食品企業不銹鋼設備鈍化工藝概述

北京安潔康生物科技有限公司 任河山

食品企業不銹鋼設備鈍化工藝概述

北京安潔康生物科技有限公司 任河山

不銹鋼具有良好的耐腐蝕性能，廣泛應用于食品飲料企業。不銹鋼的耐腐蝕主要依靠表面鈍化膜，如果鈍化膜不完整或有缺陷，不銹鋼仍會被腐蝕。在設備加工完畢后，通常進行鈍化處理，使不銹鋼的耐蝕潛力發揮得更大。本文根據有關生產實踐，概述不銹鋼的鈍化工藝。

不銹鋼鈍化；食品

1. 概述

目前，食品飲料行業廣泛采用不銹鋼材質的設備，具體型號以304、316等奧氏體不銹鋼為主。常見設備有發酵罐、儲存罐、UHT、無菌冷灌裝線等。

金屬經氧化性介質處理，在其表面生成均勻致密的氧化膜，并使腐蝕速度比未處理前有顯著下降的現象稱金屬的化學鈍化。鈍化機理可以用薄膜理論解釋為：鈍化是由于金屬與氧化性介質發生電化學反應，在金屬表面上生成一層薄而致密、覆蓋性良好、附著力強的氧化物膜層，即鈍化膜。鈍化膜獨立存在，通常是氧和金屬的化合物，主要成分為CrO3、FeO與NiO，它是不銹鋼防腐蝕的基本屏障，是腐蝕介質擴散的阻擋層，而并不是把金屬與腐蝕介質完全隔開，鈍化膜具有動態特征，通常在有還原劑（如氯離子）情況下傾

向于破壞膜，而在氧化劑（如空氣）存在時能保持或修復膜。

不銹鋼設備在交付使用過程中，內表面通常附有鐵化物，如果這些鐵化物沒有被除去，將會導致生銹和形成死角。同時，設備內表面通常會附有一層油垢，難以去除。

鑒于以上幾個方面的原因，設備必須全部使用特殊配方的化學品來處理。酸洗鈍化劑有硝酸型（單一硝酸型、硝酸/鉻酸鹽型、硝酸/氫氟酸型、王水型），非硝酸型（鉻酸或重鉻酸鹽型、硫酸型、雙氧水型、堿液型）等[1]。針對衛生級不銹鋼，國內食品企業多采用單一硝酸法進行鈍化。

鈍化的目的有以下兩點：

(1) 防止管道無機油、鐵屑、氧化皮、灰塵等可能對前期生產產品造成污染

礦物油難溶解于堿性和酸性的清洗劑中。所有的油垢必須提前徹底地經過鈍化處理被除去。

(2) 延長不銹鋼罐及管道的使用壽命，增強鋼體的防銹、抗腐蝕功能

2. 鈍化工藝流程

2.1 鈍化前的預處理

(1) 用水測試設備運作正常，管路、罐體等無泄漏，才進行酸洗、鈍化預處理。

(2) 相關人員要使用必須的用具和勞動防護用品，制定安全防范措施。

(3) 與工廠人員確認，被鈍化物體的密封件、儀表和傳感器等是否能承受高濃度的酸堿。

(4) 全面檢查被鈍化的罐體、管道（含CIP清洗球等）沒有垃圾或其他物料堵塞，避免降低鈍化效果。

2.2 鈍化程序

主要分為預沖洗、去油及鈍化三部分工序，其工藝流程為：水沖洗→除油→水沖洗→酸洗鈍化→水洗→鈍化膜檢驗→干燥（見表1）。表1為一種鈍化清洗工藝，相關濃度、時間及溫度可根據實際情況進行調整。

(1) 預沖洗

去除管道的焊點粉末、染劑粉等。

(2) 除油

油性的設備表面不能被鈍化，是因為油會阻止酸和氧接觸到金屬表面。堿清洗的目的是對設備進行預處理使油垢溶解游離。使用高去油能力的表

面活性劑去除無機油、污漬。如果設備表面掛有水珠則說明仍然有油存在。反之，則說明油垢已經溶解游離。

表1 鈍化工藝流程

(3) 酸洗鈍化

使用濃縮的混合酸，清除不銹鋼表面所有的金屬污染物及加熱和焊接過程中產生的金屬離子。

2.3 鈍化工藝注意事項

(1) 除油工序一定要到位，否則將影響后續的酸洗鈍化效果。

(2) 注意人員安全及相關設備安全

對碳鋼或其它材質的零部件應采取有效的保護措施，對被酸洗產品上的碳鋼件應盡可能卸掉，如不能拆卸的需采用涂防護油漆或封橡膠泥的方法，盡量避免鈍化液與碳鋼部件接觸防止遭受腐蝕。

3. 鈍化效果評價方法

鈍化效果的評價首先可以采用外觀觀察法，設備鈍化表面應是清潔的金屬本色，無銹點、斑坑或發毛，允許有輕微變色，零件不能損壞。

其次，可以采用表面接觸試驗。目前，鈍化效果的檢測行業內多采用硫酸銅滴定法、硝酸鐵氰化鉀滴定法，目前的電極曲線法是較新檢測鈍化效果的方法。例如常用的“藍點法”：用1克鐵氰化鉀K3[Fe(CN6)]加3毫升（65%～85%）硝酸HNO3和100毫升水配制成溶液(宜現用現配)。然后用濾紙浸漬溶液后，貼附于待測表面或直接將溶液涂、滴于待測表面，30秒內觀察表面顯現藍點情況，有藍點為不合格。

4. 總結

耐蝕性是不銹鋼最為重要的特殊性能，經酸洗鈍化處理后的不銹鋼的耐蝕性將大大提升。采用正確合理的酸洗鈍化工藝至關重要。

另外，鈍化只是提供一個良好的耐蝕條件，要想使不銹鋼的鈍態保持長期穩定，使用也是一個重要環節。只有保持零件表面的清潔，才能充分發揮不銹鋼的耐蝕特點。

[1] 周金保. 不銹鋼鈍化工藝的發展.電鍍與涂飾，1995(03)