Защита от коррозии, старения и биоповреждений машин, оборудования и сооружений, т. 1-2 .

ред. А.А. Герасименко

Машиностроение, 1987 г.

24.1. Коррозионно-стойкие металлы Вновь строящиеся пищевые предприятия оснащаются аппаратами, изготовленными из высоколегированных сталей, алюминиевых, медных и титановых сплавов. Высоколегированные стали инертны к большинству пищевых продуктов, обладают высокой прочностью и износостойкостью. В пищевом машиностроении применяют стали мартенситного, мартенситно-ферритного, аустенитно-мартенситного классов [11]. Особый интерес представляют аустенитные стали, легированные никелем и хромом. Для них характерны высокие механические свойства, повышенная коррозионная стойкость, отсутствие пор на полированной поверхности. аустенитныестали применяют в молочной отрасли (оборудование для хранения и стерилизации молока, сепараторы, сыроваренное и маслобойное оборудование, цистерны для перевозки молока, оборудование для производства мороженого и сухого молока); в пивоваренной отрасли (отстойные чаны, теплообменники, аппараты для брожения и дображивания, емкости для перевозки пива, оборудование для производства дрожжей); при консервировании (технологическое оборудование); в хлебопекарной отрасли (смесительное оборудование, рабочие столы). Хорошей стойкостью к коррозии и эрозии обладают аустенитные чугуны, используемые для изготовления насосов, вентилей, фильтров, отливок печей и другого оборудования, обеспечивающего высокую чистоту выпускаемой продукции. Марки аустенитных сталей, допущенных к контакту с пищевыми продуктами, приведены в табл. 24.1 Алюминий, используемый для изготовления аппаратов, контактирующих с пищевыми средами, практически не должен содержать примесей (алюминий особой чистоты). Для изготовления оборудования и арматуры, контактирующих с пищевыми продуктами, Минздравом СССР допущены следующие марки меди и ее сплавов: медь Ml; бронзы БрАЖ-9-4Л; БрОФ-3-0,5; БрОФ-9,5-0,3; БрА-9; БрАЖ-7-4; БрМц-12-2; БрАЖМц-11-4-2; БрАЖН-10-4-4; БрАК-7-1; БрАК-1,5-1,8; БрОФ-4-0,25; БрОЦС-5-5-5; латуни ЛК80-3; Л80; Лс59-1; Л63; ЛМцНЖАбО-1-2-1-1; ЛАЖ60-1-1; ЛМцАК60-2-1-0,8; ЛАЖМц52-5-Ы. Для изготовления насосов, клапанов, прессов, трубопроводов применяют титан и его сплавы, стойкость которых к пищевым средам чаще выше, чем стойкость высоколегированных сталей. Учитывая высокую стойкость титана, целесообразно применять стальные детали, плакированные титаном. Для изготовления оборудования, длительно контактирующего с пищевыми средами (сусло, вино, коньячный спирт), Минздравом СССР разрешены следующие марки титана и его сплавов: ОТ4, ВТ4-ЗВ; ВТ1-0; ВТ 1-00, ВТ5, ВТ6-С, ВТ1-1М. В качестве коррозионно-стойкого металла, контактирующего с пищевой продукцией, применяют также олово. 24.2. Металлические покрытия Высокая стоимость и дефицит высоколегированных сталей, цветныхметаллов и сплавов не позволяют применять их в широких масштабах. Более экономичными являются методыплакирования углеродистых сталей тонколистовыми легированными сталями, а также применение металлических покрытий. Для лужения деталей машин и аппаратов в пищевых отраслях используются покрытияоловом марок 01 и 02. В стальных аппаратах, покрытых оловом, хранят фруктовые соки, мясные продукты, молоко, рыбу, овощи. оловом покрывают также контейнеры для сухих пищевых продуктов, табака, пива и безалкогольных напитков. оловом защищают не только стальные, но и медные емкости для питьевой воды и пищевых продуктов, водонагреватели и теплообменники для предупреждения возможной миграции меди, которая как катализатор может способствовать окислению молока, позеленению воды и других продуктов [6]. Покрытияоловом наносят методамиэлектроосаждения и погружения в горячий расплав. Толщина покрытий составляет 12 ... 50 мкм. В этом интервале толщин покрытия имеют минимальную пористость. Для защиты от коррозии пищевого оборудования используются в промышленных масштабах покрытияалюминием (напыление, металлизация, алитирование, получение покрытий из смеси алюминиевого порошка и окиси алюминия с добавкой 2 % от смесихлоридаалюминия при Т = 1223 К 111, алюминиевое плакирование — толщина плакирующего слоя составляет 5 % толщины основного слоя) [11]. Электроосажденными никелевыми покрытиями толщиной 25 ... 250 мкм покрывают емкости для пищевых продуктов, теплообменники, насосы, испарительные трубы [61. Для нанесения коррозионно-износостойких покрытий на технологическое оборудование мясокомбинатов используется метод химического никелирования. Такие покрытия по защитной способ} ости не уступают цинковым и кадмиевым, а также никелевым электрохимическим покрытиям. По сравнению с электрохимическими покрытиями химически осажденные имеют большую плотность [161. Горячеоцинкованные емкости и трубы широко используются для хранения и транспортирования питьевой воды. Цинковые покрытия имеют незначительную скорость коррозии, высокую поверхностную твердость, износостойкость. Долговечность оцинкованных труб зависит от толщины покрытия. Для серийно выпускаемых труб на 1 мг расходуется 400 г цинка при толщине покрытия 43 ... 46 мкм [2]. скоростькоррозии оцинкованных труб в 3—4 раза ниже скоростикоррозиитруб без покрытий в одних и тех же агрессивных средах. Получили распространение хромовые покрытия. Хромированные детали в условиях высоких температур и коррозионно-механического износа имеют повышенную долговечность. Высокой коррозионной стойкостью в растворах уксусной и щавелевой кислот, во влажной атмосфере в присутствии двуокиси углерода, в перегретом водяном паре и горячей воде обладают термохромированные стальные бесшовные трубы из углеродистой стали 10. Диффузионный слой имеет толщину 0,2 мм и представляет собой твердый растворхрома в железе. Среднее содержание хрома в слое составляет 25 %, а на поверхности достигает 60 % 18]. 24.3. Металлополимерные и полимерныепокрытия В последние годы для защиты металлов от коррозионно-механических разрушений получают распространение металлополимерные покрытия, принципиальное отличие которых от полимерных покрытий, наполненных металлическими порошками, заключается в том, что частицы металла не вносятся в полимер в готовом виде, а формируются непосредственно в среде полимера. Коллоидные частицы металла, имеющие в момент образования активные центры на поверхности, хемосорбционно взаимодействуют с полярными группами полимера. При этом формируются двухфазные агрегативно устойчивые системы с максимально равномерным распределением высокодисперсных частиц металла в объемеполимера 15]. Металлополимерные покрытия имеют повышенную прочность, термостойкость, а также приобретают свойства, присущие металлам: высокие электро- и теплопроводность. Одновременно они сохраняют такие важные свойства полимеров, как эластичность, адгезия к металлической подложке, химическая стойкость. Кроме того, металлополимеры приобретают протекторные и ингиби-рующие свойства соответствующих металлов [7]. Формируются металлополимерные покрытия электролитическим, электрофлотационным, электрозвуксвым, термическим, механохимическим методами и методом вытеснения. Чаще других применяются электрохимические методы, позволяющие с помощью электрического поля управлять микроструктурой и свойствами покрытий, обеспечивать равномерное распределение защитного состава на поверхности любой формы. Осаждением полимеров, наполненных железом, медью, цинком, свинцом, оловомметодом электрофореза, можно получить несколько слоев беспористого покрытия с различным содержанием наполнителей. В качестве пигментов используются нетоксичные окиси и гидроокиси титана, алюминия, олова, цинка.