เอสเอส 304
SS 316L
ดูเพล็กซ์ 2205
พลาสติก UHMW

เฟืองสแตนเลส: การเลือกเกรด การปฏิบัติตามมาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรมอาหาร และประสิทธิภาพในการต้านทานการกัดกร่อน

การระบุว่า “เฟืองสแตนเลส” โดยไม่ระบุเกรด ผิวสำเร็จ และวัตถุประสงค์ในการหล่อลื่นสำหรับการใช้งาน จะทำให้ได้ชิ้นส่วนที่อาจเป็นไปตามข้อกำหนดของ FDA ในด้านวัสดุ แต่ไม่ตรงตามข้อกำหนดด้านการออกแบบที่ถูกสุขอนามัย ซึ่งเป็นตัวกำหนดความเหมาะสมสำหรับการสัมผัสกับอาหารอย่างแท้จริง

ขอตรวจสอบข้อมูลจำเพาะของเฟืองสแตนเลส

โรงงานแปรรูปอาหารทะเลแห่งหนึ่งทางชายฝั่งตอนใต้ของเกาหลีใต้ ติดตั้งเฟืองสแตนเลสตามที่แผนกจัดซื้อสั่งซื้อ สำหรับสายพานลำเลียงกุ้งใหม่ในช่วงต้นปี 2024 เฟืองเหล่านี้ผลิตจากสแตนเลส 304 ที่มีการขัดผิวแบบมาตรฐาน ภายในหกเดือน หน้าฟันเฟืองเกิดการเปลี่ยนสีเป็นสีแดงน้ำตาล ซึ่งสอดคล้องกับการกัดกร่อนตามรอยแตก และเฟืองสองตัวเกิดการสึกกร่อนเป็นหลุมบนพื้นผิวด้านในของรู ซึ่งเกิดจากความชื้นที่สะสมระหว่างการผลิต ปัญหาไม่ได้อยู่ที่การใช้สแตนเลส 304 แต่เป็นเพราะสแตนเลส 304 มีความไวต่อการกัดกร่อนตามรอยแตกที่เกิดจากคลอไรด์ และน้ำที่ใช้ล้างทำความสะอาดในโรงงานแห่งนี้มีคลอไรด์ 180 ppm จากน้ำทะเลที่ใช้ในถังแช่เย็นกุ้ง สำหรับสภาพแวดล้อมเฉพาะนี้ สแตนเลส 316L ซึ่งมีโมลิบเดนัมเพื่อต้านทานคลอไรด์ เป็นเกรดที่ต้องการ ไม่ใช่ 304 ความแตกต่างของต้นทุนวัสดุระหว่างสองเกรดสำหรับขนาดเฟืองนี้อยู่ที่ประมาณ 151 ตัน

การกำหนดคุณสมบัติของเฟืองโซ่สแตนเลสต้องอาศัยการตัดสินใจสามประการนอกเหนือจากการเลือกวัสดุธรรมดา ได้แก่ เกรดสแตนเลสที่ถูกต้องสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน การตกแต่งพื้นผิวที่ถูกต้องสำหรับการใช้งานที่ถูกสุขอนามัย และวิธีการหล่อลื่นที่ถูกต้องบริเวณรอยต่อระหว่างโซ่และเฟือง การตัดสินใจแต่ละข้อเป็นอิสระต่อกัน และทั้งสามข้อต้องถูกต้องเพื่อให้การติดตั้งทำงานได้ตามที่ตั้งใจไว้

เฟืองคู่ระยะห่าง 1

เกรดเหล็กกล้าไร้สนิมที่ใช้สำหรับเฟือง: ความแตกต่างที่แท้จริงระหว่างเกรดต่างๆ คืออะไร

ระดับ Cr / Ni / Mo (%) ความต้านทานคลอไรด์ ความแข็ง (หลังการกลึง) อัตราการสึกหรอของฟันเทียบกับ CS ตัวอย่างการใช้งานทั่วไป
304 / 1.4301 18Cr / 8Ni / 0Mo ปานกลาง — ต่ำกว่า ~80 ppm Cl⁻ 170–200 HB สูงกว่า 2.5–3.5 เท่า การแปรรูปอาหาร (ปราศจากคลอไรด์), กรดอ่อน, การล้างทำความสะอาดอย่างอ่อนโยน
316 ลิตร / 1.4404 16Cr / 10Ni / 2Mo ดี — ทนคลอไรด์ได้ถึงประมาณ 400 ppm 165–195 HB สูงกว่า 2.5–4.0 เท่า การแปรรูปอาหารทะเล, สาย CIP, อาหารทะเลเบา, การล้างด้วยคลอรีน
316Ti / 1.4571 16Cr / 11Ni / 2Mo + Ti ดี — ไทเทเนียมช่วยรักษาเสถียรภาพและลดการเกิดปฏิกิริยาไวต่อแสง 170–200 HB สูงกว่า 3.0–4.0 เท่า กระบวนการผลิตอาหารที่อุณหภูมิสูง (บริเวณรอยเชื่อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 400°C)
ดูเพล็กซ์ 2205 / 1.4462 22Cr / 5Ni / 3Mo ดีเยี่ยม — >1,000 ppm Cl⁻ 260–310 HB สูงกว่า 1.4–1.8 เท่า สภาพแวดล้อมทางทะเล, กระบวนการบำบัดน้ำเกลือ, นอกชายฝั่ง, โรงงานเคมี
904 ลิตร / 1.4539 20Cr / 25Ni / 4.5Mo ดีเยี่ยม — ทนต่อกรดซัลฟิวริก 170–190 HB สูงกว่า 3.5–5.0 เท่า โรงงานเคมี, อ่างกรดดอง, การจัดการกรดฟอสฟอริก
สิ่งที่ขัดกับสามัญสำนึก: เฟืองสแตนเลสมีความต้านทานต่อการสึกหรอของฟันเฟืองต่ำกว่าเฟืองเหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งอย่างเห็นได้ชัด ความแข็งของเหล็กกล้าไร้สนิม 304 หรือ 316L ที่ผ่านการกลึง (170–200 HB, ประมาณ HRC 8–12) นั้นต่ำกว่าฟันเฟืองเหล็กกล้าคาร์บอนที่ผ่านการชุบแข็ง (55–60 HRC บนผิวฟัน) อย่างมาก ภายใต้สภาวะโซ่และภาระเดียวกัน ฟันเฟืองสแตนเลสจะสึกหรอในอัตรา 2.5–4 เท่าของฟันเฟืองเหล็กกล้าคาร์บอนที่ผ่านการชุบแข็ง สำหรับการใช้งานที่ต้องการความทนทานต่อการกัดกร่อนแต่ก็ต้องการอายุการใช้งานของฟันเฟืองด้วย เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 (260–310 HB, ประมาณ HRC 26–32) ให้ความทนทานต่อการสึกหรอที่ดีกว่าเกรดออสเทนิติกอย่างมาก แต่มีราคาวัสดุและค่ากลึงที่สูงกว่า คำตอบที่ถูกต้องสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูงไม่ใช่ “ใช้สแตนเลส” แต่เป็น “ใช้เกรดสแตนเลสที่ถูกต้องโดยมีความคาดหวังที่สมจริงเกี่ยวกับอัตราการสึกหรอ”

การตกแต่งพื้นผิวสำหรับเฟืองขับที่ใช้กับอาหาร: การออกแบบที่ถูกสุขอนามัยอย่างแท้จริงนั้นต้องการอะไรบ้าง

ทั้งกลุ่มวิศวกรรมและการออกแบบด้านสุขอนามัยแห่งยุโรป (EHEDG) และมาตรฐานสุขอนามัย 3-A ต่างระบุว่า พื้นผิวที่สัมผัสอาหารต้องมีค่าความหยาบผิวสูงสุดไม่เกิน Ra ≤ 0.8 µm (มักระบุว่า 0.8 µm Ra = ประมาณ 32 µin Ra ในข้อกำหนดของอเมริกา) ตัวเลขนี้ไม่ใช่ตัวเลขที่กำหนดขึ้นโดยพลการ แต่เป็นเกณฑ์ที่ต่ำกว่านั้น เชื้อโรคที่ก่อให้เกิดโรคในอาหารทั่วไป (Listeria, Salmonella, E. coli) ไม่สามารถสร้างไบโอฟิล์มที่เสถียรได้ หากค่า Ra สูงกว่า 0.8 µm พื้นผิวจะก่อให้เกิดจุดยึดเกาะทางกายภาพที่ช่วยปกป้องแบคทีเรียจากสารเคมีทำความสะอาด

เฟืองสแตนเลสกลึง CNC มาตรฐานจะมีค่าความเรียบผิวโดยทั่วไปอยู่ที่ Ra 1.6–3.2 µm ซึ่งต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานด้านสุขอนามัย สำหรับการใช้งานที่สัมผัสกับอาหารโดยตรง พื้นผิวของเฟืองต้องได้รับการตกแต่งเพิ่มเติม: การเจียรให้ได้ค่า Ra ≤ 0.8 µm บนทุกด้านที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ ตามด้วยการขัดเงาด้วยไฟฟ้าเพื่อลดความคมของพื้นผิวและสร้างชั้นป้องกันการกัดกร่อนบนพื้นผิวสแตนเลส สำหรับพื้นผิวที่ไม่สัมผัส (ด้านหลังของเฟือง ด้านข้างที่ไม่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์หรือโซ่) ความเรียบผิวแบบกลึงมาตรฐานก็เป็นที่ยอมรับได้

คู่มืออ้างอิงฉบับย่อสำหรับการตกแต่งพื้นผิว
กลึง CNC มาตรฐานRa 1.6–3.2 µm
การใช้งานในอุตสาหกรรมที่ไม่เกี่ยวข้องกับอาหาร
สนามสุดท้ายRa 0.8 µm
มาตรฐาน EHEDG ขั้นต่ำสำหรับการสัมผัสอาหาร
ขัดเงาด้วยไฟฟ้าRa 0.2–0.4 µm
สุขอนามัยระดับสูงสุด; 3-A, ผลิตภัณฑ์นม, ยา
พาสซิเวตเท่านั้นราไม่เปลี่ยนแปลง
มีคุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อนเท่านั้น ไม่ใช่เพื่อสุขอนามัย

นอกเหนือจากการตกแต่งพื้นผิวบนหน้าเฟืองแล้ว การออกแบบที่ถูกสุขอนามัยยังคำนึงถึงรูปทรงเรขาคณิตของบริเวณที่ผลิตภัณฑ์ตกค้างด้วย เฟืองแบบ B-hub มาตรฐานจะมีพื้นที่เว้าลงไประหว่างหน้าดุมและด้านหลังของแผ่นเฟือง ซึ่งเป็นร่องที่สะสมเศษผลิตภัณฑ์และทำความสะอาดได้ยาก การออกแบบเฟืองที่ถูกสุขอนามัยสำหรับการใช้งานที่สัมผัสกับอาหารโดยตรงนั้น จะกำจัดร่องระหว่างดุมและแผ่นเฟืองออกไปทั้งหมด (แบบ A-plate ที่ไม่มีส่วนยื่นของดุมด้านที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์) หรือปิดร่องด้วยการเชื่อมแบบต่อเนื่องที่มีรัศมีคงที่ ข้อกำหนดทางเรขาคณิตนี้แยกต่างหากจากวัสดุและการตกแต่งพื้นผิว และเป็นเหตุผลว่าทำไมเฟืองอุตสาหกรรมมาตรฐาน แม้แต่ในสแตนเลส 316L ที่มีผิวเรียบ Ra 0.8 µm จึงไม่ถือว่าเป็นชิ้นส่วนที่ใช้กับอาหารได้โดยอัตโนมัติ

เฟืองสแตนเลสต้องเป็นไปตามมาตรฐาน FDA 21 CFR และ NSF

เฟืองหน้าเรียบ

ข้อกำหนดของ FDA 21 CFR ส่วนที่ 177 (สารเติมแต่งอาหารทางอ้อม — โพลิเมอร์) และส่วนที่ 170–186 (สารที่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าปลอดภัย) ไม่ได้ควบคุมการใช้ชิ้นส่วนสแตนเลสในอุปกรณ์แปรรูปอาหารโดยตรง เนื่องจากสแตนเลสไม่ใช่สารเติมแต่งอาหารในความหมายทางกฎหมาย การควบคุมเฟืองสแตนเลสของ FDA ดำเนินการผ่านกรอบการทำงานที่กว้างกว่าของ 21 CFR ส่วนที่ 110 (หลักปฏิบัติที่ดีในการผลิตในปัจจุบัน) ซึ่งกำหนดให้พื้นผิวอุปกรณ์ทั้งหมดที่สัมผัสกับอาหารต้องทำจากวัสดุที่ไม่ปนเปื้อนอาหาร และสามารถทำความสะอาดและฆ่าเชื้อได้

มาตรฐาน NSF/ANSI 51 (วัสดุอุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมอาหาร) เป็นมาตรฐานการรับรองที่ใช้ได้โดยตรงที่สุดสำหรับชิ้นส่วนสแตนเลสในกระบวนการผลิตอาหารในเกาหลีและทั่วภูมิภาคเอเชียแปซิฟิก การรับรอง NSF/ANSI 51 กำหนดให้ต้องมี: การระบุและการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ (ใบรับรองจากโรงงาน หมายเลขล็อตการผลิต); การตรวจสอบความเรียบของพื้นผิว (การวัดค่า Ra ที่หลายจุดบนพื้นผิวที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์); การทดสอบความต้านทานการกัดกร่อน; และการไม่มีการเคลือบผิวหรือการบำบัดพื้นผิวที่ต้องห้ามซึ่งอาจปนเปื้อนลงในอาหาร เฟืองสแตนเลสที่ได้รับการรับรอง NSF/ANSI 51 จะเป็นหลักฐานเอกสารแสดงการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่เหมาะสมสำหรับการตรวจสอบ HACCP

ปลอดภัยสำหรับการสัมผัสกับอาหาร
  • เหล็กกล้าไร้สนิม 304 เคลือบผิวแบบพาสซิเวชัน ค่า Ra ≤ 0.8 µm
  • สแตนเลส 316L เคลือบสารป้องกันสนิมหรือขัดเงาด้วยไฟฟ้า
  • ดูเพล็กซ์ 2205 (บริเวณที่มีคลอไรด์สูง)
  • โพลีเอทิลีน UHMW (ตำแหน่งลูกรอก)
  • อะซีทัล (POM) — บางเกรด, ลูกรอกแบบแห้ง
ไม่เหมาะสำหรับการสัมผัสอาหาร
  • เหล็กกล้าคาร์บอน (ไม่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิวใดๆ)
  • เหล็กชุบสังกะสีหรือเหล็กชุบแคดเมียม
  • เหล็กหล่อ (มีรูพรุน - ไม่สามารถฆ่าเชื้อได้)
  • ทำจากสแตนเลส โดยใช้สารหล่อลื่นที่ไม่ใช่เกรดสำหรับอาหารทาที่ผิวฟัน
  • พลาสติกใดๆ ที่มีสารพลาสติไซเซอร์ที่ไม่เหมาะสำหรับใช้กับอาหาร
ยอมรับได้โดยมีเงื่อนไข
  • กระทะเหล็กคาร์บอนเคลือบสารกันติด (ตรวจสอบว่าสารเคลือบเป็นเกรดอาหารและอยู่ในสภาพสมบูรณ์)
  • เหล็กชุบนิกเกิล (เฉพาะบริเวณใต้จุดสัมผัสอาหาร)
  • อะลูมิเนียม (ในกรณีที่ผลิตภัณฑ์สัมผัสกับโลหะโดยบังเอิญ และโลหะผสมเป็นเกรดสำหรับใช้กับอาหาร)
  • สแตนเลส — ผิวสำเร็จมาตรฐาน (บริเวณที่ไม่สัมผัสโดยตรง)

ข้อกำหนดเฉพาะสำหรับเฟืองสแตนเลสในอุตสาหกรรมต่างๆ

การแปรรูปอาหารทะเลและการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ การใช้งานสแตนเลสที่มีความต้องการสูงที่สุดในอุตสาหกรรมแปรรูปอาหารของเกาหลีคืออุตสาหกรรมอาหารทะเล โดยเฉพาะโรงงานที่แปรรูปกุ้ง ปู และปลา ซึ่งน้ำล้างทำความสะอาดที่ปนเปื้อนน้ำทะเลจะทำให้เกิดความเข้มข้นของคลอไรด์ที่กัดกร่อนสแตนเลส 304 ข้อกำหนดเกรดขั้นต่ำสำหรับสภาพแวดล้อมเหล่านี้คือ 316L สำหรับโรงงานที่อยู่ใกล้ชายฝั่งหรือโรงงานที่ใช้น้ำทะเลโดยตรงในถังทำความเย็น ความเข้มข้นของคลอไรด์ในบรรยากาศของโรงงานอาจเกิน 500–800 ppm ในช่วงฤดูร้อน ซึ่งเป็นเกณฑ์ที่ 316L เริ่มแสดงความเสี่ยงต่อการกัดกร่อนตามรอยแตก เหล็กกล้าไร้สนิมดูเพล็กซ์ 2205 เป็นเกรดที่เหมาะสมสำหรับเฟืองในบริเวณที่สัมผัสกับละอองน้ำทะเลโดยตรง เฟืองสแตนเลสและเหล็กดูเพล็กซ์สำหรับอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร สามารถขอรับใบรับรองวัสดุและเอกสารรับรองคุณภาพพื้นผิวตามมาตรฐาน NSF ได้ตามคำขอ

การบรรจุขวดผลิตภัณฑ์นมและเครื่องดื่ม ระบบ CIP (Clean-in-Place) ใช้กระบวนการทำความสะอาดท่อแบบสลับกันระหว่างสารละลายด่างร้อน (NaOH, 1–2%, 80°C) และกรดร้อน (HNO3 หรือ H3PO4, 0.5–1%, 60°C) สารเคมี CIP เหล่านี้โดยทั่วไปเข้ากันได้กับสแตนเลส 316L เนื่องจากชั้นออกไซด์ที่ถูกสร้างขึ้นบน 316L ทนต่อกระบวนการด่างและกรดไนตริกได้ดี อย่างไรก็ตาม ระบบ CIP บางระบบใช้สารซักฟอกด่างที่มีคลอรีน (ประกอบด้วยไฮโปคลอไรต์) ในความเข้มข้นที่กัดกร่อนแม้แต่ 316L ที่อุณหภูมิสูง สำหรับท่อส่งนมที่ใช้สารเคมี CIP ที่มีคลอรีน: สแตนเลส 316L ขัดเงาด้วยไฟฟ้าเป็นข้อกำหนดขั้นต่ำสำหรับเฟือง ในทางปฏิบัติ ผู้ผลิตอุปกรณ์นมส่วนใหญ่ในยุโรปและเกาหลีระบุ 316L ขัดเงาด้วยไฟฟ้าเป็นค่าเริ่มต้น

โรงงานเคมีและการผลิตยา เฟืองในระบบลำเลียงของโรงงานเคมีมักต้องทนต่อสภาพแวดล้อมทางเคมีเฉพาะเจาะจงมากกว่าการทนต่อ "การกัดกร่อน" ทั่วไป การเลือกเกรดที่ถูกต้องต้องระบุสารเคมีเฉพาะ ความเข้มข้น และอุณหภูมิในการทำงาน จากนั้นจึงตรวจสอบกับข้อมูลความต้านทานการกัดกร่อนที่เผยแพร่สำหรับสแตนเลสแต่ละเกรด สำหรับกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นสูงกว่า 65%: สแตนเลสเกรด 904L คือเกรดที่เหมาะสม สำหรับกรดไฮโดรคลอริกที่ความเข้มข้นใด ๆ: สแตนเลสออสเทนิติกมาตรฐานมีความต้านทานต่ำ และอาจจำเป็นต้องใช้เฟือง Hastelloy หรือไทเทเนียม สำหรับสภาพแวดล้อม GMP ในอุตสาหกรรมยา: สแตนเลส 316L ขัดเงาด้วยไฟฟ้าที่มีค่า Ra 1 µm หรือดีกว่า โดยทุกพื้นผิวสามารถทำความสะอาดแบบ CIP และ SIP (ฆ่าเชื้อในสถานที่) โดยไม่ต้องถอดชิ้นส่วน

การใช้งานทางทะเลและนอกชายฝั่ง สายพานลำเลียงและเฟืองขับบนแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่ง อุปกรณ์เพาะเลี้ยงปลาชายฝั่ง และเครื่องจักรบนดาดเรือ ทำงานในสภาพแวดล้อมที่มีละอองน้ำเกลือและการแช่น้ำอย่างต่อเนื่อง ค่า PREN (Pitting Resistance Equivalent Number) เป็นค่าที่ใช้ในการเปรียบเทียบเกรดสแตนเลสสำหรับงานทางทะเล: PREN = %Cr + 3.3×%Mo + 16×%N สำหรับงานทางทะเล (ต้องมี PREN ≥ 40): 316L มีค่า PREN ≈ 24 — อยู่ในระดับปานกลาง; Duplex 2205 มีค่า PREN ≈ 35 — ดีกว่า; Super Duplex 2507 มีค่า PREN ≈ 42 — เหมาะสำหรับการแช่น้ำอย่างต่อเนื่อง สายพานลำเลียงในอุตสาหกรรมเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำชายฝั่งของเกาหลีส่วนใหญ่กำหนดให้ใช้ 316L เป็นอย่างน้อย โดยใช้ Duplex 2205 สำหรับบริเวณที่มีละอองน้ำเกลือและการแช่น้ำโดยตรง

เฟือง 1

เมื่อพลาสติก UHMW มีประสิทธิภาพเหนือกว่าสแตนเลสสำหรับการใช้งานในเฟือง

เฟืองพลาสติก

เฟืองโพลีเอทิลีน UHMW — ตัวเลือกที่เหมาะสมสำหรับตำแหน่งลูกรอกที่ทำงานโดยไม่มีสารหล่อลื่นเหนือผลิตภัณฑ์อาหาร ซึ่งสารหล่อลื่นใดๆ ก็ตามอาจก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนได้

สำหรับตำแหน่งเฟืองนำร่องในสภาพแวดล้อมการแปรรูปอาหาร ซึ่งเป็นเฟืองที่นำทางโซ่แต่ไม่ส่งแรงขับเคลื่อนนั้น โพลีเอทิลีน UHMW (โพลีเอทิลีนที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงมาก) มักมีประสิทธิภาพดีกว่าสแตนเลสในการใช้งานจริง UHMW มีค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานกับโซ่ลูกกลิ้งมาตรฐานประมาณ 0.1–0.15 เมื่อเทียบกับ 0.18–0.25 สำหรับสแตนเลสกับโซ่เดียวกัน แรงเสียดทานที่ต่ำกว่านี้หมายความว่าเฟืองนำร่อง UHMW ไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่นเพื่อให้ทำงานได้อย่างราบรื่น คุณสมบัติการหล่อลื่นในตัวของ UHMW ทำให้โซ่เลื่อนผ่านฟันเฟืองนำร่องได้โดยไม่ต้องมีการยึดเกาะระหว่างโลหะกับโลหะ ซึ่งต้องใช้น้ำมันหรือจาระบีในการสัมผัสของสแตนเลส

ข้อจำกัดที่สำคัญของเฟือง UHMW คือความสามารถในการรับน้ำหนักและความเร็ว UHMW เหมาะสำหรับตำแหน่งลูกรอกนำ (ตัวนำทาง) เท่านั้น ไม่สามารถส่งแรงบิดในการขับเคลื่อนได้มาก เนื่องจากหน้าฟันอ่อนเกินไป (Shore D 63–65) ที่จะต้านทานแรงกดสัมผัสในตำแหน่งขับเคลื่อนโดยไม่สึกหรออย่างรวดเร็ว ขีดจำกัดอุณหภูมิก็ต่ำกว่าสแตนเลสมากเช่นกัน UHMW จะเริ่มเสียรูปเมื่อรับน้ำหนักต่อเนื่องที่อุณหภูมิสูงกว่า 80°C และไม่ควรใช้ในงานที่ใช้งานต่อเนื่องที่อุณหภูมิแวดล้อมสูงกว่า 65°C สำหรับตำแหน่งลูกรอกนำที่มีน้ำหนักบรรทุกต่ำและอุณหภูมิต่ำกว่า 80°C เหนือสายพานลำเลียงอาหาร ซึ่งความเสี่ยงจากการปนเปื้อนของสารหล่อลื่นเป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้ UHMW จึงเป็นตัวเลือกที่ถูกต้องทางเทคนิคมากกว่าสแตนเลส

การหล่อลื่นบริเวณจุดเชื่อมต่อระหว่างเฟืองสแตนเลสกับโซ่: ปัญหาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

เฟืองสแตนเลสไม่ได้ทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้สารหล่อลื่น แต่เปลี่ยนชนิดของสารหล่อลื่นที่ยอมรับได้ ในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับอาหารหรือสัมผัสกับอาหาร สารหล่อลื่นที่อนุญาตให้ใช้ได้มีเพียงสารหล่อลื่นเกรดอาหารที่ได้รับการรับรอง NSF H1 เท่านั้น สารหล่อลื่นเหล่านี้ผลิตขึ้นโดยปราศจากน้ำมันพื้นฐานหรือสารเติมแต่งที่จะก่อให้เกิดความเสี่ยงต่อการปนเปื้อนที่ไม่สามารถยอมรับได้หากสัมผัสกับอาหารโดยบังเอิญ สารหล่อลื่น NSF H1 จำเป็นต้องใช้ในทุกจุดที่อาจมีการสัมผัสกับอาหารโดยบังเอิญ ซึ่งในสภาพแวดล้อมการแปรรูปอาหารส่วนใหญ่หมายถึงทุกส่วนของระบบโซ่และเฟือง

ผลที่ตามมาในทางปฏิบัติคือ น้ำมันหล่อลื่นโซ่เกรดอาหารมักมีอายุการใช้งานสั้นกว่าและมีความแข็งแรงของฟิล์มต่ำกว่าน้ำมันหล่อลื่นอุตสาหกรรมมาตรฐาน น้ำมันหล่อลื่นโซ่แบบน้ำมันแร่มาตรฐานจะรักษาฟิล์มไฮโดรไดนามิกที่บริเวณรอยต่อระหว่างสลักและบูชได้นาน 8-12 ชั่วโมงภายใต้การทำงานต่อเนื่อง ในขณะที่น้ำมันหล่อลื่นเกรดอาหาร NSF H1 ที่เทียบเท่ากันจะรักษาฟิล์มที่เทียบเท่ากันได้เพียง 4-6 ชั่วโมงก่อนที่จะต้องทำการหล่อลื่นใหม่ ช่วงเวลาที่สั้นลงนี้จะต้องนำมาพิจารณาในตารางการบำรุงรักษา — ระบบหล่อลื่นอัตโนมัติ (แบบหยดหรือแบบพ่นฝอย น้ำมันหล่อลื่นเกรดอาหาร) มักเป็นวิธีเดียวที่ใช้งานได้จริงในการรักษาความถี่ในการใช้งานที่ต้องการในสภาพแวดล้อมการผลิตที่ไม่สามารถทำการหล่อลื่นด้วยมือระหว่างกะได้

สำหรับเฟืองสแตนเลสที่ใช้คู่กับ โซ่ลูกกลิ้งสแตนเลสแบบปิดผนึกความต้องการสารหล่อลื่นภายนอกลดลงอย่างมาก เนื่องจากพื้นผิวภายในของโซ่ถูกปิดผนึกด้วยจาระบี NSF H1 ที่มาจากโรงงาน สารหล่อลื่นภายนอกในระบบเหล่านี้จะช่วยหล่อลื่นเฉพาะบริเวณที่ลูกกลิ้งสัมผัสกับฟันเฟืองเท่านั้น ไม่ใช่บริเวณที่สลักสัมผัสกับบูช ดังนั้นจึงสามารถยืดระยะเวลาการใช้งานได้ถึง 8-12 ชั่วโมงโดยไม่ทำให้พื้นผิวแบริ่งภายในที่สำคัญเสียหาย

การกรอกแบบฟอร์มข้อมูลจำเพาะของเฟืองสแตนเลส: ข้อมูลที่จำเป็นทั้งหมด

ข้อกำหนดที่สมบูรณ์สำหรับเฟืองสแตนเลสสำหรับงานแปรรูปอาหารนั้นต้องการข้อมูลแปดจุด หากขาดข้อมูลจุดใดจุดหนึ่ง จะทำให้ได้รับชิ้นส่วนที่ตรงตามข้อกำหนดบางประการ แต่ไม่ตรงตามข้อกำหนดอื่นๆ:

  1. ระยะห่างและลำดับของโซ่: หมายเลข ANSI หรือเทียบเท่า ISO รวมถึงจำนวนเส้นใย
  2. จำนวนฟัน: ยืนยันจากผลการวัดทางกายภาพหรือเอกสารหลักฐาน
  3. เกรดวัสดุ: 304, 316L, Duplex 2205 หรือเกรดอื่นๆ ที่ระบุเฉพาะ ไม่ใช่ "สแตนเลส"
  4. ข้อกำหนดเกี่ยวกับพื้นผิว: ค่า Ra บนพื้นผิวที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์ พร้อมระบุรายละเอียดของพื้นผิวเหล่านั้น คำว่า “เกรดอาหาร” ไม่ใช่ข้อกำหนดเกี่ยวกับความเรียบของพื้นผิว แต่ “Ra ≤ 0.8 µm บนหน้าฟันและรูเจาะ” คือข้อกำหนดที่ถูกต้อง
  5. การเตรียมพื้นผิว: เคลือบสารป้องกันสนิมเท่านั้น, ขัดเงาด้วยไฟฟ้า หรือกลึงขึ้นรูปมาตรฐาน
  6. ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางรูและร่องลิ่ม: ความคลาดเคลื่อน ±0.05 มม. บนรูเจาะ โดยใช้มาตรฐานร่องลิ่ม (DIN 6885 เมตริก หรือ ASME B17.1 นิ้ว)
  7. รูปแบบฮับ: แผ่น A (เหมาะสมที่สุดสำหรับการสัมผัสอาหาร — ไม่มีร่องหรือช่องว่าง), ดุม B หรือดุม C ระบุว่าพื้นผิวของดุมต้องมีผิวสำเร็จแบบเดียวกับพื้นผิวที่สัมผัสกับผลิตภัณฑ์หรือไม่
  8. ต้องมีใบรับรอง: เอกสารรับรองการทดสอบวัสดุ (MTC), ใบรับรองการปฏิบัติตามมาตรฐาน NSF/ANSI 51, เอกสาร EHEDG หรือเอกสารอื่นๆ

คำถามที่พบบ่อย

เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ดีกว่า 304 สำหรับการแปรรูปอาหารเสมอไปหรือไม่ หรือมีบางกรณีที่ 304 เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมกว่า?
สำหรับสภาพแวดล้อมการแปรรูปอาหารทั่วไปที่ไม่มีแหล่งคลอไรด์ (การจัดการธัญพืชแห้ง การอบขนมปัง ขนมหวาน การบรรจุภัณฑ์) สแตนเลส 304 ให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เพียงพอในราคาที่ต่ำกว่า 316L และเป็นตัวเลือกที่ถูกต้องทางเทคนิค ข้อดีของ 316L คือปริมาณโมลิบเดนัมเพื่อความต้านทานคลอไรด์ ซึ่งไม่มีประโยชน์ในกรณีที่ไม่มีคลอไรด์ ราคาที่สูงขึ้นของ 316L เมื่อเทียบกับ 304 โดยทั่วไปอยู่ที่ 20–351 ตันในต้นทุนวัสดุ และ 15–251 ตันในต้นทุนการกลึง ในการติดตั้งแบบ 20 เฟืองในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากคลอไรด์ ราคาที่สูงขึ้นนี้จะไม่คุ้มค่า ควรสงวน 316L ไว้สำหรับสภาพแวดล้อมที่มีแหล่งคลอไรด์ที่ได้รับการยืนยันแล้ว เช่น อาหารทะเล ผลิตภัณฑ์นม การแปรรูปเนื้อสัตว์ด้วยการบ่มน้ำเกลือ ระบบ CIP ที่ใช้สารเคมีคลอรีน ใช้ 304 สำหรับการแปรรูปอาหารแห้งและการบรรจุภัณฑ์ที่คลอไรด์ไม่ใช่สารปนเปื้อนในสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ
สามารถชุบแข็งผิวเฟืองสแตนเลสเพื่อเพิ่มความทนทานต่อการสึกหรอของฟันเฟืองได้หรือไม่?
เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติก (304, 316L) ไม่สามารถชุบแข็งได้ด้วยการอบชุบความร้อน — เนื่องจากขาดกลไกการเปลี่ยนรูปคาร์บอน-มาร์เทนซิติก จึงไม่สามารถชุบแข็งผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกได้ การชุบแข็งผิวของเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกสามารถทำได้โดยการแพร่ของไนโตรเจน (กระบวนการที่เรียกว่า “การคาร์บูไรซิ่งที่อุณหภูมิต่ำ” หรือ Kolsterising ในชื่อทางการค้า) ซึ่งจะแพร่คาร์บอนหรือไนโตรเจนเข้าไปในชั้นผิวโดยไม่ทำให้เหล็กกล้าไร้สนิมไวต่อปฏิกิริยา ทำให้ได้ความแข็งผิวประมาณ 1200 HV (เทียบเท่าประมาณ 70+ HRC) ที่ความลึก 25–35 µm การบำบัดนี้ช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของฟันได้อย่างมาก ในขณะที่ยังคงรักษาความต้านทานการกัดกร่อนของโลหะพื้นฐานไว้ สำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหารที่ต้องการทั้งความต้านทานการกัดกร่อนและอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น เหล็กกล้าไร้สนิม 316L ที่ผ่านการบำบัดด้วย Kolsterising ถือเป็นคุณสมบัติระดับพรีเมียม — มีราคาแพงกว่า 316L มาตรฐานอย่างมาก แต่ให้ความต้านทานการสึกหรอของฟันที่ใกล้เคียงกับเหล็กกล้าคาร์บอนชุบแข็งผิว
เหตุใดสแตนเลส 316L จึงเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมการแปรรูปอาหารได้ในบางครั้ง?
มีหลายกลไกที่ทำให้เกิด “สนิม” (การสะสมของเหล็กออกไซด์) บนสแตนเลส 316L ในสภาพแวดล้อมที่เกี่ยวข้องกับอาหาร แม้ว่าสแตนเลส 316L เองจะไม่เกิดการกัดกร่อนก็ตาม ประการแรก การปนเปื้อนของเหล็กอิสระจากเครื่องมือเหล็กกล้าคาร์บอน ชิ้นส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนที่อยู่ใกล้เคียง หรือแม้แต่น้ำประปาที่ปนเปื้อน สามารถสะสมอนุภาคเหล็กบนพื้นผิวสแตนเลสได้ อนุภาคเหล่านี้จะกัดกร่อนและทำให้เกิดคราบสีแดงที่ดูเหมือนว่าสแตนเลสเป็นสนิม แต่จริงๆ แล้วคือการปนเปื้อนบนพื้นผิว วิธีแก้ไข: ทำการพาสซิเวชันสแตนเลสหลังการติดตั้ง หลีกเลี่ยงการสัมผัสกับเหล็กกล้าคาร์บอนในระหว่างการผลิตและการติดตั้ง และใช้เครื่องมือที่เหมาะสมกับสแตนเลสโดยเฉพาะ ประการที่สอง หากเชื่อมสแตนเลสโดยไม่มีก๊าซปกคลุมที่เหมาะสมหรือการอบชุบความร้อนหลังการเชื่อม บริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อนซึ่งมีโครเมียมน้อย (การเกิดความไวต่อการกัดกร่อน) อาจเกิดการกัดกร่อนได้ ประการที่สาม ในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูงมากเกินกว่าเกณฑ์ของ 316L การกัดกร่อนตามรอยแตกจะเกิดขึ้นจริง ซึ่งจำเป็นต้องเปลี่ยนไปใช้ Duplex 2205 แทนการบำบัดพื้นผิว
เฟืองสแตนเลสต้องใช้ขั้นตอนการติดตั้งพิเศษแตกต่างจากเฟืองเหล็กคาร์บอนหรือไม่?
ในทางปฏิบัติ มีความแตกต่างที่สำคัญสองประการ ประการแรก การเกิดรอยขีดข่วน: เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิติกมีแนวโน้มที่จะเกิดรอยขีดข่วน (การเชื่อมเย็นภายใต้แรงกดจากการเลื่อน) เมื่อพื้นผิวสแตนเลสสองพื้นผิวเลื่อนไปมา โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่จุดสัมผัสระหว่างรูและเพลาในระหว่างการติดตั้ง การทาสารป้องกันรอยขีดข่วนบางๆ (ชนิดนิกเกิลสำหรับงานที่เกี่ยวข้องกับอาหาร) บนพื้นผิวเพลาก่อนที่จะเลื่อนเฟืองเข้าไป จะช่วยป้องกันการเกิดรอยขีดข่วนในระหว่างการติดตั้งและทำให้มั่นใจได้ว่าสามารถถอดเฟืองออกได้ในภายหลัง ห้ามใช้สารป้องกันการติดขัดแบบมาตรฐานที่มีส่วนผสมของทองแดงในบริเวณที่เกี่ยวข้องกับอาหาร ต้องใช้สารป้องกันรอยขีดข่วนที่มีส่วนผสมของนิกเกิลหรือโมลิบเดนัมที่ใช้ได้ในอุตสาหกรรมอาหาร ประการที่สอง ความเข้ากันได้ของตัวยึด: สกรูยึดเฟืองสแตนเลสต้องเป็นสแตนเลสด้วย การใช้สกรูยึดเหล็กกล้าคาร์บอนในดุมเฟืองสแตนเลสจะสร้างคู่กัลวานิกที่ข้อต่อเกลียวซึ่งเร่งการกัดกร่อนของตัวยึดเหล็กกล้าคาร์บอนและอาจทำให้สกรูยึดติดแน่นภายในรอบการล้างเพียงครั้งเดียว

304
316 ลิตร
ดูเพล็กซ์ 2205
ยูเอชเอ็มดับเบิลยู

เฟืองสแตนเลสที่จัดส่งพร้อมใบรับรองวัสดุและเอกสารแสดงรายละเอียดพื้นผิว

ระบุระยะห่างของฟันโซ่ จำนวนฟัน เกรดสแตนเลส ข้อกำหนดการตกแต่งพื้นผิว ขนาดรู และรูปแบบดุม เราจัดหาเอกสารรับรอง MTC, NSF และใบรับรองการวัดค่า Ra ตามคำขอสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมอาหาร

บรรณาธิการ: Cxm