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食品工厂设备如何除锈与防锈?
来源: | 作者:环玉 | 发布时间: 2022-08-01 | 737 次浏览 | 分享到:

工厂使用的设备设施由多种类型的材料制成,铁、铝等材料生锈很常见,但当不锈钢表面出现锈点/锈斑时,大家可能就会很惊讶“不锈钢也会生锈?”,“生锈的不锈钢是不是就不是真正的锈钢了?”,“不锈钢生锈是不是不锈钢材质有问题?”。


这篇文章,笔者想就以下几个方面的内容跟大家探讨不锈钢生锈这个问题:


1) 食品车间生锈的主要表现和危害;


2) 不锈钢生锈的主要原因;


3) 如何除锈和防锈;


1. 食品车间生锈的主要表现和危害

在了解铁锈的危害之前,我们先来看看,设备生锈的主要表现及其特点:


铁锈的表现


红褐色斑点状,不易脱落,易清理;锈渣,红褐色块状,疏松易脱落,相对易清理;


那以上不同类型的铁锈可能带来哪些危害呢?


异物危害:铁锈可能松脱,掉落到产品里,带来异物的风险。如果铁锈较为疏松,掉落到产品中影响产品正常的颜色、风味等,如果长期食用/饮用铁含量超标的食物/水,会加重肾脏、肝脏负担,引发高血压等病症。如果铁锈长时间堆积形成铁块,若脱落的铁块较为坚硬或尖锐,可能会划伤消化道,严重时会引起消化道出血或穿孔。


微生物藏匿滋生:疏松的锈点/锈渣中更容易藏匿和滋生微生物,特别是高风险区域,更要注重设备上铁锈的管理,减少高风险区域致病菌的繁殖和增长。


缩短设备寿命:铁锈会造成设备上油漆、零部件等损坏或脱落,缩短设备寿命,增加工厂设备运行成本。


2.不锈钢生锈的主要原因

不锈钢是指在大气和酸、碱、盐等腐蚀性介质中呈现钝态、耐蚀而不生锈的高铬(一般为12%~30%)合金钢。(《冶金学名词》 (第二版))


食品级不锈钢是指符合GB4806.9-2016《食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品》要求的不锈钢材料 ,标准中4.1.3规定“不锈钢食具容器及食品生产经营工具、设备的主体部分应选用奥氏体型不锈钢、奥氏体·铁素体型不锈钢、铁素体型不锈钢等不锈钢材料;不锈钢餐具和食品生产机械设备的钻磨工具等的主体部分也可采用马氏体型不锈钢材料。


标准中提到的这三类不锈钢材料名词比较专业,下表中总结了其特点和在食品工厂中的应用供大家参考:


不锈钢类型


奥氏体不锈钢


具有很高的耐蚀性,良好的冷加工性,良好的韧性、塑性、焊接性,无磁性或弱磁性,但硬度较低


食品加工机械及盛装容器(例如盆、勺子、碗、杯子等)


铁素体不锈钢


导热系数大,较好的强度和硬度,有磁性,焊接性较差


耐热设备及工器具,例如锅


马氏体不锈钢


强度、硬度较高,有磁性,塑性和焊接性较差,耐蚀性较差


餐具、刀具类


食品工厂常见的304或316属于奥氏体不锈钢(备注:大家可能还会见到304L和316L材质,这两种材质相对于304和316碳含量更低,含碳量越低,越不易被腐蚀),304不锈钢和316不锈钢已经是食品行业非常优秀的不锈钢了,但两者稍有区别,工厂可根据实际情况选择。


316含镍量高于304,使其耐酸碱、耐高温、耐腐蚀、耐氧化的能力优于304,除了应用于食品工业还用于外科手术器材。如果工厂设备某些部位或零配件需要接触强酸强碱、高氯离子化学品、高温等可以选择316不锈钢。


316不锈钢含钼元素,钼很容易和高价硫离子反应生成硫化物。


316不锈钢基本上不存在热胀冷缩的现象,用于制作精密零件。


316不锈钢比304不锈钢价格更贵。


 回到不锈钢定义来,从上面的定义中我们得知,不锈钢中富含铬,铬元素正是不锈钢“不锈”的主要原因。合金中的铬元素和氧气接触时在其表面形成一层稳定的富铬氧化膜,称之为钝化膜,此钝化膜将合金的氧化速率降低至微乎其微的范围。如果此钝化层遭到破坏,空气中或介质中的氧气就和合金中的铁元素发生缓慢的氧化反应,形成Fe2O3或Fe3O4,俗称铁锈,这样不锈钢就生锈了。


 食品工厂内存在哪些因素会破坏不锈钢表面的钝化膜而导致生锈呢?


化学品腐蚀:不锈钢表面粘附含的酸、碱、盐类化学品对钝化膜造成化学品腐蚀,例如清洗设备所使用的清洁剂和消毒剂浓度过高或未冲洗干净导致长时间残留。值得注意的是,304不锈钢不耐氯离子,含有氯离子的液体或气体会腐蚀304不锈钢,如果工厂的设备大多是304不锈钢,应尽量避免或减少含氯清洁剂或消毒剂的使用。如果不可避免的接触到含氯化学品,则尽量选用316(L)型不锈钢设备。


电化学反应:设备表面粘附的残留物例如肉渣、粉渣、蔬菜汁、金属碎屑等,在潮湿的环境中或有水和氧的情况下产生有机酸或发生电化学反应,腐蚀不锈钢表面。


机械损伤:员工不正确的切割、打磨、抛光、机械划伤等破坏不锈钢表面的钝化膜。工厂维修同事切忌随时更改设备,野蛮操作,对设备造成损伤。


高温损伤:高温焊接导致钝化膜破坏,焊接后形成焊渣,未进行抛光和钝化,生锈往往从焊接处开始。


3.如何除锈与防锈


生产现场的设备生锈后,工厂第一步做得应该就是除锈。除锈主要采用物理除锈和化学除锈两种方法。


物理除锈:人工擦除或者使用砂纸打磨,使用砂纸时特别注意切勿太用力,划伤不锈钢表面,破坏钝化膜。


化学除锈:使用化学品除锈,例如使用除锈膏/除锈油去除设备表面的浮锈。

除锈固然重要,防锈更重要,只有做好防锈,才能避免生锈或再次生锈。接下来我们一起看看对于新购买或正在使用但从未生锈的设备或已除锈的设备怎么防锈:


选择合适的材质:新设备尽量选用不锈钢材质,食品工厂通常选用304或316不锈钢,其中316不锈钢性能大部分时候优于304材质。随着技术不断革新,市面上不锈钢电机,不锈钢制冷风机,不锈钢过滤器,不锈钢更衣柜已经很常见,工厂可以择优选择。


选择合适的化学品:正在使用的设备尽量不要选用含氯或者强酸强碱等腐蚀性较强的化学品,可以使用季铵盐类消毒剂替代含氯消毒剂。


及时清洁:工厂日常使用的设备其表面可见的食物残渣,污垢等在生产结束后需及时清除,特别注意识别设备及管道卫生死角,防止残留对设备造成腐蚀。


人员操作培训:对维修人员进行焊接技术培训,特别注意焊接时充氩气且在焊接完后用高浓度硝酸钝化管道内壁;对相关员工进行操作规范的培训,切勿野蛮操作,破坏设备表面的钝化膜。


 表面钝化/防护:对于已经进行物理或化学除锈后的不锈钢表面,如果条件允许的话,对除锈部分进行钝化处理,使其再次形成氧化膜,延长不锈钢材质寿命。对于非不锈钢表面在除锈后如果需要可再涂一层食品级润滑油,使用前清理,建议尽量避免刷漆。

最后,简要总结文中要点,希望对大家有所帮助:


常见的铁锈类型有锈点、锈渣和锈块这三种,铁锈可能带来异物和微生物危害,并缩短设备寿命,增加工厂运营成本。


食品级不锈钢是指符合GB4806.9-2016《食品安全国家标准 食品接触用金属材料及制品》要求的不锈钢材料,食品工厂常见的316不锈钢耐酸碱、耐高温、耐腐蚀、耐氧化的能力均优于304不锈钢,但其价格比304不锈钢更贵。


不锈钢并不是完全不生锈的钢,不锈钢只是生锈量相对较少,化学品腐蚀、电化学反应、机械损伤、高温损伤等因素都可能破坏锈钢表面的氧化膜,导致不锈钢生锈。


可以使用物理或化学方法除锈,同时选择合适的材质和化学品,及时清洁和培训人员规范操作能防止不锈钢表面的钝化膜被破坏,对除锈后的表面进行钝化和防护能预防进一步生锈。


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