EN
Een ingenieur van een voedingsfabriek vraagt een roestvrijstalen ketting met ANSI-nummer #40 om een koolstofstaalketting met ANSI-nummer #40 te vervangen. Dezelfde steekafstand, dezelfde tandwielen, directe vervanging. Vervolgens draait de productielijn zes maanden met verminderde capaciteit totdat de ketting vroegtijdig breekt en niemand begrijpt waarom.
De reden ligt in de werkbelastingscijfers, en die is veel groter dan de meeste mensen verwachten.
Gepubliceerde werkbelastingen bij gelijke ANSI-afmetingen:
Roestvrijstaal heeft ongeveer één tiende van de werkbelasting van koolstofstaal bij dezelfde ANSI-afmeting.
| ANSI-nummer | Pitch | Werkbelasting roestvrijstaal | Werkbelasting koolstofstaal | Boete |
| #25 | 0.250" | 15 lbf | 140 lbf | 9,3x |
| #35 | 0.375" | 40 lbf | 560 lbf | 14,0x |
| #40 | 0.500" | 95 lbf | 940 lbf | 9,9x |
| #50 | 0.625" | 150 lbf | 1.620 lbf | 10,8x |
| #60 | 0.750" | 190 tot 230 lbf | 2.470 lbf | 13,0x |
Een R40-roestvrijstalen ketting draagt 95 lbf waar de koolstofstaalvariant draagt 940 lbf. Dat is geen geringe verlaging. Het is een orde van grootte.
De afmetingen zijn identiek, wat precies maakt dat dit gevaarlijk is. Een R40-roestvrijstalen ketting loopt op een R40-tandwiel, past in dezelfde beveiligingsafdekkingen en meet met dezelfde meetinstrumenten hetzelfde. Niets waarschuwt u, behalve de catalogus.
Eén fabrikant beantwoordt de vraag direct op hun FAQ-pagina, waar gesteld wordt of koolstofstaalketting kan worden vervangen door roestvrijstaal:
Nee. Roestvrijstaal 304 en 316 is van nature een zacht materiaal en de maximale werkbelastingen zijn aanzienlijk lager dan bij koolstofstaalkettingen.
Twee mechanismen, beide metallurgisch.
Austenitisch roestvast staal kan niet worden gehard door warmtebehandeling. Zowel 304 als 316 wordt opgelost gegloeid bij 1010 tot 1120 graden Celsius en snel afgekoeld. Er is geen uitschakel- en temperstap die de oppervlaktehardheid verhoogt, omdat de legering hier niet op reageert. Koolstofstaalkettingonderdelen worden gehard. Roestvaste onderdelen blijven zacht.
Lagere basis treksterkte. Zelfs voordat harding een rol gaat spelen, hebben de roestvaste legeringen die in kettingen worden gebruikt een lagere treksterkte dan de koolstofstaalsoorten die in standaardkettingen worden gebruikt.
Er is nog een derde praktisch effect dat de moeite waard is om te weten: roestvast staal houdt meer warmte vast tijdens gebruik, wat de treksterkte en slijtlevensduur verder beïnvloedt.
De ketting is dus zachter op de interface tussen pin en bus, waar alle kettingslijtage optreedt, en is zwakker in de platen.
Zodra u de sterkteboete hebt geaccepteerd, draait de keuze van het kwaliteitsniveau om chloridebestendigheid.
Het verschil is molybdeen. 316 bevat 2 tot 3% Mo; 304 bevat geen molybdeen. Deze enkele toevoeging zorgt ervoor dat 316 bestand is tegen putcorrosie in chloridehoudende omgevingen.
De standaardmanier om dit te kwantificeren, is het Pitting Resistance Equivalent Number (PREN):
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
304 heeft een PREN in de hogere jaren tientallen. 316 scoort aanzienlijk hoger vanwege de molybdeenterm. Hoe hoger de PREN, hoe beter de legering bestand is tegen gelokaliseerde putcorrosie.
Waar dit belangrijk is in een voedingsmiddelenfabriek:
·Zoutoplossing, uitharden, inleggen — 316, geen discussie
·Verwerking van zeevruchten — 316, chloriden zijn overal aanwezig
· Chlorergezuiverd spoelwater — 316 bij significante concentraties
· Bakkerij, droge waren, algemene voedselverwerking — 304 is meestal voldoende
·Zuivelproducten — hangt af van de reinigingschemie; controleer de loog- en zuurcyclus
PREN voorspelt weerstand tegen putcorrosie. Het voorspelt géén spanningscorrosie, kiertcorrosie in nauwe geometrieën of gedrag in sterke zuren. Behandel het als een rangschikkingstool, niet als een garantie.
Als de belasting hoger is dan wat roestvast staal kan dragen bij de gewenste afmeting, is het antwoord vaak géén grotere roestvaststalen ketting.
Koolstofstaalketting met nikkel- of zinkcoating herstelt het grootste deel van de werkbelasting en biedt toch lichte corrosiebestendigheid, tegen lagere kosten dan roestvast staal. Voor toepassingen waarbij corrosiebestendigheid vereist is, maar geen conformiteit met voedselcontactvoorschriften, is dit vaak het betere technische antwoord.
Waar het níet werkt: direct contact met voedsel, agressieve spoeling met loogmiddelen en overal waar de coating kan afschilferen en het product kan verontreinigen. Een coating is een oppervlaktelaag; roestvast staal is door de gehele doorsnede corrosiebestendig.
De gepubliceerde richtlijnen noemen deze expliciet:
· Zwaar gebruik voor krachtoverdracht — landbouwmachines, industriële versnellingsbakken, aandrijvingen met hoog koppel, waar de belastbaarheid per steek het centrale punt is
· Hoge-snelheidsaandrijvingen — de meeste roestvaste kettingen, inclusief uitvoeringen met holle pennen, zijn goedgekeurd voor lagere maximale snelheden dan koolstofstaal vanwege het verschil in hardheid
Indien er geen probleem is met corrosie of verontreiniging, is koolstofstaal – met een werkbelasting van tien keer zoveel per dollar – bijna altijd de betere specificatie.
Roestvaste ketting met dubbele steik is verkrijgbaar en nuttig voor langzaam transport. Roestvaste equivalenten van dubbele-steikketting #40, #50, #60 en #80 hebben respectievelijk een belastbaarheid van 95, 150, 230 en 390 lbf bij steikafstanden van 1,0 inch, 1,25 inch, 1,5 inch en 2,0 inch.
Let op dat bij roestvast staal vaak geen enkele enkelvoudige ketting met pitch #80 of groter is op voorraad. De equivalente #80-ketting bestaat uitsluitend als dubbele-pitchketting. Indien uw ontwerp zware enkelvoudige roestvrijstalen ketting vereist, controleer dan de beschikbaarheid voordat u een definitieve keuze maakt.
Roestvrijstaal met holle pennen is op voorraad in #40, #50 en #60, met pennischijfdiameters van 0,157 inch, 0,202 inch en 0,236 inch. Interessant is dat de roestvrijstalen holle-pen #60 een hogere treksterkte heeft dan de standaard roestvrijstalen #60-ketting: 230 lbf versus 190 lbf, vanwege het afwijkende constructieontwerp.
Materiaalkeuze is slechts één onderdeel van de naleving van voedselveiligheidsvoorschriften.
FDA 21 CFR 178.3570 omvat smeermiddelen die incidenteel met voedsel in aanraking kunnen komen. Dit is de basisregel voor H1-gespecificeerde smeermiddelen. Indien kettingsmeermiddel in contact kan komen met het eindproduct, moet het aan deze voorschriften voldoen.
NSF H1-registratie is de praktische manier om te aantonen dat een smeermiddel aan de voorschriften voldoet. Gebruik altijd H1-gespecificeerd smeermiddel voor elke ketting die zich boven of naast onbedekte producten bevindt.
EC 1935/2004 is de EU-kaderverordening voor materialen die in contact komen met levensmiddelen: materialen mogen geen bestanddelen aan levensmiddelen overdragen in hoeveelheden die de gezondheid in gevaar brengen of de samenstelling, smaak of geur van levensmiddelen wijzigen.
3-A Hygiëne-normen ontwerp van afdekuitrusting voor reinigbaarheid in de zuivel- en voedingsmiddelenverwerking. Ze beïnvloeden meer hoe de ketting wordt beveiligd en ondersteund dan de ketting zelf.
Een punt dat mensen opvalt: passivatie roestvast staal weerstaat corrosie dankzij een chroomoxide-laag. Agressieve reiniging, en met name contact met koolstofstaalgereedschap dat ingebed ijzer achterlaat, beschadigt die laag. Een ketting die roest in een voedingsmiddelenfabriek is meestal vervuild roestvast staal, niet het verkeerde kwaliteitsniveau.
De methode is eenvoudig zodra u de verlaagde belastingswaarde accepteert:
1. Bereken de werkelijke kettingspanning uit koppel en spoelstapeldiameter
2. Pas uw servicefactor voor schokbelasting toe
3. Vergelijk met de toegestane belasting voor roestvast staal, niet met de waarde voor koolstofstaal
4. Als het niet past, kies dan een grotere stapelgrootte, voeg meerdere draden toe of heroverweeg of u wel echt roestvast staal nodig hebt
Een of twee maten groter kiezen is normaal. Een aandrijving die #40-ketting van koolstofstaal vereist, heeft mogelijk #60 of #80 van roestvast staal nodig, met bijpassende tandwielen en beveiliging. Begroot dit al in de ontwerpfase, in plaats van het pas tijdens de inbedrijfstelling te ontdekken.
Kan ik gewoon een grotere roestvaste ketting gebruiken?
Ja, en vaak moet u dat ook doen. Raadpleeg de tabel met werkbelasting in plaats van te veronderstellen dat één maat groter voldoende is; het verschil is groot.
Is 316 sterker dan 304?
Nee. Beide hebben vergelijkbare mechanische eigenschappen in de gegloeide toestand. 316 is beter bestand tegen corrosie, maar niet sterker. Beide hebben dezelfde sterktevermindering ten opzichte van koolstofstaal.
Waarom is mijn roestvaste ketting gaan roesten?
Waarschijnlijk door ijzerbesmetting van gereedschap of schoonmaakhulpmiddelen van koolstofstaal, wat de passieve laag vernietigt. Herpassivering kan de bescherming mogelijk herstellen. Een andere veelvoorkomende oorzaak is chloride-aanval op 304 waarbij 316 had moeten worden gebruikt.
Kan ik een roestvaste ketting op mijn bestaande tandwielen gebruiken?
Afmetingsmatig ja, de ANSI-afmetingen zijn identiek. Of de aandrijving kan werken bij de verlaagde werkbelasting is de echte vraag.
Binnen welk temperatuurbereik kan roestvaststaalketting worden gebruikt?
Breder dan koolstofstaal aan beide uiteinden, wat een van de echte voordelen is. Gebruik de specifieke cijfers uit de gegevens van de kettingfabrikant voor uw kwaliteit en constructie.
Heb ik H1-smeerolie nodig als de ketting onder het product is geplaatst?
Ja, als er ook maar enige kans is op incidenteel contact. Spatwater, druppels en zwevende nevel tellen allemaal mee. De meeste fabrieken hanteren standaard H1 in de volledige voedselzone in plaats van twee verschillende smeermiddelen te beheren.
Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. levert roestvaststalen kettingen en tandwielen van type 304 en 316 voor de voedingsmiddelenverwerking, evenals koolstofstaal met nikkel- of zinkcoating waarbij corrosiebestendigheid – en niet conformiteit voor contact met levensmiddelen – de vereiste is. Stuur ons de werkelijke kettingspanning en de chemische samenstelling van de spoeloplossing, dan dimensioneren we op basis van de werkbelasting van roestvaststaal, niet op basis van de waarde voor koolstofstaal.