على العكس من ذلك ، ينتج التآكل الخارجي عن التفاعل بين الحاوية والبيئة. تتكون البيئة من الغلاف الجوي بمكوناته الطبيعية (أكسجين ، رطوبة) ومكونات غير طبيعية (مخلفات غازية ، غبار ، رش الملح من البحر ، إلخ). يمكن أن تظهر نتيجة هذا التفاعل بسرعة ، في غضون يومين أو حتى في غضون ساعات قليلة وتتجلى في شكل بقع صدأ.
على الرغم من أن محتويات الحاوية ليست معرضة للخطر بسبب هذا النوع من التآكل ، إلا أنه يجب الاعتراف بأن بيعها إلى متاجر التجزئة والجملة يمكن أن يتعرض للخطر بشكل خطير. بنفس الطريقة التي يتم بها الحكم على الأشخاص بناءً على مظهرهم ، أحيانًا بشكل غير عادل ، فإن الحاوية الصدئة لن توحي بالثقة وترتبط بفكرة أنها تجاوزت مدة صلاحيتها. سيؤدي التناقض مع الحزم “الصحية” المجاورة إلى زيادة هذا الانطباع السيئ.
الغرض من هذه المقالة هو إظهار أن مقاومة التآكل للقصدير أو TFS ليست ظاهرة مطلقة وترتبط بشدة بظروف استخدام المادة. سوف نركز بشكل خاص على الأخير. نعتقد أن بعض الاحتياطات البسيطة كافية لمنع أكسدة (تأليب أو تلطيخ) كل هذه المواد.
نبدأ بالقول إن مسامية طلاء القصدير (أو الكروم) هي التي تؤثر على الظروف اللازمة للتكوين النهائي للأكسيد. إن طلاء القصدير “السميك” بدرجة كافية – يحافظ على الحاويات من الخدوش والجروح أثناء عملية الإنتاج ، وتعليبها وانتقالها عبر الدائرة التجارية – سيشكل بلا شك أفضل حاجز ضد تكون الصدأ. ومع ذلك ، فإن صفيح الطلاء المنخفض (على سبيل المثال أقل من 2.8 جم / م 2) له ما يبرره تقنيًا واقتصاديًا.
من المعروف أن الصفيح المقصدري يتكون من سلسلة من الطبقات ذات السماكات المختلفة جدًا ، وهي في الأساس:
أ- لب من الصلب ، يتكون قاعدته من خواصه الميكانيكية.
ب- غلافه – ولحمايته – يستخدم القصدير ، والذي يستخدم بسبب خموله الكيميائي فيما يتعلق بمقاومته للتآكل الداخلي والخارجي.
ج.- توجد طبقة من القصدير / سبيكة الحديد في “واجهة” الطبقتين المذكورتين سابقًا ، والتي تنشأ أثناء المعالجة السطحية للقصدير المترسب. تلعب هذه الطبقة أيضًا دورًا مهمًا في مقاومة التآكل.
د- التخميل ، طبقة رقيقة جدًا مطبقة على السطح الخارجي للصفيح المقصدري ، توفر المادة ، اعتمادًا على نوعها ، وخصائص السطح المحددة التي تؤثر على الكبريت ، والالتصاق بالورنيش ، إلخ.
هـ – يجب أن تقلل الطبقة الزيتية ، ذات السماكة النانوية الجزيئية ، الضرر الناجم عن التآكل أثناء التعامل مع الصفيح المقصدري.
عند دراسة مقاومة التآكل ، سنأخذ في الاعتبار المكونات أ و ب والحديد والقصدير فقط:
– الصلب لانه يولد الصدأ (أكسيد الحديد).
– القصدير ، لأن درجة حماية الفولاذ مرتبطة بسماكة طلاء القصدير.
المكونات الأخرى للصفيح المقصدري في هذا الجانب لها تأثير ضئيل أو معدوم.
في مواجهة دراسة التآكل في علب الصفيح ، طُرحت ثلاثة أسئلة أساسية:
– ما هي عوامل التآكل الكامنة؟
– ما هي عوامل التآكل الخارجية للمادة والحاوية؟
– هل هناك إجراءات وقائية من التآكل؟
لماذا يمكن أن تصدأ الصفيح؟
بالنظر إلى السؤال الأول ، دعنا نفكر في المواد التي تم تسليمها بواسطة قطار التعليب.
في جميع الطلاءات الرقيقة ، لا تكون تغطية القصدير مستمرة ، فهناك دائمًا درجة معينة من المسامية. في قطار التعبئة ، تقل المسامية (بشكل كبير) عندما تزداد كتلة طلاء القصدير وتصبح غير موجودة فقط عندما يتجاوز الطلاء 50 جم / م 2. هذه القيمة أعلى بكثير من أعلى كتل طلاء تم تطبيقها على الإطلاق على الصفيح الساخن في الماضي (صفيح “فحم الكوك”).
من السهل إظهار الارتباط بين معدل تكوين الأكسيد وسماكة طلاء الصفيح المقصدري أو الكروم (في حالة TFS).
يتم إجراء اختبارات الأكسدة المعجلة على عينات مأخوذة من قطار الصفيح. على سبيل المثال ، يتعرضون بالتناوب لدورات التكثيف والتجفيف في جو حار ورطب ومالح.
على مستوى المختبر ، حيث يتم التحكم في ظروف الاختبار وقابلة للمقارنة تمامًا ، عندما يتم أخذ المتوسطات بعد عدد من الاختبارات ، تُظهر الإحصائيات أن صفيح الطلاء E 5.6 جم / م 2 يتمتع بقوة أفضل من E 2.8. ومع ذلك ، قد يحدث أن تُظهر عينات القصدير المطلية الفردية 2.8 مقاومة للتآكل أعلى من 5.6
فيما يتعلق بالتشطيبات السطحية للمعدن (اللامع أو غير اللامع أو الحجري) لا يمكن القول أنه يتم الحصول على قيم مقاومة مختلفة اعتمادًا عليها.
ستؤدي الضغوط الميكانيكية والخدوش والسحجات بجميع أنواعها التي تدعمها المادة أثناء تصنيع الحاوية وتعبئتها ومعالجتها في مصنع التعليب إلى زيادة كبيرة في كمية السطح المكشوف للفولاذ ، خاصة في مناطق الإغلاق. ، جوانب اللحامات ، المناطق المطوقة ، إلخ. المسامية الأصلية الموجودة في الصفيح المقصدري غير ذات أهمية عند مقارنتها بالمسامية الناتجة لبعض مناطق الحاوية الجاهزة والمملوءة.
بما أن الصفيح عبارة عن مادة معرضة للأكسدة في المناطق التي تضرر فيها طلاء القصدير ، فمن الواضح أن المعالجة التي تتلقاها الحاوية طوال عمرها الإنتاجي لها تأثير حاسم: التعبئة والتخزين والنقل …. يمكن أن تحدث الظروف التي يتم فيها تنفيذ هذه العمليات فرقًا.
– إذا تم تخزينها في حالة جيدة ، فإن أي حاوية من الصفيح ، ممتلئة أو فارغة ، حتى مع وجود طلاء منخفض من الصفيح ، يمكن أن تكون آمنة من الأكسدة.
– إذا تم تخزينها في ظروف سيئة ، فإن أي حاوية من الصفيح ، ممتلئة أو فارغة ، حتى مع وجود طلاء عالي ، يمكن أن تصدأ بسرعة.
هناك “ظروف سيئة” في كل مرة تتلامس فيها القاعدة الفولاذية للصفيح مع وسط إلكتروليتي عرضة للتحول إلى خلية تآكل. تختلف عدوانية الوسط باختلاف طبيعة الأملاح الذائبة وتزداد بشكل كبير مع درجة الحرارة.
ما هي عوامل الصدأ الخارجية للمادة والحاوية ؟
يساعد وجود عدد معين من الظروف الخطرة على ظهور بقع الصدأ. بشكل رئيسي خلال:
أ- العملية في مصنع التعليب
ب- تخزين وشحن وبيع الحاويات الممتلئة والفارغة.
أ- ظروف العملية في مصنع التعليب
1.- تلطخ الحاويات أثناء عملية التعبئة لأسباب مختلفة مثل: الإفراط في الملء وانسكاب السوائل (شراب ، محلول ملحي) ، إلخ.
عندما يتعرض الجزء الخارجي من الحاوية للتلامس مع الأحماض (الفواكه) أو المواد المالحة (المحاليل الملحية) ، فإنها تعمل كإلكتروليت لخلايا التآكل. يمكن أن تلوث هذه المواد أيضًا مياه العملية ، والتي تتبخر على الحاويات ، تاركة فيلمًا من المنتجات المسترطبة والمسببة للتآكل. بالطريقة نفسها ، أثناء مرحلة التبخير ، إذا كانت درجة الحرارة عالية بما يكفي للتسبب في تجفيف المواد الغريبة والالتصاق بقوة بالقصدير ، يمكن أن ينتج عن ذلك مناطق استرطابية ذات ميل قوي لتآكل المعدن. ستتأثر بشكل أساسي المناطق التي عانت فيها القصدير من ضغط أكبر ، على سبيل المثال في التماس الجانبي والإغلاق والأربطة وألواح التمدد.
في الأوتوكلاف البخارية ، إذا استغرقت العملية وقتًا طويلاً للوصول إلى درجة الحرارة المناسبة ، وإذا كانت هناك نقطة أكسدة سابقًا وإذا احتوى البخار على نسبة عالية جدًا من الهواء ، يمكن أن تتشكل بقع الأكسدة نتيجة كل هذا.
يمكن للغلاية ، عند تشغيلها فوق سعتها العادية ، أن تنقل بخارًا محملاً بمواد قلوية ، والتي ستهاجم طلاء الحاوية بالقصدير في المناطق الأكثر تعرضًا ، حتى تحت طبقة واقية من الورنيش. يؤدي هذا الفصل الناتج عن الصفيح المقصدري أيضًا إلى زيادة الحساسية لتآكل المعدن عند تبريد الحاويات وتخزينها.
خلال عملية التعقيم ، يمكن أن تصبح الحاويات مغطاة برواسب بيضاء (كربونات ، كبريتات ، كلوريدات …) يتم نقلها بالبخار ويصعب إزالتها أثناء التبريد. الأملاح المذكورة هي استرطابية وبالتالي تسبب تآكل وأكسدة لاحقة أثناء تخزين الحاويات.
يمكن للبخار المحمّل بالمواد القلوية المكثفة ، المتراكمة في الأوتوكلاف أثناء العملية ، مهاجمة الحاويات الموجودة في الجزء السفلي من الأقفاص أو الحاويات.
يمكن أن تكون الحالة الداخلية لأقفاص الأوتوكلاف (الصدأ ، المجلفن مؤخرًا و / أو الفواصل في حالة سيئة) ، مصدر التآكل (يحدث أحيانًا بسبب التيارات الدوامة وأي مشكلة “ثنائية المعدن” في الأوتوكلاف).
في حالة عملية “الحمام المائي” ، أو في الأوتوكلاف الثابت ، يمكن أن يحدث تآكل الصفيحة المقصدرة ، مع ما يترتب على ذلك من تكوين بقع أكسدة ، بسبب الأكسجين المذاب في الماء تحت نقطة الغليان أو بسبب المواد القلوية المنقولة بواسطة الماء حبس بخار.
في بعض أجهزة الأوتوكلاف المستمرة ، تخضع الحاويات للدوران ، والذي إذا أدى إلى تحسين اختراق الحرارة بشكل كبير ، يمكن أن يزيد أيضًا من درجة التآكل بسبب الاحتكاك.
- التبريد غير الكافي وتجفيف الحاويات
يمكن أن يظهر التآكل عندما يكون التبريد مفرطًا. في هذه الحالة ، تكون الحاوية باردة جدًا بحيث لا تجف تلقائيًا ويتم الاحتفاظ بكمية زائدة من الماء ، خاصة في مناطق الإغلاق والتماس الجانبي. في هذا الصدد يفضل غسل وعاء ساخن بالماء الساخن بدلا من غسل أو تنظيف العبوات الباردة بالماء الساخن. الطريقة المثلى ، لضمان التنظيف والتجفيف الأكثر فعالية ، هي أن الحاويات التي لا تزال ساخنة (حوالي 40 درجة مئوية) يجب غسلها وشطفها بالماء الساخن. تحت أي ظرف من الظروف ، يجب أن يشرع التعليب في تعبئة الحاويات في صناديق من الورق المقوى قبل أن تجف تمامًا ، خاصةً إذا كان الورق المقوى يمنع التبخر السريع للرطوبة. غالبًا ما يكون الغلاف البلاستيكي للحاويات المرتبة في الصواني سببًا في ظهور بقع الصدأ بسبب التبخر الصعب لقطرات الماء أو الرطوبة المتبقية.
ب- شروط التخزين والشحن والبيع للحاويات الممتلئة أو الفارغة
العوامل التي يجب مراعاتها هي:
– أجواء حارة ورطبة ، مليئة بالغبار أو رش الملح من البحر أو المخلفات الغازية.
– “تعرق” الأوعية أو التكثيف.
– العبوات الثانوية مثل الكراتين أو الصناديق (بما في ذلك الملصقات والملصقات).
1.-الغلاف الجوي
ربما تكون درجة الرطوبة الزائدة ، إلى جانب ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي أثناء التخزين ، من أهم أسباب التآكل الخارجي للحاوية. أقل من 60٪ رطوبة نسبية ، يمكن اعتبار التآكل غير موجود ، بينما يزيد عن 80٪ يصبح مهمًا.
من الضروري التأكيد على أن الأرضيات والجدران والكرتون يمكنها امتصاص الرطوبة الكافية في الغلاف الجوي لتسريع تآكل الحاويات. قد يؤدي التبليل العرضي لصناديق الكرتون في مصنع تعليب ، على سبيل المثال ، إلى التآكل. تحدث نفس الظاهرة مع لفات من الصناديق ملفوفة بالورق.
يمكن زيادة عدوان الجو الرطب عند ملامسته للحاويات بوجود الأتربة والأملاح وكذلك المخلفات الغازية (ثاني أكسيد الكبريت ، الكلور …)
2.- التكثيف أو “التعرق”
يعد تكثف الرطوبة الجوية على الحاويات أيضًا سببًا مهمًا جدًا لتآكلها الخارجي. يحدث التكثف أو “التعرق” عندما تتعرض العبوات الباردة فجأة لهواء يكون بدرجة حرارة ورطوبة أعلى. الربيع هو الفترة الأكثر ملاءمة للتكثيف في المستودع. وبالتالي ، عندما تفتح مخازن التبريد في يوم حار ورطب ، يكون هناك خطر أكبر لتكثف الرطوبة على الحاويات.
تعتمد سرعة التكثيف على:
– درجة حرارة العبوات.
– درجة حرارة الهواء المحيط.
– الرطوبة النسبية للهواء
في ظل ظروف مماثلة ، تكون الحاويات الفارغة أقل عرضة للتكثيف من الحاويات الممتلئة ، ويرجع ذلك بلا شك إلى توازن أسرع في درجات الحرارة.
3. -التعبئة الثانوية ، الكرتون ، الملصقات ، الملصقات
يمكن أن تكون الصناديق و / أو الكراتين مصدر التآكل الخارجي للحاوية. تمتص درجات معينة من الورق المقوى رطوبة أكثر من غيرها. تؤثر طبيعة وكميات الأملاح المتبقية في الكراتين (كبريتات ، كلوريدات …) على عدوانية الكراتين فيما يتعلق بالتعبئة. إن السدادات هي التي تعاني بشكل أساسي من التآكل ، لأن وزن الحاويات يجعلها “مسمرة” على الورق المقوى الرطب. يمكن أن تتسبب المواد المستخدمة في بناء الصناديق الخشبية أو المنصات في تآكل التلامس ، عندما تكون درجة الرطوبة أعلى من 15٪ (الخشب المقطوع حديثًا على سبيل المثال)
بعض المواد اللاصقة والمواد اللاصقة المستخدمة في لصق الملصقات هي مواد استرطابية وبالتالي فهي عرضة للتسبب في ظهور بقع صدأ على العبوات. تتعرض الملصقات الورقية للتآكل ، خاصة في حالة الملصقات المقاومة للماء (لامعة أو مغلفة).
باختصار ، يمكننا القول أنه في ظل كل هذه الظروف ، نجد ثلاثة عوامل أساسية: الرطوبة والأكسجين والمواد الحمضية أو القلوية ، والتي تعمل جنبًا إلى جنب مع درجة الحرارة لتلعب دورًا في تفاقم ظهور الصدأ.
ج- كيف يمكن منع التنقر والتآكل على العبوات؟
بدءًا من المعلومات المشار إليها بالفعل ، يمكننا تقديم بعض النصائح العملية:
نعتقد أن الزيادة الكبيرة في كتلة طلاء القصدير ليست الحل الأفضل ، اقتصاديًا وتقنيًا ، إذا كان من الممكن التحكم في مخاطر التآكل الخارجي للحاوية بسبب الظروف المعاكسة وتقليلها. ومع ذلك ، فإن مورد الطلاء بالورنيش والطباعة بالأحبار يشكل حلاً جيدًا للغاية. بشكل عام ، يجب التأكيد على النقاط التالية:
– يجب أن يتم تخزين الحاويات الفارغة والممتلئة في مستودعات منفصلة تمامًا عن مباني مصنع التعليب. في التعليب ، تسود الرطوبة الزائدة باستمرار بسبب الأرضيات النظيفة والبخار من الأواني والأوتوكلاف ، بينما توجد الرطوبة الحمضية في الهواء من محلول ملحي.
– لا يمكن توقع حماية الصناديق الكرتونية ، عند تلفها ، من تناثر المياه وانسكابها. وينطبق الشيء نفسه على لفات ورق الحائط المغلفة.
– يجب غسل العبوات وشطفها بالماء الساخن قبل وضعها في الأوتوكلاف. يجب أن تكون المنظفات المستخدمة في هذا النوع من التنظيف محايدة بالنسبة للحاويات.
– في حالة تعقيم العبوات بالماء ، إذا تم إعادة تدوير هذه المياه – عولجت صلابتها – فمن المهم التحقق على فترات منتظمة من بعض الخصائص الفيزيائية والكيميائية ، من أجل التحكم في الاختلافات التي تتعلق بصلابة الماء ، ودرجة الحموضة ، ومحتوى الكلوريدات ، والنترات ، إلخ.
– يجب ألا يكون تبريد العبوات بعد عملية التعقيم مفرطًا. عند 40 درجة مئوية ، لا تزال العبوات تحتفظ بحرارة كامنة كافية للتجفيف التلقائي.
– يجب ألا يكون كلور مياه التبريد لتجنب إعادة تلوث العبوات بعد المعالجة عاملاً يؤيد التآكل طالما أن الكلور النشط الحر لا يتجاوز 2 إلى 3 مجم / لتر وقت الاستخدام ، كما يقال وقت التلامس مع الحاويات التي يتم تبريدها. يجب أن يظل هذا المحتوى تحت السيطرة والتحقق منه على فترات منتظمة.
– عند وضع الحاويات على منصات نقالة أو عند تعبئة الحاويات في صناديق من الورق المقوى ، يجب أن تكون الحاويات جافة تمامًا وخالية من الرواسب البيضاء التي نشأت من عمليات الغسيل السابقة. الحاوية الرطبة أو الجافة بشكل غير كافٍ معرضة بشدة للتآكل ، خاصةً إذا كانت مادة الصندوق غير مقاومة للرطوبة. من الشائع ألا تكون الصناديق مبللة ورفض المواد المسترطبة للصناديق.
– يوصى بإيلاء اهتمام خاص لتقليص التغليف المرن أو البلاستيكي ، والذي يمكن أن يكون مصدر بقع الصدأ المحلية بسبب تولد العديد من “المناخات الداخلية”.
– توجد مثبطات تآكل يمكن إضافتها إلى ماء التعقيم أو الماء الموجود في معدات تبريد الحاوية. يتم تضمين هذه العوامل الفعالة في المستحضرات التجارية وبالتالي لا تكون تركيباتها معروفة جيدًا دائمًا. ليس في نيتنا انتقاد استخدام هذه المنتجات. على العكس من ذلك ، نعتقد أنها مفيدة في بعض الظروف الخاصة. يجب أن نلاحظ أن:
– لا يجب استخدام أي منتج فقط (يجب أن يكون مصرحًا به نظرًا لوجود حاويات تحتوي على مواد غذائية).
– يسبب استخدامه تعقيدات في مهمة الإشراف في مصانع التعليب والتحقق منه ضروري. تعمل هذه المنتجات بشكل عام بكميات صغيرة وهناك تركيز مثالي فوقها يكون أي إجراء فعال محفوفًا بالمخاطر أو ، للمفارقة ، هناك زيادة في التآكل.
– فعالية هذه المنتجات ليست أبدية. غالبًا ما يقتصر على البيئة التي يعملون فيها. بهذه الطريقة ، على سبيل المثال ، يمكنهم منع الماء من أن يكون عدوانيًا عندما يكون ملامسًا للأوعية ، ولكن عندما يغادرون أو يغادرون هذا الوسط ، سيتعرضون مرة أخرى لتأثيرات جديدة إذا كانت هناك ظروف تجفيف ومعالجة سيئة. شيء واحد هو جعل الأوتوكلاف أو مياه التبريد أقل عدوانية ، والآخر هو وضع طبقة واقية ، عن طريق هذه المياه ، على السطح الخارجي للحاويات ، قادرة على إعاقة مخاطر التآكل بشكل كبير في ظل ظروف التعرض المعاكسة.
– من الممكن أيضًا تعريض الحاويات المعبأة والجافة لبخار مادة كارهة للماء (زيت ، بارافين ، إلخ). ولكن ماذا سيحدث مع ذلك في عملية وضع العلامات؟ قد تكون هناك مشاكل مع المواد اللاصقة.
توضح التعليقات السابقة أن استخدام مثبطات التآكل ليس واضحًا دائمًا ولهذا السبب يجب استخدامها فقط كملاذ أخير ، بعد استيفاء جميع الاحتياطات الأخرى المذكورة بالكامل.
يمكن للحاوية الجافة والمبردة ، المخزنة في مستودع مكيف الهواء ، محمية من الغبار وخاصة من التكثيف ، أن تقاوم بحد ذاتها التآكل الجوي لفترة طويلة. يمكن أن يحدث تكثف الرطوبة في الحاويات المملوءة باختلافات منخفضة في درجات الحرارة بين الهواء المحيط والحاويات:
– 3 درجات مئوية تقريبًا ، عندما تكون درجة حرارة العبوات أقل من أو تساوي 10 درجة مئوية.
– 5 درجات تقريباً عندما تزيد درجة حرارتها عن 10 درجات مئوية.
لتجنب مخاطر التكثيف ، من المهم دائمًا استخدام المستودعات حيث يمكن التحكم في الاختلافات في الرطوبة ودرجة الحرارة في نقاط مختلفة في المستودع (باستخدام أنظمة تكييف الهواء والعزل والتدفئة التي توفر الحرارة والهواء الخالي من الرطوبة) .
عندما يتم الكشف عن حوادث تآكل الحاوية ، فمن الضروري إجراء فحص شامل لجميع العوامل المحتملة للتعليب “على أرض المصنع”. من المهم بنفس القدر التحقق مما إذا كان هناك فشل في الاحتياطات في وقت محدد.
في رأينا ، تنفيذ اختبار القبول ، لتحديد مقاومة أكسدة الصفيح المقصد ، في وقت التسليم من قبل الشركة المصنعة للمادة ، هو طوباوي ، على وجه التحديد بسبب تنوع المواقف. في النهاية كل هذا يعتمد على شروط استخدام الحاويات.
0 Comments