结构与制造对食品机械防腐性能的影响

　　由于食品生产过程中机械设备所接触的物料多带有酸性或弱碱性，对许多金属材料都具有腐蚀作用，因此，腐蚀是造成食品机械与设备提前损坏的主要原因之一。在食品加工中，腐蚀不仅降低设备的使用寿命，造成重大的经济损失，而且极易导致食品污染，危害人体健康。

　　食品机械设备的防腐蚀设计，除了从材料的选取与涂料上考虑外，还应从设备结构设计与制造的角度加以考虑，力求避免因不合理结构或制造形成腐蚀条件。不合理的结构常常会引起热应力、机械应力、液体的停滞、固体颗粒的沉积和积聚、金属表面膜的破损、局部过热、电偶电池等的形成，促使产生腐蚀源或加速腐蚀过程。另外，制造方法以及安装上的考虑不周也会引起腐蚀发生，且多产生局部基金项目：河南省自然科学基金项目（934032701）学与研究。腐蚀，而局部腐蚀在破坏之前预兆不明显，因此危害性更大。

　　1结构、制造与应力腐蚀应力腐蚀是应力与腐蚀介质综合作用的结果。

　　发生应力腐蚀的应力主要有残余应力、热应力和结构应力，它们产生于材料的结构设计、加工和使用过程。机械加工、焊接、热处理等过程都有可能产生残余应力；淬火、周期性加热和冷却会引起热应力；设备不合理的结构、部件安装、装配可能引起结构应力。为有效地防止和控制应力腐蚀应注重以下几个方面：1.1减少局部应力集中通过合理的设计加工，避免或减少局部应力集中。结构设计时应尽量降低*大的有效应力，并设法减少材料所受拉应力。如：可采用流线型设计，选用大的曲率半径，使结构的应力分布趋于均匀，避免尖角、死角。焊接结构更应注意减少应力集中，不同断薄壳与厚板的焊接薄壳与厚板的焊接，若采用（a）的型式容易产生很大的残余应力，采用（b）型式可得到改善。壳体与底板的焊接采用K型焊缝较好，若只有一侧可接近时，用V型焊接（如所示）壳体与接管或凸缘的连接，*好采用过渡圆弧的绕性结构对焊连接（如所示）可大大减少应力集中。

　　壳体与接管或凸缘的焊接另外，设计时应不要使焊缝应力和断面变化应力及*大拉应力叠加在一起。所示为卧式容器，其*大径向拉应力可能出现在A或B点处，因此容器的焊缝应尽量避开此处。

　　12消除残余应力采用合理的热处理及机械方法消除残余应力。

　　退火处理是减少加工或装配过程中残余应力（如焊接、热处理等）的有效手段之一。如钢铁在500 ~1h，然后缓慢冷却；对奥氏体不锈钢可在900°C附近进行消除应力退火处理或1050卧式容器的安装如果同时结合喷砂、喷丸、过变形法等机械方法对受力材料进行处理，使表面应力降低或松驰，也可提高抗应力腐蚀性能。

　　2结构设计与缝隙腐蚀缝隙腐蚀是在缝隙内局部强化的一种腐蚀。当金属与金属或金属与非金属之间存在很小的缝隙（一般为0.025~0. 1mm）时，介质进入缝隙，并且很小的缝隙使得与腐蚀有关的物质迁移困难，形成滞留状态，促使缝隙内的金属加速腐蚀。

　　许多设备或物件由于设计不合理或安装加工等不可避免会造成缝隙。例如：法兰连接面、螺母压紧面、铆接板接合面、设备底板与基础接触面、焊缝气孔、焊渣、污垢等，在它们与金属的接触面上无形中形成了缝隙（如）缝隙腐蚀示意图缝隙腐蚀的防止，主要是在结构设计和施工上应避免造成缝隙结构。在制造工艺上，应尽量采用焊接代替铆接或螺栓连接（如所示），焊接时若沿四周焊上，完全可堵塞缝隙；当铆接板材时，应尽量缩短铆钉间的距离，封死两板之间形成的空隙，从而限制缝隙的形成（见）焊接时，在接触物料介质的焊接一侧，应避免空洞或缝隙，通过加工出适当的焊接坡口和焊接外形，将焊缝填满，把要焊的工件尽量焊透，使之不能形成缝隙（见）。

　　容器设计时，应使容器内液体能够完全排空，防止积水，避免锐角或静滞区的出现（0）。

　　平底容器*好不要直接放置在基础上，而应采用裙式支座；大型平底槽，底部可加工字梁（1）。

　　必须有合理的结构设计。

　　例如：应尽量避免小阳极大阴极的面积比结构，螺钉、铆钉相对于紧固件应使其呈阴极性的；不同金属部件之间应避免直接接触，通过垫片等使彼此绝缘（如3）。另外可用涂层和金属镀层的方法防止电偶腐蚀。

　　3防电偶腐蚀结构设计示意图总之，结构设计的合理与否，直接影响着设备的抗腐蚀性能，食品机械的设计、制造过程中，为了取得更好的防腐效果，*大限度地减少腐蚀损失，延长机器使用寿命，保证食品的质量、营养和卫生，一定要注意避免不合理的结构。

(完)