעים את השימוש בשמן H1 בכל אזור המזון, במקום לנהל שני סוגי שמן סיכה.

חברת טיאנג'ין האורונגשנגיה לציוד חשמלי בעמ. מספקת שרשרת נגררת וגלגלים שיניים מפלדת אל חלד מסוג 304 ו-316 ליישומים בתעשיית עיבוד המזון, וכן פלדה פחמנית מצופה ניקל וצינק במקרים בהם דרושה התנגדות לקורוזיה ולא תאימות להגעה במזון. שלחו לנו את מתח השרשרת בפועל ואת הכימיה המשמשת לשטיפת הציוד, ונבחר את הגודל בהתאם ליכולת העומס של הפלדה הלא־חלודה, ולא לפי נתוני הפלדה הפחמנית.