EN
Інженер харчового підприємства замовляє нержавіючий ланцюг № 40 для заміни вуглецевого ланцюга № 40. Однаковий крок, однакові зірочки, безпосередня заміна. Потім лінія працює зі зниженою потужністю протягом шести місяців, доки ланцюг не виходить із ладу раніше терміну, і ніхто не розуміє, чому.
Причина — у показниках робочого навантаження, і вона набагато більша, ніж очікує більшість людей.
Опубліковані значення робочого навантаження для відповідних розмірів ANSI:
Нержавіюча сталь витримує приблизно в десять разів менше робочого навантаження, ніж вуглецева сталь того самого розміру ANSI.
| № ANSI | Крок | Робоче навантаження нержавіючої сталі | Робоче навантаження вуглецевої сталі | Штраф |
| #25 | 0.250" | 15 lbf | 140 lbf | 9,3× |
| #35 | 0.375" | 40 lbf | 560 lbf | 14,0× |
| #40 | 0.500" | 95 lbf | 940 lbf | 9,9× |
| #50 | 0.625" | 150 фунт-сила | 1620 lbf | 10,8× |
| #60 | 0.750" | 190–230 фунт-сила | 2470 фунт-сила | 13,0× |
Нержавіючий ланцюг #40 витримує 95 lbf тоді як еквівалентний ланцюг із вуглецевої сталі витримує 940 фунт-сила. Це не незначне зниження навантаження. Це зниження на порядок величини.
Розміри ідентичні, що й робить це особливо небезпечним. Нержавіючий ланцюг #40 працює зі шестернею #40, підходить до тих самих захисних пристроїв і вимірюється тими самими інструментами. Єдине попередження — це каталог.
Один виробник прямо відповідає на це запитання у розділі «Поширені запитання» свого вебсайту, де йдеться про можливість заміни ланцюга з вуглецевої сталі на нержавіючий:
Ні. Нержавіюча сталь марок 304 та 316 природно м’яка, а максимальні робочі навантаження значно нижчі, ніж у ланцюгів з вуглецевої сталі.
Два механізми, обидва металургійні.
Аустенітна нержавіюча сталь не може бути загартована термічною обробкою. Обидва сплави 304 та 316 піддають розчинному відпалу при температурі від 1010 до 1120 °C із швидким охолодженням. Етапу загартування й відпуску, що підвищує твердість поверхні, немає, оскільки цей сплав на нього не реагує. Компоненти ланцюга з вуглецевої сталі загартовують. Компоненти з нержавіючої сталі залишаються м’якими.
Нижча межа міцності на розтяг. Навіть до того, як у справу вступає загартування, нержавіючі сплави, що використовуються у ланцюгах, мають нижчу межу міцності на розтяг порівняно з вуглецевими сталями, що використовуються у стандартних ланцюгах.
Існує ще один практичний ефект, про який варто знати: нержавіюча сталь у роботі зберігає більше тепла, що додатково впливає на межу міцності на розтяг і термін служби через знос.
Отже, ланцюг є м’якшим у зоні контакту осі й втулки, де відбувається весь знос ланцюга, і слабшим у пластинках.
Після того як ви прийняли штраф у міцності, вибір марки залежить від стійкості до хлоридів.
Різниця полягає в молібдені. У сплаві 316 його вміст становить 2–3 %, тоді як у 304 його немає зовсім. Саме ця єдина добавка забезпечує стійкість 316 до локальної корозії (пітингу) у хлоридних середовищах.
Стандартним способом кількісної оцінки цього є число еквівалентної стійкості до пітингу (PREN):
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
у сплаву 304 значення PREN знаходиться у верхньому діапазоні «десятих». У 316 воно суттєво вище завдяки доданку молібдену. Чим вище значення PREN, тим краще сплав протистоїть локальній пітинг-корозії.
Де це має значення на харчовому підприємстві:
·Розсоли, процеси консервації, маринування — 316, без будь-яких заперечень
·Переробка морепродуктів — 316, хлориди присутні всюди
· Вода для промивання з хлоруванням — 316, якщо концентрації є значними
· Пекарня, сухі продукти, загальна обробка харчових продуктів — зазвичай достатньо марки 304
·Молочні продукти — залежить від хімії засобу для очищення; перевірте цикли лугу та кислоти
Індекс PREN передбачає стійкість до утворення піттінгу. Він не передбачає стійкість до корозії під напруженням, щілинної корозії в тісних геометричних умовах або поведінки в концентрованих кислотах. Розглядається як інструмент порівняльного рейтингу, а не гарантія.
Якщо навантаження перевищує межу, яку може витримати нержавіюча сталь заданого розміру, рішенням часто є не більш потужний ланцюг із нержавіючої сталі.
Ланцюг із вуглецевої сталі з нікелевим або цинковим покриттям зберігає більшу частину робочого навантаження й одночасно забезпечує стійкість до слабкої корозії за нижчою вартістю порівняно з нержавіючою сталью. У застосуваннях, де ключовим є саме вимога до стійкості до корозії, а не до відповідності вимогам контакту з харчовими продуктами, це часто є кращим інженерним рішенням.
Де такий варіант непридатний: безпосередній контакт з харчовими продуктами, інтенсивне промивання агресивними лугами та будь-які ситуації, коли покриття може відшаруватися й забруднити продукт. Покриття — це поверхневий шар; нержавіюча сталь має корозійну стійкість по всьому перерізу.
Опубліковані рекомендації чітко зазначають такі випадки:
· Важкі передачі потужності — сільськогосподарська техніка, промислові редуктори, приводи з високим крутним моментом, де навантаження на крок є головним критерієм
· Високошвидкісні приводи — більшість нержавіючих ланцюгів, у тому числі конструкції з порожнистими штирями, мають нижчу граничну швидкість порівняно з вуглецевою сталью через різницю в твердості
Якщо проблеми корозії або забруднення відсутні, вуглецева сталь із навантаженням у 10 разів вищим на долар практично завжди є кращим варіантом.
Доступний і корисний для повільного транспортування нержавіючий ланцюг подвійного кроку. Нержавіючі аналоги ланцюгів #40, #50, #60 та #80 подвійного кроку витримують навантаження 95, 150, 230 та 390 фунтів-сили відповідно при кроках 1,0", 1,25", 1,5" та 2,0".
Зверніть увагу, що в нержавіючих ланцюгах часто немає окремих ланцюгів з кроком № 80 або більше на складі немає жодного. Еквівалент № 80 існує лише у вигляді ланцюга з подвійним кроком. Якщо ваш дизайн передбачає важкий одинарний ланцюг із нержавіючої сталі, перевірте його наявність до прийняття остаточного рішення.
Нержавіюча сталь з порожнистими штирями наявна на складі в розмірах № 40, № 50 та № 60, з діаметрами отворів під штирі 0,157″, 0,202″ та 0,236″. Цікаво, що ланцюг № 60 з порожнистими штирями має вищу межу руйнування порівняно зі стандартним ланцюгом № 60 з нержавіючої сталі — 230 фунтів-сили проти 190 фунтів-сили, оскільки конструкція відрізняється.
Вибір матеріалу — це лише частина забезпечення відповідності харчовим вимогам.
FDA 21 CFR 178.3570 охоплює мастила, які можуть мати випадковий контакт з харчовими продуктами. Саме це правило лежить в основі мастил H1. Якщо мастило для ланцюга може потрапити на продукт, воно має відповідати вимогам.
Реєстрація NSF H1 є практичним способом демонстрації відповідності мастила. Вказуйте мастило H1 для будь-якого ланцюга, розташованого над або поруч із відкритим продуктом.
EC 1935/2004 це рамкова регуляція ЄС щодо матеріалів, що контактуватимуть з харчовими продуктами: матеріали не повинні передавати свої складові харчовим продуктам у кількостях, що загрожують здоров’ю або змінюють їхній склад, смак чи запах.
3-A Санітарні Стандарти проектування обладнання для покриття з урахуванням його очищуваності в молочній та харчовій промисловості. Це впливає на те, як ланцюг захищено та підтримується, більше, ніж на сам ланцюг.
Точка, що привертає увагу людей: пасивація . Нержавіюча сталь стійка до корозії завдяки шару оксиду хрому. Агресивне очищення, а особливо контакт із інструментами з вуглецевої сталі, що залишають вбудовані частинки заліза, пошкоджує цей шар. Ланцюги, що ржавіють на харчових підприємствах, зазвичай є забрудненою нержавіючою сталью, а не неправильною маркою сталі.
Метод є простим, як тільки ви приймаєте зниження навантаження:
1. Розрахуйте фактичне навантаження на ланцюг із крутного моменту та діаметра ділильного кола зірочки
2. Застосуйте коефіцієнт експлуатаційного навантаження для ударних навантажень
3. Порівняйте отримане значення з робочим навантаженням для нержавіючої сталі, а не з показником для вуглецевої сталі
4. Якщо підбір не підходить, збільште крок ланцюга, додайте ланцюгові гілки або перегляньте необхідність використання нержавіючої сталі
Збільшення розміру на один або два ступені — це нормально. Привід, для якого потрібна ланцюгова передача № 40 з вуглецевої сталі, може потребувати № 60 або № 80 з нержавіючої сталі, а також відповідних зірочок і захисних пристроїв. Заздалегідь враховуйте це в бюджеті на етапі проектування, а не під час введення в експлуатацію.
Чи можу я просто використати більший нержавіючий ланцюг?
Так, і часто це обов’язково. Перевіряйте таблицю робочих навантажень замість припущення, що достатньо збільшити розмір на один ступінь; різниця значна.
Чи має марка сталі 316 більшу міцність порівняно з 304?
Ні. Їхні механічні властивості в відпаленому стані подібні. Сталь 316 має вищу корозійну стійкість, але не вищу міцність. Обидві марки мають однакову втрату міцності порівняно з вуглецевою сталью.
Чому мій нержавіючий ланцюг покрився іржею?
Найімовірніша причина — забруднення залізом від інструментів або засобів очищення з вуглецевої сталі, що порушує пасивний шар. Повторне пасивування може відновити його. Інша поширена причина — вплив хлоридів на сталь 304 у випадку, коли слід було використати 316.
Чи можу я використовувати нержавіючий ланцюг разом із моїми наявними зірочками?
Розмірно так, розміри за ANSI ідентичні. Справжнім питанням є те, чи може привід працювати при зниженому робочому навантаженні.
У якому діапазоні температур працює ланцюг із нержавіючої сталі?
Ширший, ніж вуглецева сталь, з обох кінців — це одна з його справжніх переваг. Використовуйте конкретні цифри з технічних даних виробника ланцюгів для вашого класу та конструкції.
Чи потрібен мені мастильний матеріал H1, якщо ланцюг розташований під продуктом?
Так, якщо існує будь-яка можливість випадкового контакту. Бризки, краплі та повітряна хмара також враховуються. Більшість підприємств уніфікують використання мастильних матеріалів H1 у всій зоні обробки їжі замість того, щоб керувати двома різними мастильними матеріалами.
Компанія Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. постачає нержавіючі ланцюги та зірочки зі сталі марок 304 і 316 для харчової промисловості, а також вуглецеву сталь з нікелевим чи цинковим покриттям у випадках, коли потрібна корозійна стійкість, а не відповідність вимогам до контакту з харчовими продуктами. Надішліть нам реальну силу натягу ланцюга та склад миючого розчину — ми підберемо розміри на основі робочого навантаження нержавіючої сталі, а не показника для вуглецевої сталі.