Paslanmaz Çelik Ölçüm Sistemleri

Bir ölçüm sisteminde paslanmaz çelik seçimi birbirinden ayrı üç karardan oluşur. İlki kalite seçimidir: klorür içeriği, asitlik, sıcaklık ve yapının kaynaklı olup olmadığı, 304 ile 316 ailesi ve düşük karbonlu L kaliteleri arasındaki tercihi belirler. İkincisi imalat kalitesidir: doğru kalite bile kaynak renklenmesi giderilmeden bırakılırsa beklenen dayanımı göstermez. Üçüncüsü ve ayrı tutulması gereken karar hijyenik tasarımdır. Malzeme yüzeyin korozyona dayanıp dayanmayacağını belirler; temizlenip boşalabileceğini ve bunun kanıtlanabileceğini belirlemez.

Gıda sıvılarında sayaç tipi ve hijyenik bağlantı seçimi Hijyenik Ölçüm Skidleri sayfasında, kimyasallarda sayaç teknolojisi Kimyasal Ölçüm Skidleri sayfasında ele alınır. Bu sayfa malzemenin kendisine odaklanır.

Paslanmazlık nereden gelir, nerede yetmez?

Paslanmaz çeliğin korozyon direnci, yeterli oksijen bulunduğunda yüzeyde kendiliğinden oluşan, kromca zengin ince bir pasif oksit tabakasından gelir. Bu tabaka her koşulda koruma sağlamaz. Mekanik birleşimler, dar köşeler ve eksik ya da kötü tamamlanmış kaynaklar gibi oksijenin azaldığı küçük bölgelerde yüzey aktif hale gelebilir ve aralık (crevice) veya oyuk (pitting) korozyonu başlayabilir. Sulu ortamlarda bu lokal korozyon çoğunlukla klorür iyonlarıyla ilişkilidir; asidik koşullar ve yüksek sıcaklık riski artırır. Ölçüm skidinde conta oturma yüzeyleri, dişli enstrüman bağlantıları, termometre cepleri ve kaynak dikişleri tam da bu tür noktalardır.

304 mü, 316 mı? L kaliteleri ne değiştirir?

İki ana aile arasındaki temel fark molibdendir. 316 türü çelikler yaklaşık yüzde 2–3 molibden içerirken 304 türlerinde molibden bulunmaz. Molibden, klorür iyonlarının pasif tabakayı yerel olarak bozma etkisini azaltır; krom, nikel ve azot oranının yüksek olması da lokal korozyona karşı direnci destekler. Bu nedenle klorür içeren ürünler, tuzlu çözeltiler veya klorlu temizlik kimyasalları söz konusuysa 316 ailesi öncelikle değerlendirilir.

L harfi düşük karbonu gösterir: 304 ve 316 için azami karbon yüzde 0,08 iken 304L ve 316L için yüzde 0,030'dur. Standart karbonlu kaliteler kaynak ısısından etkilenen bölgede olduğu gibi yaklaşık 450–850 °C aralığında birkaç dakika kaldığında, korozif ortamlarda taneler arası korozyon (kaynak çürümesi) riski taşır; karbon yüzde 0,030'un altındaysa bu olay gerçekleşmez. Kaynaklı skid borulamasında ve kaynaklı sayaç gövdelerinde düşük karbonlu kalitelerin tercih edilmesinin mantığı budur.

Kaliteleri karşılaştırmak için oyuklanma direnci eşdeğer sayısı (PREN) kullanılır ve genellikle Cr + 3,3Mo + 16N formülüyle hesaplanır. Tipik aralıklar 304 türü (EN 1.4301) için yaklaşık 17,5–20,8, 316 ve 316L türleri (EN 1.4401 ve 1.4404) için yaklaşık 23,1–28,5'tir. Ancak PREN yalnızca sıralama aracıdır; belirli bir kalitenin belirli bir uygulamada oyuklanmaya dayanıp dayanmayacağını öngörmez. Kesin karar, ürünün gerçek bileşimi ve işletme sıcaklığıyla birlikte verilir.

Yaygın paslanmaz kalitelerin seçim mantığı

Sayaç ıslanan malzemesi ayrıca sorgulanır

Titreşen ölçüm borulu sayaçlarda malzeme kararı boru hattındaki karardan bağımsız verilir. Bir Coriolis üreticisinin korozyon kılavuzu, boru seçiminde çevrimsel yükün genellikle dikkate alınmadığını, genel korozyon testlerinin lokal hasarı yakalayamadığını ve lokal korozyonun titreşen boruda yorulma çatlağını başlatabileceğini belirtir. Gıda uygulamaları için sunulan bir hijyenik Coriolis sayacında ıslanan parçalar 316L tipindeki 1.4435 kalitesindedir; bu iyi bir başlangıçtır, her ürün için yeterlilik kanıtı değildir. Ayrıntı kimyasal ölçüm skidleri sayfasındadır.

Kaynak renklenmesi, dekapaj ve pasivasyon

Kaynak sonrası görülen renklenme (ısı renklenmesi) yalnızca görsel bir kusur değildir; altında kromu azalmış bir tabaka bulunur ve yüzeyin korozyon direncini düşürür. Bu tabakayı gideren işlem dekapajdır (pickling): genellikle nitrik ve hidroflorik asit karışımlarıyla yüzeyden ince bir metal tabakası uzaklaştırılır. Pasivasyon ise metal kaldırmaz; nitrik veya sitrik asit gibi oksitleyici bir asitle pasif tabakanın oluşumunu destekler. Yalnız nitrik asit dekapaj için etkili değildir.

Pratik sonuç şudur: pasivasyon tek başına kaynak renklenmesini gidermez. Önerilen sıra; tufal ve renklenmiş tabakanın dekapajla alınması, yağ ve kirlerin temizlenmesi ve ardından pasivasyondur; korozif sıvı taşıyacak borularda iç yüzeye ulaşmak için sirkülasyonla dekapaj önerilir. Bir gıda teknolojisi kaynağı da ilk pasivasyonu kritik adım olarak tanımlar. İşletmede demir bulaşması, yüksek klorür, durulanmayan temizlik kimyasalları ve ani sıcaklık değişimleri bu emeği boşa çıkarabilir; bu konu CIP / SIP uyumlu sistemler sayfasında ele alınır. Skid şartnamesinde kaynak sonrası yüzey işleminin yöntemi ve belgelenmesi bu yüzden açıkça tanımlanır.

316L bir skid neden kendiliğinden hijyenik değildir?

Şöyle bir skid düşünelim: boru, sayaç gövdesi ve vanalar 316L; bağlantılar standart flanşlı, termometre cebi dişli, numune noktası uzun bir branşmanın ucunda. Malzeme doğrudur, fakat conta aralığı, dişlerin içi ve akış görmeyen branşman temizlik çözeltisinin ulaşamadığı ceplerdir. Bu skid korozyona dayanır, ancak ayrı bir gereksinim kümesi olan hijyenik tasarım ölçütlerini karşılamaz:

·         Temizlenebilirlik: ürüne temas eden her yüzeye temizlik çözeltisinin yeterli akışla ulaşması, ölü bacak ve aralık bırakılmaması.

·         Boşalabilirlik: boru ve ekipmanın eğimle tamamen boşalması.

·         Yüzey kalitesi: akış yolunun pürüzlülüğü; örneğin bir sayaç üreticisi akış yolu için 0,8 µm Ra hijyenik yüzey seçeneği sunar.

·         Hijyenik bağlantılar ve contalar: aralık bırakmayan bağlantı tipleri ve temizlik çevrimine dayanıklı conta malzemesi.

·         Gıda ile temas mevzuatı: contalar ve plastik parçalar dahil malzemelerin gıdaya zararlı bileşen geçirmemesi ve uygunluk belgelerinin bulunması.

Belgelendirme de kaynak kalitesini hijyenik tasarıma bağlar. EHEDG, hijyenik tasarım ölçütlerini tam karşılayan tamamen kaynaklı bileşenlerin, örneğin boru hatları veya bir termometre cebinin, test yapılmadan belgelendirilebileceğini belirtir; ölçüt paslanmaz malzeme değil, kaynak ve geometridir. Avrupa Birliği'nde gıda ile temas eden malzemelerin çerçevesi 1935/2004 sayılı Tüzük'tür ve bu da çelik kalitesinden ayrı bir uygunluk katmanıdır.

Gıda dışı uygulamalarda paslanmaz seçimi

Kimya, biyoyakıt veya özel akışkan uygulamalarında paslanmaz seçimini hijyen değil ürün uyumu yönlendirir. Örneğin biyokütle piroliz yağları üzerine bir araştırma raporu, asitliği yüksek bu ürünlerde karbon çeliğin pompa ve hatlarda kullanılamayacağını, 304L ve 316L'nin uygun bulunduğunu, contaların ve enstrümanların ise ayrıca kontrol edilmesi gerektiğini aktarır. Bu uygulamalarda kaliteyi ve gerekirse daha yüksek alaşıma geçişi derişim, sıcaklık ve safsızlıklar belirler.

TLY Enerji'nin katkı alanı

Proje kapsamına bağlı olarak TLY Enerji, proses koşullarına göre ölçüm teknolojisinin seçilmesinde mühendislik desteği verir; ekipman, vana ve pompa tedariki, sistem entegrasyonu, montaj, test ve devreye alma aşamalarında yer alabilir. Islanan malzemenin ürün verisiyle karşılaştırılması ve tedarikçiden istenecek malzeme ve yüzey işlemi belgelerinin tanımlanması bu çalışmanın parçası olabilir. Bu sayfada gıda sektörü deneyimi veya skid imalatı iddia edilmez; tedarik sınırı her projede netleştirilir.

Malzeme değerlendirmesi için paylaşılacak veriler

·         Ürünün bileşimi; varsa klorür içeriği, pH ve safsızlıklar

·         İşletme ve temizlik sıcaklıkları, ani sıcaklık değişimi olup olmadığı

·         Kullanılan temizlik ve dezenfeksiyon kimyasalları ve konsantrasyonları

·         Uygulamanın hijyenik tasarım gerektirip gerektirmediği ya da yalnızca korozyon dayanımının mı arandığı

·         Kaynaklı mı flanşlı mı bir yapı beklendiği

·         Talep edilen belgeler: malzeme sertifikaları, kaynak sonrası yüzey işlemi kayıtları, gıda temaslı malzeme beyanları

İlgili sayfalar

·         Hijyenik ölçüm skidleri: Sayaç tipi, hijyenik bağlantı ve cihaz belgelerinin kapsamı.

·         Kimyasal ölçüm skidleri: Kimyasal ortamda sayaç teknolojisi ve ıslanan malzeme seçimi.

·         CIP / SIP uyumlu sistemler: Temizlik ve sterilizasyon çevrimlerinin ekipmana etkisi.

·         Hijyenik transfer sistemleri: Ölü bacak, eğim ve drenaj tasarımı.

·         Gıda sınıfı ve hijyenik sıvı transfer tesisleri: Sektörün genel gereksinimleri.

Paslanmaz çelik seçimiyle ilgili sorular

304 yerine 316L ne zaman tercih edilmeli?

İki etken belirleyicidir. Ürün, temizlik kimyasalı veya ortam klorür içeriyorsa 316 ailesindeki yaklaşık yüzde 2–3 molibden lokal korozyona karşı ek direnç sağlar. Yapı kaynaklıysa düşük karbonlu L kalitesi kaynak bölgesindeki taneler arası korozyon riskini ortadan kaldırır. İki koşul birlikte varsa 316L mantıklı bir başlangıçtır; yine de ürünün gerçek bileşimi ve sıcaklığıyla doğrulanır.

Pasivasyon kaynak renklenmesini giderir mi?

Hayır. Pasivasyon metal kaldırmaz, yalnızca pasif tabakanın oluşumunu destekler. Kaynak renklenmesi ve altındaki kromu azalmış tabaka, yüzeyden ince bir metal tabakası alan dekapajla giderilir. Önce dekapaj ve temizlik, sonra pasivasyon yapılır; skid şartnamesinde yöntem ve belgeleme biçimi açıkça yazılmalıdır.

316L gövdeli bir sayaç gıda uygulaması için yeterli mi?

Malzeme olarak pek çok gıda sıvısına uygun olabilir, ancak malzeme tek başına sayacı hijyenik yapmaz. Bağlantı tipi, montaj yönü, akış yolunun yüzey kalitesi ve conta malzemesi belirleyicidir. Bir üretici, hijyenik tasarım belgelerinin yalnızca belirli hijyenik bağlantılar ve gövde seçeneğiyle geçerli olduğunu belirtir; flanşlı aynı sayaç bu kapsamın dışında kalabilir.

PREN değeri yüksek olan kalite her zaman güvenli midir?

Hayır. PREN, krom, molibden ve azot içeriğine göre kaliteleri oyuklanma direncine göre sıralar; belirli bir ortamda nasıl davranacağını öngörmez. Sıcaklık, klorür derişimi, pH ve aralık geometrisi sonucu değiştirir. Bu nedenle PREN ön eleme için kullanılır, kesin karar ürün verisi ve üretici kılavuzlarıyla verilir.