Почему обычная углеродистая сталь не может заменить нержавеющую сталь 316 для нагревательных петель для ферментации?

В чем причина того, что нержавеющую сталь 316 нельзя заменить обычной углеродистой сталью в контурах нагрева для ферментации? Для систем нагрева для ферментации необходимы повторяющиеся циклы чередующейся кислотной-основной очистки CIP, а также длительная-адаптация к кислым, слабощелочным и микро-агрессивным питательным средам. Многочисленные производственные группы стараются сократить расходы на закупки, заменяя нержавеющую сталь 316 недорогими-нагревательными трубками из обычной углеродистой стали. Однако такая замена приведет к частым отказам оборудования, загрязнению среды и сильной коррозии. Фундаментальные различия в структуре материала, коррозионной стойкости и адаптируемости рабочих условий ферментации между обычной углеродистой сталью и нержавеющей сталью 316 делают углеродистую сталь совершенно непригодной для сценариев применения в контуре нагрева ферментации.|Производительность|Обычная углеродистая сталь|Нержавеющая сталь 316L|Адаптивность применения ферментации|| ----|----|----|----|| Содержание хромового сплава|Ниже 0,3%|16%–18%|Углеродистая сталь не имеет пассивной антикоррозионной защиты|| Порог устойчивости к хлоридам|Менее 10 частей на миллион|В пределах 50 ppm стабильная работа|Углеродистая сталь склонна к быстрой точечной коррозии|| Устойчивость к кислотно-щелочному циклу CIP|Сильная ржавчина и шелушение после 3–5 циклов|Стабильность после сотен циклов очистки|316L приспосабливается к частой ферментационной очистке|| Риск выпадения металлов|Массовое осаждение ионов железа|Отслеживание квалифицированных осадков|Углеродистая сталь вызывает загрязнение средней степени|| Срок службы при ферментации|1–3 месяца|2–3 года прерывистого производства|Огромный разрыв в долгосрочной стабильности|| Соответствие GMP|Совершенно неквалифицированный|Соответствует основным требованиям к пищевым продуктам|Углеродистая сталь не может пройти заводской аудит|Основная причина, по которой обычная углеродистая сталь не может заменить нержавеющую сталь 316, заключается в отсутствии самовосстанавливающейся пассивной пленки, богатой хромом, на ее поверхности. Углеродистая сталь быстро окисляется и ржавеет в средах ферментации, содержащих следы хлоридов и органических кислот. Среду невозможно изолировать слоем ржавчины, и в течение короткого периода времени стенка трубы будет пронизана непрерывной электрохимической коррозией, что приведет к утечке теплоносителя из контура нагрева и резервуара. И наоборот, нержавеющая сталь 316L способна противостоять обычным коррозионным факторам при производстве пищевых продуктов и ферментации, образуя плотную защитную пленку, основанную на компонентах сплавов с высоким содержанием хрома и молибдена. Во время работы нагревательные трубы из углеродистой стали будут постоянно выделять ионы железа и примеси ржавчины, которые будут загрязнять ферментационные штаммы и готовые продукты, вызывать микробное загрязнение и потери партийного лома, а также серьезно нарушать производственные спецификации GMP. Это касается безопасности производства и качества продукции. Однако сверхкороткий срок службы обычной углеродистой стали приводит к частой замене затвора, повторному техническому обслуживанию и постоянным рискам для качества продукции, что приводит к значительно более высоким совокупным эксплуатационным затратам, чем к нержавеющей стали 316L, несмотря на чрезвычайно низкую стоимость ее приобретения. Кроме того, усталостная коррозия сварных швов углеродистой стали ускоряется из-за частых колебаний температуры CIP и попеременной кислотно-щелочной очистки в ферментационных цехах, что приводит к образованию скрытых дефектов-трещин, которые сложно обнаружить.. 316L нержавеющая сталь может сохранять стабильные структурные характеристики в длительных переменных рабочих условиях после прохождения комплексной пассивационной обработки и аргоновой сварки. В заключение, обычная углеродистая сталь подходит исключительно для неагрессивных сценариев нагрева в очищенной воде и не подходит для использования ни в одном стандартном контуре нагрева для ферментации.