超奥氏体合金的情况

根据全球市场的见解在美国，全球牛肉、家禽和蔬菜汤市场在2016年达到26亿美元，预计到2024年(2018年)全球将实现超过4%的复合年增长。这对肉汤行业的全球公司来说是个好消息——所有这些公司都必须在竞争和盈利的同时跟上需求。

但同时，NACE国际报道称,食品加工业的腐蚀每年产生的直接成本约为21亿美元仅在美国。直接成本是指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，包括停工导致的生产率损失，加上税收、运营和间接服务成本(Koch et al, 2012)。换句话说，腐蚀既是一个运营问题，也是一个财务问题。

在这篇文章中，我们概述了一个食品加工厂的腐蚀案例，它是如何诊断的，以及如何通过选择合适的合金来防止腐蚀。在肉汤加工系统的减速机和三通段的焊缝和内表面出现了泄漏。虽然目视检查显示有腐蚀发生，但腐蚀的根本原因还需要进一步的冶金分析。该公司要雷电竞求CSI进行诊断，CSI的附属实验室提供确定病因所需的数据，并为这项工作推荐正确的处理设备。

CSI诊断

虽然目视检查可能会发现腐蚀发生的地方，但需要进行额外的分析，以确定腐蚀的类型、程度和原因。在肉汤加工的案例中，CSI下属实验室使用了多种技术来确定设备故障的原因。每种技术都有助于测量有助于准确诊断问题、原因和可行解决方案的变量。准确的诊断需要了解腐蚀的程度和类型，以及表明腐蚀原因的化学变化。该液箱测试了泄漏部件的化学成分、损坏材料的表面形貌、加工材料的化学成分和制造缺陷。

光发射光谱(OES)

OES测定泄漏部件的化学成分。它被认为是分析几种金属元素组成的可靠技术。OES产生金属特有的光信号，用于精确确定测试材料的金属成分。在本例中，管段采用304L不锈钢制作，三通法兰采用304L制作，再熔焊缝金属为316L/304L的混合物。

扫描电子显微镜

通过扫描电子显微镜(SEM)可以观察到腐蚀后构件的表面形貌，从而判断腐蚀程度。虽然许多类型的腐蚀是肉眼可见的，但在某些情况下腐蚀是隐蔽的或微观的。在这种情况下，对异径管和三通管样品的扫描电镜检查显示焊缝金属优先(槽状)腐蚀。焊缝金属的树枝状(分支)结构在被侵蚀的区域可见。

能量色散x射线分析

能量色散x射线分析解释了在系统内处理的材料的化学组成。对减速机表面近凹坑处的EDS分析表明，存在5%氯化物，这是300系列不锈钢的一种著名的点蚀和开裂剂。

金相检验

金相学揭示了在制造、焊接、热处理和涂层过程中可能引入的微观缺陷，如裂纹或不需要的材料。三通的金相检验表明，焊缝金属上有腐蚀坑，管材上有应力腐蚀裂纹，这些裂纹并不在附近，而是制造过程中的冷加工应力。

系统内传感器也可以帮助诊断，尽管在这种情况下它们没有使用。例如，用于温度和压力监测的传感器传输数据，有助于故障排除和可能导致腐蚀的问题的早期预警。

结论

从运营和财务的角度来看，耐腐蚀是设计时最重要的考虑因素。停机和维修的成本应该考虑到食品加工的决策中，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、酸性罐装食品、肉汤、酱汁、调味品和1-3%盐溶液中的蔬菜。

在减速机和三通段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。耐腐蚀性会随着温度的升高而下降(Ahmed 2016，第6页)，因此识别氯化物的存在只是一个考虑因素。操作温度也必须考虑到诊断因素。

316L中所含的钼在这种服务中是边缘的，而非钼合金304L不适合这种服务。更有效的设计应该包括使用AL-6XN®超级合金的耐腐蚀部件。

为了得到腐蚀的真实成本，需要增加直接和间接成本。食品加工企业在设计食品加工设施时，为了经营和财务上的优势，必须权衡两者。

投资说明	316升	AL-6XN
初期投资(材料成本)	25369美元	101479 .20美元
停机+拆卸+更换安装成本*	96000美元
替代材料成本*	25369美元
总数	146738美元	101479 .20美元

上面的成本比较是一个准确的近似值。实际数字因应用、数量和腐蚀事件的程度而变化很大。

UNS N08367(通常称为AL-6XN)，根据ASME-BPE国际标准的“部件MM”(金属材料)部分，是卫生服务中使用的可接受材料。美国美国食品和药物管理局(FDA),美国国家卫生基金会(NSF),NACEMR0175,Norsok标准M-DP-001全部通过了AL-6XN认证。

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。每年进步6, 115301年。美国物理研究所。doi: 10.1063/1.4967204

全球市场洞察，(2018)。全球市场洞察公司:到2024年，全球肉汤市场规模将超过28亿美元。https://globenewswire.com/news-release/2018/02/26/1387046/0/en/Worldwide-Broth-Market-worth-over-USD-2-8-Billion-by-2024-Global-Market-Insights-Inc.html

科赫，G. H.， Brongers, M. P. H.， Thompson, N. G.， Virmani, Y. P.， Payer, V. J. H.(2012)。腐蚀成本和预防策略，美国，NCE出版号。供料- rd - 01 - 156。https://www.nace.org/uploadedFiles/Publications/ccsupp.pdf