私たちは通常、食品容器や加工機械の製造や保管に使用されるステンレス鋼を食品グレードのステンレス鋼と呼んでいました。 いわゆる「食品グレード」とは、一般に、基準を満たす製品の材料生産を指します。または、耐食性と重金属の沈殿（鉛、クロム、ニッケル、カドミウム、ヒ素）の要件があります。 タイプ304、316は最も一般的に使用される食品用ステンレス鋼材料ですが、問題は、321ステンレス鋼を食品グレードとして使用できるかどうかです。
321ステンレス鋼とは何ですか？
321型ステンレス鋼は、チタンで安定化されたオーステナイト系クロムニッケル合金で、粒界腐食に対する耐性に優れています。チタン含有量は最大0.70%で、強度と耐食性の向上が求められる用途に適しています。一般的な大気環境下で優れた耐食性を示し、ほとんどの無機および有機化学物質に対して良好な耐性を示します。321は溶接性および冷間加工性にも優れています。しかし、延性は海洋環境には適しておらず、この用途には推奨されません。そのため、321型ステンレス鋼の用途は特定の産業分野に限定されます。321鋼は食品産業で使用できることをご存知ですか？食品グレードのステンレス鋼なのでしょうか？
食品産業のためのステンレス鋼の要件
ステンレス鋼板やパイプの耐食性、溶接性、感作性、表面状態、処理、粗さは、ビール醸造所、乳業、製糖工場、製薬会社、生物工学会社などの食品産業での用途に影響を与えます。 ほとんどの食品および飲料機械は、蒸気によって加熱されるか、水によって冷却されます。これは、低温殺菌と滅菌を伴うプロセスであり、応力腐食割れなどの問題が発生することがよくあります。 疲労腐食は、応力腐食割れの故障メカニズムに似ています。 ビール醸造では、容器やパイプは低温または沸点までの高温で動作する場合があります。 ただし、溶接部で使用すると、塩化物の亀裂や腐食疲労が発生する可能性があり、熱影響部は、特に醸造所やその他の食品産業で、不十分な溶け込みなどの溶接欠陥が衛生や殺菌の問題を引き起こす場合に、腐食の主な原因となることがよくあります。 最適な表面状態は、衛生、簡単な清掃、耐食性にとって非常に重要です。 溶接部に花火の色を付けることも許可されていません。通常は薄黄色でかまいません。 適切な溶接形状も非常に重要です。
321ステンレス鋼は食品産業に使用できますか？
- 321ステンレス鋼の溶接性
チタン含有量が高いため、溶接時のクロム炭化物析出に対する耐性が優れています。321型は高温用途に適していますが、溶接性が低いため、母材には適していません。一部の用途では、321型は304L型に置き換えられています。321型は304型ステンレス鋼よりもわずかに硬く、糸状の切りくずが発生します。また、溶接後の焼きなましにおいて304型よりも優れており、幅広い温度範囲に耐えることができます。炭素含有量が高いにもかかわらず、優れた耐食性は、優れた延性と成形の容易さに反映されています。しかし、優れた耐食性にもかかわらず、321型は機械加工が難しいため、多くの用途では望ましくない選択肢となっています。
炭素含有量が304％未満のAISI 316または0.08ステンレス鋼は、通常、500〜800℃に一定時間さらされると敏感になります。 これは溶接中に発生する可能性があるため、溶接は溶接に沿った「熱影響部」の感作を引き起こす可能性があります。 増感は粒界で炭化クロムを形成し、粒界で貧弱なクロムを引き起こします。 このプロセスは、厚いパイプ壁（> 2〜3mm）の場合、ステンレス鋼の粒界腐食を引き起こしやすくなります。 これを回避するために、「溶接可能なグレード」がよく使用されます。
304L、316LなどのLグレード鋼では、炭素含有量は0.03％未満です。
チタン安定化鋼：321,1.4541、1.4571、316、XNUMXTi。
熱パイロクロマは、光が吸収される透明酸化物層の厚さの違いによって引き起こされます。 色の屈折係数が異なるため、青色に見える酸化物層は青色の光を反射し、他の光を吸収することしかできません。 より厚い酸化物層は、完全に透明な薄い酸化物層よりも多くの穴を持っているので、より厚い酸化物層は、ステンレス鋼の耐食性と非接着性を低下させます。 ほとんどの標準では、明るい発熱性の色は許容され、赤や青などの他のすべての発熱性の色は許容されません。 製薬業界では、熱パイロクロームは許可されていません。
溶接形状は可能な限り規則的である必要があります。 認定された溶接は、母材自体の表面を破壊しません。 腐食は、溶接の開始/終了時に小さなピンホールの内部で始まることがよくあります。 理論的には、最初/最後に小さなピンホール、緩み、その他の凹凸がないため、良好な溶接溶け込みが非常に重要です。
- 321ステンレス鋼の表面仕上げ
高品質の表面仕上げは、海洋、原子力、石油産業などのさまざまな用途に不可欠です。 ステンレス鋼は、優れた衛生特性を備えており、石油やガスなどの他の分野と比較して、食品および飲料業界で広く使用されています。 衛生的で非粘着性の特性により、食品機器には最適な表面状態が必要です。 タイプ321は、800〜1500°F（約427〜816°C）の炭化物析出範囲内で応力除去焼鈍を行うことができます。 この方法では耐食性は大幅に低下しませんが、長時間加熱すると、材料が腐食し始めるレベルまで低下します。 321鋼は、表面粗さを除去するために使用されるSiC紙によっても研磨されます。
表面粗さは、ステンレス鋼の衛生特性と腐食に大きな影響を及ぼします。 電解研磨された表面は最高の耐食性を持ち、次に機械的に研磨された表面が続きます。 この表面状態は、製薬業界や高水準を必要とするその他の業界で使用されています。 一般に、ビール業界と食品業界は、研磨面の使用（電気分解）を具体的に指定していません。 ただし、このような表面は、優れた衛生状態を実現し、清掃を容易にするために必要になる場合があります。 ほとんどのパイプは製造中に明るく焼きなましされるため、材料の表面がひどくパイロクロマチックであるか鉄で汚染されていない限り、パイプの内部酸洗いは行われないことがよくあります。 321のステンレス鋼板は、2Bの機械加工された表面を処理することが多く、優れた表面特性を備えています。 醸造所で使用される最も一般的なタイプは、2B表面薄肉直接溶接パイプであり、ブラシ仕上げまたは研磨表面仕上げの場合もあります。
したがって、321ステンレス鋼は食品業界で使用でき、それに依存する他のアプリケーションは特定の業界基準を満たしているかどうかを示します。食品業界で使用されるステンレス鋼は、必ずしも食品グレードのステンレス鋼である必要はありません。 一般的に言えば、経済的パフォーマンスが良好であるため、最も一般的に使用される食品グレードは304および316です。 321ステンレス鋼は、主に航空機の排気ガス、熱交換器、高性能ボイラーおよび炉部品、伸縮継手などの産業目的に使用されます。
