超级素合金的案例
316L的失效分析食品加工设施
根据全球市场见解是2016年全球牛肉，家禽和蔬菜汤市场达到26亿美元的市场，估计通过2024（2018年）通过2024（2018年）实现复合年增长率超过4％。这对肉汤业务中的全球公司来说是个好消息 - 所有这些公司都必须在竞争性和有利可衡的同时保持需求的步伐。
但与此同时，NACE International.报告说食品加工业的腐蚀每年造成约21亿美元的直接损失仅在美国。直接成本是工厂操作和更换设备。此外，间接成本是总成本的两倍，超过40亿美元，包括停工造成的生产力损失，加上税收、运营和间接服务成本(Koch et al, 2012)。换句话说，腐蚀是运营和财务问题。
在本文中，我们概述了食品加工厂中腐蚀的情况，如何通过选择合金来防止它。泄漏出现在肉汤加工系统的减速器和T恤段的焊缝和内表面。虽然目视检查显示发生腐蚀的情况下，但腐蚀的根本原因需要进一步的冶金分析。该公司称雷电竞为诊断的CSI，以及CSI的联盟实验室提供了确定原因所需的数据，并为该工作推荐正确的处理设备。
食品加工案例：细节
当食品加工厂的维修工程师发现只有四年的不锈钢316L管道泄漏时，该公司感受到了雷电竞成本的腐蚀从统计数字开始传达的方式。
初步调查结果
- 单位:肉汤制造业
- 系统:灭菌系统，拿着管
- 材料:316L和304L不锈钢
- 服务时间：4年，每周工作105小时
- 工艺条件:鸡肉、蔬菜、牛肉汤，含盐量10-14%
- 温度和速率：加热至290°F的肉汤，以60加仑/分钟的速率下降不超过2°F
- 干净的和灭菌步骤：包括酸和腐蚀剂
CSI诊断
虽然目视检查可以揭示腐蚀发生的地方，但需要额外的分析来确定腐蚀的类型、程度和原因。在肉汤处理案例中，CSI附属实验室使用了多种技术来确定设备故障的原因。每种技术都有助于度量有助于准确诊断问题、原因和可行解决方案的变量。准确的诊断需要有关腐蚀程度和类型的信息，以及表明其原因的化学变化。肉汤箱检测了泄漏件的化学成分、破损材料的表面形貌、加工材料的化学成分和制造缺陷。
光发射光谱（OES）
OES确定泄漏部件的化学成分。它被认为是分析几种金属的元素组成的可靠技术。OES产生金属特异性光签证，以精确地确定测试材料的金属组成。在这种情况下，使用304L不锈钢制造管部，使用304L制造TEE法兰，重新熔化的焊接金属是316L / 304L的混合物。
扫描电镜(SEM)
扫描电子显微镜（SEM）显示受腐蚀影响的部件的表面形貌，有助于确定损坏程度。虽然肉眼可见许多类型的腐蚀，但在某些情况下，屏蔽或微观腐蚀。在这种情况下，SEM对减速器的样品和TEE的检测显示优先（凹槽）焊接金属的腐蚀。焊接金属的树枝状（分枝）结构在被攻击的区域中可见。
能量分散X射线分析（EDS）
能量分散X射线分析解释了系统内处理的材料的化学成分。EDS分析靠近凹坑的减速器表面显示出5％氯化物，众所周知的蚀力和300系列不锈钢的裂解剂。
金相检验
金相塑术揭示了可以在制造，焊接，热处理和涂层期间引入的裂缝或不需要材料的微观缺陷。TEE的金相检查表明焊接金属中的腐蚀凹坑，并在附近的管道中的应力腐蚀裂缝，但是制造中的冷加工应力。
系统的传感器也可以帮助诊断，虽然它们在这种情况下不使用。例如，用于温度和压力监测的传感器，传输数据促进故障排除和可能有助于腐蚀的问题的预警。
结果摘要
当一起使用时，诊断工具可以描绘出全面和详细的原因和腐蚀损害的程度。
视觉检查：减速器对焊缝和热影响区均有点蚀现象。三通显示焊缝点蚀。
化学成分:光发射光谱数据显示，使用316L制造和焊接减速器。使用304L不锈钢制造TEE，并使用316L填充丝焊接。
扫描电镜:扫描电镜图像证实了焊缝金属的树枝状(分支)结构的腐蚀。
能量分散X射线分析：EDS数据显示出高浓度的氯化物。
金属检查：确认在焊接和焊接和基础金属中的减速器中焊接的焊接腐蚀，蚀地诱导的应力腐蚀裂缝。
结论
从运营和财务的角度进行设计时，耐腐蚀性是最重要的考虑因素。在决定食品加工时，应该考虑到停机和维修的成本，特别是当产品含有腐蚀性成分时，例如pH值为3-5的食品，如柠檬酸果汁、果酱、酸性罐头食品、肉汤、酱料、调味品和1-3%盐溶液中的蔬菜。
在异径管和三通管中观察到的点蚀和氯化物应力腐蚀开裂是由于在高温下氯化物的存在。耐腐蚀性可以随着温度的升高而下降(Ahmed 2016，第6页)，所以识别氯化物的存在只是一个考虑因素。在诊断中也必须考虑到工作温度。
在316L中含有的钼是在这项服务中的边缘，非钼合金304L对这项服务不可接受。更有效的设计将包括使用Al-6XN®超级合金的耐腐蚀组件。
为了计算腐蚀的实际成本，还要加上直接和间接的成本。食品加工公司在设计食品加工设施时，为了运营和财务上的优势，必须权衡两者。
| 投资说明 | 316L. | al-6xn. |
|---|---|---|
| 初始投资（材料成本） | $ 25,369.00 | $ 101,479.20 |
| 停机时间+拆卸+更换安装费用* |
$ 96,000.00 | |
| 更换材料成本* | $ 25,369.00 | |
| 总数 | $ 146,738.00 | $ 101,479.20 |
*上面显示的成本比较是准确的近似值。腐蚀事件的应用程序，数量和程度，实际数字变化很大。
建议
当考虑300系列不锈钢在包括氯化物和高温的应用时，应始终注意。AL-6XN®超级合金产品，也称为高耐腐蚀合金，工作在极端腐蚀条件下，316不锈钢不能使用。由于其额外的硬度，AL-6XN®是在高盐，高热环境或酸和苛性溶液使用时的首选清洁到位（CIP）．
当300系列的部件在腐蚀应用中失效时，考虑到停机时间和部件更换的巨大成本，低成本的300系列解决方案可能比它们看起来的成本低得多。
异径接头和TEES.应考虑使用含有6％钼的过贮能力合金。CSI有A.AL-6XN全系列产品有存货。有关更多信息或腐蚀分析，请联系CSI。
完整的腐蚀管理策略需要更快，更智能，更好地工作：
快点
- 使用传感器技术进行性能评估。
- 在出现腐蚀迹象时执行完整的诊断。
聪明
- 在确定低成本替代品之前，计算真实的腐蚀成本。
- 现在就学习如何处理腐蚀。
更好的
- 提高耐腐蚀设备的腐蚀管理。
- 设计和管理或耐腐蚀。
参考文献
艾哈迈德,狭义相对论(2016)。高温对304不锈钢在氯化物溶液中腐蚀行为的影响。AIP提前6., 115301年。美国物理研究所。doi: 10.1063/1.4967204
全球市场洞察力，（2018）。2024年全球肉汤市场工作超过28亿美元：全球市场Insights，Inc。https://globenewswire.com/news-release/2018/02/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/26/1387046/0/2/26/wore-broth-market-worth-over-usd-2-8-billion-by-2024-global-market-Insights-Inc.HTML
Koch，G. H.，Brongers，M.P.H.，Thompson，N.G.，Virmani，Y.P.，Payer，V. J. H.，A（2012）。美国的腐蚀成本和预防策略，NCE公开号FHWA-RD-01-156。https://www.nace.org/uploadedFiles/Publications/ccsupp.pdf
关于CSI
Central States Industrial Equipment (CSI) is a leader in distribution of hygienic pipe, valves, fittings, pumps, heat exchangers, and MRO supplies for hygienic industrial processors, with four distribution facilities across the U.S. CSI also provides detail design and execution for hygienic process systems in the food, dairy, beverage, pharmaceutical, biotechnology, and personal care industries. Specializing in process piping, system start-ups, and cleaning systems, CSI leverages technology, intellectual property, and industry expertise to deliver solutions to processing problems. More information can be found atwww.xxshagua.com.．