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锡容器的外部腐蚀

锡容器在存储过程中的内部腐蚀源于容器(罐)与内装物之间的相互作用。 这可能导致两种现象:锡在产品中的溶解或迁移或与铁的作用相同。 尽管在某些情况下,两者同时发生。 防止腐蚀的原因和方法通常很复杂,即使最熟练的专家也会感到困惑。

相反,外部腐蚀是由容器和环境之间的相互作用引起的。 环境由大气及其自然成分(氧气,湿度)和非自然成分(气态残留物,灰尘,来自海洋的盐雾等)组成。 这种相互作用的结果可以在几天甚至几小时内迅速出现,并以锈斑的形式显现出来。

尽管容器的内装物不会受到这种腐蚀的危害,但必须承认,可能会严重损害其向零售和批发的销售。 就像人们对外观的判断一样,有时是不公平的,生锈的容器不会激发人们的信心,并且与容器已超过保质期的想法有关。 与相邻“健康”包装的对比会增加这种不良印象。

本文的目的是表明马口铁或TFS的耐腐蚀性不是绝对现象,并且与材料的使用条件密切相关。 我们将特别关注后者。 我们认为一些简单的预防措施就足以防止所有这些材料的氧化(点蚀或沾污)。

我们首先要说的是,锡(或铬)涂层的孔隙率会影响最终形成氧化物所需的条件。 足够“厚”的锡涂层-可以在生产过程中防止容器受到刮擦和擦伤,罐装和在商业电路中的行进-毫无疑问将构成防止生锈的最佳屏障。 但是,低涂层马口铁(例如,小于2.8 gr / m2)在技术上和经济上都是合理的。

众所周知,马口铁由一系列厚度完全不同的层组成,这些层基本上是:

a.-钢芯,构成其基础,并为其提供机械性能。

b.-包装它-并且为了保护它-使用锡,这是因为锡相对于内部和外部腐蚀的抵抗性具有化学惰性。

c。锡/铁合金层位于前述两个层的“界面”处,该层起源于沉积的锡的表面处理。该层在耐腐蚀性中也起重要作用。

d。-钝化层是涂在马口铁表面外侧的非常薄的一层,根据其类型,影响硫化的特定表面特性,与清漆的附着力等,可以提供材料。

e.-通常为纳米分子厚度的油层必须减少在处理马口铁期间因磨损而造成的损坏。

在研究耐腐蚀性时,我们将仅考虑成分a和b,铁和锡:

-钢,因为它会生锈(氧化铁)

-锡,因为钢的保护程度与锡涂层的厚度有关。

在这方面,马口铁的其他组件几乎没有影响。

面对锡罐腐蚀的研究,提出了三个基本问题:

-固有的腐蚀因素是什么?

-材料和容器外部的腐蚀因素是什么?

-有防腐蚀措施吗?

马口铁为什么会生锈?

考虑到第一个问题,让我们考虑镀锡列车交付的材料。

在所有薄涂层中,锡的覆盖范围都不连续,总是存在一定程度的孔隙。 在镀锡列中,当锡涂层的质量增加时,孔隙率降低(呈指数形式),并且仅当涂层超过50 g / m2时才不存在。 该值大大高于过去曾经应用于热马口铁(“可乐”马口铁)的最高涂层质量。

很容易显示出氧化物形成速率与马口铁或铬涂层厚度之间的相关性(在TFS的情况下)。

对从镀锡列车上取下来的样品进行了加速氧化试验。 例如,它们在热的潮湿盐水气氛中交替地经受冷凝和干燥循环。

在实验室水平上,可以很好地控制测试条件并具有可比性,在多次测试后取平均值时,统计数据表明,E 5.6 g / m2镀锡马口铁的强度优于E 2.8。 但是,个别的2.8涂层锡样品可能会比5.6的样品具有更高的耐腐蚀性。

关于金属(光泽,哑光或石材)的表面光洁度,不能说取决于它们获得了不同的电阻值。

在制造容器以及在罐头工厂进行填充和加工过程中,材料所承受的各种机械应力,刮擦和磨损,将大大增加钢的裸露表面量,尤其是在封盖区域,接缝侧,封锁区域等。 与完成和装满的容器的某些区域产生的孔隙度相比,马口铁中存在的原始孔隙度微不足道。

由于马口铁是一种在锡涂层受损的区域易于氧化的材料,因此很明显,容器在其整个使用寿命期间所接受的处理具有决定性的影响:填充,存储,运输……。 进行这些操作的条件可能会有所不同。

-如果存放条件良好,任何装满或空的锡容器,即使锡量很少,也可以防止氧化。

-如果存放在恶劣的条件下,任何盛满或倒空的锡容器,即使涂层高,也会迅速生锈。

每次马口铁的钢基与易于腐蚀的电解介质接触时,都会出现“恶劣条件”。 介质的侵蚀性随溶解盐的性质而变化,并随温度而显着增加。

材料和容器外部的生锈因素是什么

一定数量危险条件的存在有利于出现锈斑。 主要在:

A-罐头厂的工序

B-完整,空容器的存储,运输和销售。

A.-罐头厂的工艺条件

1.-容器在灌装过程中由于不同的原因而被弄脏,例如:过量灌装,液体(糖浆,盐水)溢出等。

当容器的外部与酸(水果)或盐分物质(盐水)接触时,它们将充当腐蚀槽的电解质。 这些物质还可能污染加工用水,该加工用水在容器上蒸发,留下吸湿性和腐蚀性产品膜。 同样,在汽化阶段,如果温度高到足以使异物变干并牢固粘附到锡上,则可能会产生具有强烈腐蚀金属倾向的吸湿区域。 主要是锡承受较大应力的区域,例如在侧缝处,封盖,鞋带和扩展面板会受到影响。

在蒸汽高压釜中,如果该过程花费太长时间才能达到合适的温度,如果之前存在氧化点,并且如果蒸汽中所含空气的百分比过高,则所有这些都会形成氧化点。

锅炉在高于正常容量的情况下运行时,可以输送充满碱性物质的蒸汽,即使在保护性清漆涂层的作用下,蒸汽也会腐蚀大部分暴露区域的锡涂层。 当容器冷却并储存时,马口铁的这种最终定色还产生了对金属腐蚀的增加的敏感性。

在整个灭菌过程中,容器可能被蒸汽运输的发白沉积物(碳酸盐,硫酸盐,氯化物…)覆盖,并且在冷却过程中难以清除。 所述盐是吸湿性的,因此在容器的储存期间引起随后的腐蚀和氧化。

在此过程中,在高压釜中积聚的富含冷凝碱性物质的蒸汽会侵蚀位于笼子或容器下部的容器。

高压釜笼的内部状态(生锈,最近镀锌和/或隔板状况不佳)也可能是腐蚀的源头(有时是由涡流和高压釜中的任何“双金属性”问题引起的)。

在“水浴”过程中或在静态高压釜中,由于沸点以下水中的溶解氧或水输送的碱性物质而导致马口铁的腐蚀,进而形成氧化斑。蒸气夹带。

在一些连续的高压灭菌器中,容器要经受旋转,如果旋转显着改善了热量的渗透,还可以增加由于摩擦而引起的磨损程度。

  1. 容器的冷却和干燥不足

过度冷却会出现腐蚀。 在这种情况下,容器太冷而不能自发干燥,并且会保留过量的水,特别是在封盖和侧缝的区域。 在这方面,优选用热水洗涤热容器,而不是用热水洗涤或清洁冷容器。 确保最有效的清洁和干燥的理想方法是,仍用热水冲洗仍较热的容器(大约40摄氏度)。 在完全干燥之前,罐装商不得继续将容器包装在纸板箱中,特别是在纸板会阻止水分快速蒸发的情况下。 布置在托盘中的容器的保鲜膜通常是由于水滴难以蒸发或残留水分而引起锈斑的原因。

B.-完整,空容器的储存,运输和销售条件

要考虑的因素是:

-炎热潮湿的环境,充满灰尘,海水盐雾或气体残留物。

-容器出汗或凝结。

-二级包装,例如纸箱或盒子(包括贴纸和标签)。

1.-大气

过度的湿度以及在存储过程中的高大气温度,可能是造成容器外部腐蚀的最重要原因。 相对湿度低于60%时,可以认为不存在腐蚀,而高于80%时则很重要。

需要强调的是,地板,墙壁和纸板可以吸收足够的大气湿度,以加速容器的腐蚀。 例如,罐头工厂中纸板箱的意外润湿会导致腐蚀。 成卷的纸质包装纸也会出现相同的现象。

灰尘,盐分以及气态残留物(二氧化硫,氯等)的存在会增加与容器接触的潮湿气氛的侵略性。

2.-凝结或“出汗”

容器上的大气湿气凝结也是其外部腐蚀的非常重要的原因。 当冷包装突然暴露于温度和湿度较高的空气中时,就会发生冷凝或“出汗”。 春季是仓库凝结的最有利时期。 因此,当在炎热和潮湿的日子开冷库时,容器上水分凝结的风险更大。

凝结速度取决于:

-容器的温度。

-环境温度。

-空气的相对湿度

在相同条件下,毫无疑问,空容器比满容器更不易结露,这无疑是由于温度平衡更快。

3.次包装,纸箱,贴纸,标签

盒子和/或纸箱可能是容器外部腐蚀的根源。 某些等级的纸板比其他纸板吸收更多的水分。 纸箱中残留盐(硫酸盐,氯化物…)的性质和数量会影响纸箱相对于包装的侵蚀性。 封闭件主要遭受腐蚀,因为容器的重量使它们变得“钉在”湿纸板上。 当湿度高于15%时,用于建造木箱或托盘的材料会引起接触腐蚀(例如,刚砍下的木头)

某些用于粘贴标签的粘合剂和胶水具有吸湿性,因此容易在包装上引起锈斑。 那些用纸贴标签的标签容易受到腐蚀,特别是在防水标签(有光泽或层压标签)的情况下。

总而言之,我们可以说,在所有这些条件下,我们发现三个基本因素:湿度,氧气和酸性或碱性物质,它们与温度共同作用,对锈蚀的外观起着加剧作用。

C.-如何防止在容器上出现点蚀和腐蚀斑?

从已经指出的信息开始,我们可以提供一些实用建议:

我们认为,如果可以控制和减少由于不利条件而造成的容器外部腐蚀的风险,那么从经济和技术上来说,大幅增加镀锡质量并不是最佳的解决方案。 但是,用油墨上光和印刷的资源构成了很好的解决方案。 一般而言,以下几点值得强调:

-空容器和满容器的存储应在与罐头工厂所在地完全分开的仓库中进行。 在罐头厂中,由于地板清洁,锅罐和高压灭菌器产生的蒸汽而经常出现过多的湿气,而盐水中的空气中则存在酸性湿气。

-纸箱损坏时,不能期望它防止容器溅水和溢出。 卷纸包装的背景也是如此。

-将容器放入高压灭菌器中之前,必须先用热水清洗并冲洗容器。 用于此类清洁的清洁剂必须相对于容器是中性的。

-如果容器在水中消毒过,如果将经过水处理过的硬度进行回收,则必须定期检查某些物理和化学特性,以控制与容器硬度有关的变化,这一点很重要。水,其pH值,氯化物,硝酸盐等的含量。

-灭菌后容器的冷却不应过分。 在40摄氏度时,包装仍保留足够的潜热以自发干燥。

-冷却水的氯化处理以避免加工后容器的再次污染,只要使用时游离活性氯的含量不超过2至3 mg / L,就不应成为有利于腐蚀的因素,也就是说在接触时与他们正在冷却的容器。 此内容必须受到控制并定期检查。

-当用货盘堆垛或将容器包装在纸板箱中时,容器必须完全干燥,并且没有先前洗涤产生的白色沉淀。 潮湿或干燥不足的容器极易受到腐蚀,尤其是在盒子材料不防潮的情况下。 通常的做法是,盒子不应潮湿,并且应拒绝盒子的吸湿材料。

-建议特别注意收缩的柔性包装或塑料包装,由于产生大量内部“微气候”,它们可能成为局部锈斑的来源。

-可以将防腐剂添加到灭菌水中或容器冷却设备中的水中。 这些活性剂包括在商业制剂中,因此它们的组成并不总是众所周知的。 我们无意批评这些产品的使用。 相反,我们认为,在某些特殊条件下,它们是有用的。 但是,我们应该注意:

-不仅应使用任何产品(由于涉及盛装食品的容器,因此必须经过授权)。

-它的使用使罐头厂的监督工作变得复杂,并且必须进行验证。 这些产物通常以少量起作用,并且存在最佳浓度,在该浓度以上任何有效作用都是危险的,或者相反,腐蚀的增加。

-这些产品的功效不是永恒的。 通常仅限于它们运行的环境。 这样,例如,它们可以防止水与容器接触时产生侵蚀性,但是当它们离开或离开这种介质时,如果干燥和处理条件不佳,它们将再次受到新的影响。 一种方法是使高压釜或冷却水的侵蚀性降低,另一种方法是通过这种水在容器的外表面上沉积一层保护层,从而能够显着降低不利的暴露条件下的腐蚀风险。

-也可能使装满和干燥的容器经受疏水性物质(油,石蜡等)的蒸汽。 但是,在贴标签过程中会发生什么呢? 粘合剂可能存在问题。

先前的评论表明,腐蚀抑制剂的使用并不总是很清楚,因此,在完全满足所有其他规定的预防措施后,应仅将其作为最后的手段。

存放在空调仓库中的干燥,冷却的容器可以防止灰尘,尤其是避免冷凝,它本身可以长时间抵抗大气腐蚀。 充满的容器中的湿气凝结会在环境空气与容器之间的温差较低的情况下发生:

-当容器的温度低于或等于10ºC时,约为3摄氏度。

-当温度高于10ºC时,约为5度。

为避免凝结的风险,使用仓库时始终可以控制仓库中不同点的湿度和温度变化(使用空调,隔热材料,供热和无湿空气的供暖系统)始终很重要。 。

当检测到容器腐蚀事件时,至关重要的是彻底调查罐头“在工厂车间”的所有可能因素。 同样重要的是在特定时间检查预防措施是否失败。

我们认为,正是由于情况的多样性,在材料制造商交货时实施验收测试以确定马口铁的抗氧化性是乌托邦式的。 最后,所有这些取决于容器的使用条件。

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