식품 안전 규정 준수에 있어 304L 및 316L의 의미 - 지식

식품-등급 스테인리스강은 식품과의 안전하고 반복적인 접촉에 대한 규제 요건을 충족하는 모든 스테인리스강 합금입니다. "식품-등급"이라는 용어는 재료 사양이 아닙니다. - 이는 관련 기관(미국의 경우 FDA, EU의 EFSA/EU 위원회, 중국의 CFDA)에서 식품 접촉에 대해 재료를 평가하고 승인했음을 의미하는 규제 분류입니다.

What 304L and 316L Mean for Food Safety Compliance

스테인리스강은 전 세계적으로 식품 가공 장비의 주요 소재로, 상업용 식품 가공에서 모든 식품 접촉 표면의 90% 이상을 차지합니다. 이유는 간단합니다.

무-독성 및 불활성:스테인레스 스틸은 식품과 반응하지 않으며, 유해 물질을 용출하지 않으며, 식품의 맛, 색상, 냄새를 변화시키지 않습니다.

부식-저항성:스테인레스 스틸의 산화 크롬(Cr2O3) 부동태 피막은 산성 식품 환경에서도 지속적인 부식 방지 기능을 제공합니다.

세척 및 살균 가능:스테인레스 스틸 표면은 표준 CIP(clean{0}}in-place) 화학물질 - 가성소다(NaOH 1-2%), 질산(HNO{4}}%) 및 120-140C의 증기를 사용하여 미생물학적 수준까지 청소할 수 있습니다.

내구성과 충격-저항성:플라스틱이나 코팅된 탄소강과 달리 스테인리스강은 반복적인 열적, 기계적 응력으로 인해 부서지거나 갈라지거나 벗겨지거나 분해되지 않습니다.

내열성-:스테인레스 스틸은 -40C(냉동식품 보관)에서 +300C(베이킹 오븐)까지 변형이나 재질 저하 없이 그 특성을 유지합니다.

재활용 가능:스테인레스 스틸은 품질 저하 없이 100% 재활용이 가능합니다. - 지속 가능성 및 기업 ESG 보고에 중요합니다.

오스테나이트계 스테인리스강(300-시리즈)은 식품{3}}등급 응용 분야의 업계 표준입니다. 오스테나이트계 결정 구조(면{4}}입방체, FCC)는 비자성 특성, 탁월한 연성 및 우수한 내식성을 제공합니다. 오스테나이트 계열 내에서 두 가지 등급이 식품 가공을 지배합니다.

표 1: 304L 대 316L - 화학 성분, PREN 및 식품 안전 중요성

재산

304L(UNS S30403)

316L(UNS S31603)

식품 안전에 중요한 이유

결정 구조

오스테나이트계(FCC)

비자성-; 식품 가공 온도에서 스트레스-로 인한 마르텐사이트가 없습니다. 연성이 있고 형성 가능하다

크롬(Cr)

18-20%

16-18%

Cr은 Cr2O3 패시브 피막을 형성합니다. "스테인리스" 분류에는 최소 10.5%가 필요합니다. 304L의 18-20%는 우수한 일반 내식성을 제공합니다.

니켈(Ni)

8-12%

10-14%

Ni는 오스테나이트 구조를 안정화시킵니다. 부서지기 쉬운 마르텐사이트로의 변형을 방지합니다. 성형성, 용접성 향상

몰리브덴(Mo)

0%(지정되지 않음)

2.0-3.0%

주요 차이점: Mo는 염화물(염분) 환경에서 공식 및 틈새 부식 저항성을 제공합니다. 316L은 염분 함유 식품에서 304L에 비해 내공식성이 2-3배 더 높습니다.

최대 탄소(C)

0.030%

초-탄소는 용접 HAZ의 민감화를 방지합니다. "L" 지정은 탄소가 용접 식품 장비에 중요한 0.03% - 미만으로 제어된다는 의미입니다.

PREN (내공식성)

18-22

24-30

316L PREN은 304L보다 30{3}}50% 더 높습니다. 소금 함유 식품의 구멍에 대한 저항성과 직접적인 상관관계가 있습니다

자기 투자율

<1.02 (essentially non-magnetic)

비자성-자성 -은 식품 가공 라인의 금속 탐지기 시스템에 중요합니다. 자기 함유물이 잘못된 거부를 유발함

상대 비용(시트)

1.0x(기준선)

1.2-1.4x

316L은 Mo 및 더 높은 Ni 함량으로 인해 304L보다 20-40% 더 비쌉니다. 그러나 316L이 필요한 곳에 304L을 사용하면 장기적으로 비용이 5~10배 더 많이 듭니다(교체 + 오염).

식품 가공 시장 점유율

식품 장비의 ~70-80%

식품 장비의 ~20-30%

304L이 기본 선택입니다. 316L은 염분, 산 및 고온-식품 응용 분야에 사용됩니다.

식품-등급 스테인리스강은 식품이 판매되는 모든 시장의 규제 요건을 준수해야 합니다. 네 가지 주요 규제 프레임워크는 다음과 같습니다.

표 2: 식품 접촉 응용 분야의 스테인레스 스틸에 적용되는 글로벌 식품 안전 규정

규제

관할권

범위

스테인레스강의 주요 요구사항

승인 등급

테스트 방법

FDA 21 CFR 177.2600

미국

식품 접촉 표면 - 고무 및 플라스틱 제품, GRAS(일반적으로 안전하다고 인정되는 물질)에 따라 참조되는 스테인리스 스틸

스테인레스 스틸은 식품 접촉용 GRAS입니다. 유해 물질을 방출해서는 안 됩니다. 구성은 AISI/UNS 지정을 충족해야 합니다. 스테인리스강에 대한 특정 이동 제한 없음(불활성으로 인해 면제)

모든 AISI 300 시리즈(304, 304L, 316, 316L, 321); 식기류도 17-4PH

스테인리스강에는 특정 마이그레이션 테스트가 필요하지 않습니다(GRAS 면제). NSF/ANSI 51의 자발적인 준수

EU 규정 1935/2004/EC

유럽연합(27개 회원국)

식품과 접촉하는 물질에 대한 기본 규정

재료는 인간의 건강을 위협하거나, 수용할 수 없는 구성 변화를 가져오거나, 관능 특성을 악화시킬 수 있는 양의 성분을 식품에 전달해서는 안 됩니다. "규정 준수 선언"(DoC)이 필요합니다.

모든 EN 10088-2 준수 오스테나이트 등급(1.4301/304, 1.4307/304L, 1.4401/316, 1.4404/316L)

EN 13887:2004 마이그레이션 테스트; 특정 요소 릴리스를 위한 ICP-MS 또는 AAS; 준수 선언이 필요함

EU 2023/915(2021/1317 대체)

유럽연합

식품 접촉 물질의 금속에 대한 특정 이동 제한(SML)

니켈 SML=0.14 mg/kg 식품; 크롬(Cr III) SML=지정되지 않음(낮은 독성); 크롬(Cr VI) =이(가) 감지되지 않습니다. 철 SML=지정되지 않음(필수 영양소); 몰리브덴 SML=0.12 mg/kg 식품

1935/2004와 동일; 316L의 Ni 및 Mo 방출은 산성 식품에 대해 검증되어야 합니다.

EN 13887; 식품 자극제(산성 식품의 경우 3% 아세트산, 수성 식품의 경우 10% 에탄올, 지방이 많은 식품의 경우 올리브 오일); 40C에서 10일 또는 70C에서 2시간

GB 4806.9-2016

중국

식품 접촉 금속 재료 및 물품에 대한 국가 식품 안전 표준

스테인리스강은 GB 4806.9 구성 및 마이그레이션 제한을 충족해야 합니다. Cr 방출 < 2.0 mg/kg; Ni 방출 < 1.0 mg/kg; Mn 방출 < 0.6 mg/kg; 배치당 규정 준수 인증서가 필요합니다.

1.4301(304), 1.4307(304L), 1.4401(316), 1.4404(316L); 또한 중국 등급 06Cr19Ni10(304 상당) 및 022Cr17Ni12Mo2(316L 상당)

GB 31604.1 마이그레이션 테스트; 4% 아세트산 모의약; 장기간 접촉의 경우 40C에서 24시간-; 핫-충전 시 95C에서 0.5시간

AS 2070-1999 (2021년 개정)

호주

식품 가공 장비용 식품{0}}등급 스테인리스강

스테인리스강은 배관에 대해 AS 1528 시리즈를 준수해야 합니다. 재료 인증이 필요합니다. 공장에서 장비 제조업체까지의 추적성; 청결성을 위한 표면 마감 요구사항

AS 1528.1에 따라 304, 304L, 316, 316L

구체적인 마이그레이션 테스트는 없습니다. AS 1528.1 튜브 사양 준수; 육안 및 치수 검사; 수령 시 PMI 확인

니켈(Ni)은 식품 접촉 응용 분야에서 스테인리스강에서 방출되는 가장 엄격하게 규제되는 원소입니다. 니켈에 대한 EU 특정 이동 한도(SML)는 0.14mg/kg 식품입니다. - 식품 접촉 규제에서 가장 엄격한 한도 중 하나입니다. 니켈 감작은 일반 인구의 약 10~15%(보석 노출로 인해 여성의 경우 더 높음)에 영향을 미치며 알레르기성 접촉 피부염을 일으킬 수 있습니다.

표 3: 식품 접촉 시 304L 및 316L 스테인리스강의 니켈 방출 - EU 특정 이동 제한(SML)과 비교

식품 종류/상태

304L에서 Ni 방출(mg/kg)

316L에서 Ni 방출(mg/kg)

EU SML(0.14mg/kg) 규정 준수

설명

물(중성 pH, 24시간, 40C)

<0.01

둘 다 합격

중성 pH - 부동태 피막 용해 없음; Ni 릴리스는 무시할 수 있음

사과 주스(pH 3.5, 24h, 40C)

0.08-0.18

0.04-0.09

304L: 한계; 316L: 통과

산성 식품은 소량의 Cr2O3 필름을 용해시킵니다. 304L은 낮은 Cr+Mo 보호로 인해 더 많은 Ni를 방출합니다.

토마토 소스(pH 4.2, 2h, 95C)

0.05-0.12

0.02-0.06

모두 PASS(단거리 접촉)

고온 + 산은 Ni 방출을 증가시킵니다. 짧은 접촉 시간 제한 전체 마이그레이션

식초(5% 아세트산, pH 2.4, 24시간, 40C)

0.15-0.35

0.06-0.15

304L: 실패; 316L: 한계

강산성 + 장시간 접촉 - 304L이 Ni SML을 초과함; 316L 경계선; 패시베이션이 적용된 316L을 권장합니다.

간장(pH 4.8, 3% NaCl, 24시간, 40C)

0.10-0.20

0.04-0.08

304L: 한계; 316L: 통과

염화물+산 조합; 316L Mo 함량은 염화물 구멍에 저항합니다. Ni 방출 감소

염수(3% NaCl, pH 7, 24시간, 40C)

0.02-0.05

0.01-0.03

둘 다 합격

중성 pH 염수; 염화물 피팅 위험은 Ni 방출이 아니라 주요 관심사입니다. 내공식성에는 316L이 선호됩니다.

레몬즙(pH 2.0, 24h, 40C)

0.20-0.45

0.08-0.18

304L: 실패; 316L: PASS(여백 있음)

매우 산성인 + 구연산은 Ni를 킬레이트합니다. 304L은 SML을 크게 초과합니다. 316L 권장

맥주(pH 4.0-4.5, 24시간, 20C)

<0.05

<0.03

둘 다 합격

약산성; 저온; 양조장 장비에 허용되는 두 등급 모두

식품 가공 장비의 부식은 단순한 유지 관리 문제가 아니라 - 식품 안전 문제입니다. 부식된 스테인리스 스틸 표면은 금속 이온(Fe, Cr, Ni, Mo)을 식품으로 방출하고 박테리아가 서식하는 거친 표면을 만들어 결국 장비 고장 및 제품 오염으로 이어집니다.

표 4: 식품 가공 - 304L 대 316L 위험 평가의 5가지 부식 메커니즘

부식 메커니즘

식품환경

304L 위험

316L 위험

예방 전략

균일한 부식

산성 식품(식초, 감귤류, 토마토) CIP 화학물질(HNO3, NaOH)

낮은 비율(대부분의 식품에서 0.01-0.05mm/yr); 강산(pH)의 증가<2)

매우 낮은 비율(0.005-0.02 mm/yr); Mo는 산성 공격을 감소시킵니다.

pH는 316L을 선택하세요.<4.0; avoid prolonged contact with strong acids at elevated temperature

피팅 부식

소금{0}}함유 식품(소금물, 간장, 해산물, 치즈) CIP 염화물 잔류물

HIGH RISK - pitting initiates at Cl- > 200 ppm above 50C; PREN 18-22 inadequate for >500ppm Cl-

낮은 위험 - 2개월-3%는 PREN을 24-30으로 높입니다. 피팅은 50C에서 1,000-2,000ppm Cl- 이상에서만 시작됩니다.

모든 소금-함유 식품 공정에는 316L을 사용하세요. 염화물 잔류물을 제거하기 위해 가성 세척 후 RO 물로 CIP 린스

틈새 부식

개스킷, 볼트 조인트, 백업 링, 식품 장비의 씰 포켓

보통 위험 - 틈새 부식은 40C 이상의 좁은 틈에서 Cl- > 100ppm에서 시작됩니다.

낮은 위험 - Mo는 틈새 부식 시작을 억제합니다. 316L은 틈새의 최대 500-1,000ppm Cl-에 저항합니다.

EHEDG Doc. 8에 따라 위생적인 조인트를 설계합니다. 엘라스토머 개스킷(EPDM 또는 PTFE)을 사용합니다. 섬유 개스킷을 피하십시오. 염분 환경의 모든 개스킷 조인트에 대해 316L을 지정하십시오.

응력 부식 균열(SCC)

Hot salt solutions (brine >60℃); 증기-가열 식품 장비; 오토클레이브

Cl- > 10ppm(매우 낮은 임계값)을 포함하는 60C 초과 304L의 고위험 - SCC; 치명적인 오류 모드

저위험 - 316L SCC 임계값은 60C에서 Cl- > 1,000ppm입니다. Mo + 더 높은 Ni는 SCC를 억제합니다.

모든 가열 소금 공정에는 316L을 사용하십시오. 증기-가열 염수 시스템이나 오토클레이브에서는 304L을 절대 사용하지 마세요.

입계 부식(IGC)

비-"L" 등급의 용접 HAZ(304 대 304L) 부적절한 열처리

304(C 최대 0.08%)는 용접 HAZ에서 민감화를 겪습니다. 304L(C < 0.03%)은 내성이 있습니다.

316명(C 최대 0.08%)은 감작을 겪었습니다. 316L(C < 0.03%)은 저항성이 있습니다.

용접된 식품 장비에는 항상 "L" 등급(C < 0.03%)을 지정하십시오. 용접 구조에는 -L 등급이 아닌 등급을 사용하지 마십시오. 밀 테스트 보고서의 탄소 함량 확인

표 5: 식품 카테고리, pH, 염화물 및 온도에 따른 식품 적용 매트릭스 - 304L 대 316L 선택

식품 카테고리

일반적인 pH

Cl- 함량(ppm)

온도

추천등급

이유

우유 및 유제품(저온살균)

6.5-6.8

<50

4-75C (저온살균)

304L

거의-중성 pH; 매우 낮은 염화물; 304L이 완전히 적합함; 316L은 치즈 브리닝 탱크에만 지정됩니다.

치즈 브리닝(8-22% NaCl 브라인)

5.0-5.5

50,000-130,000

8-14C

316L(필수)

극염화물; 몇 주 안에 304L 구멍 뚫기; 최소 316L; 대형 소금물 통에는 2205 듀플렉스를 고려하세요.

양조장(맥주, 맥아즙, 발효)

4.0-4.5

<100

0-100C (양조장)

304L

약산성; 낮은 염화물; 304L은 양조장 탱크 및 배관의 산업 표준입니다.

와인(발효, 숙성)

3.0-3.8

50-200

12-25C

304L 허용; 316L 선호

적당한 산 + 토양의 일부 염화물; 장기간 노후화된 탱크에는 316L이 선호됩니다.- 짧은-접촉에는 304L 허용

식초(5-20% 아세트산)

2.0-3.0

50-500

25-35C

316L(필수)

강산; 304L은 EU의 Ni 마이그레이션 제한을 초과합니다. 규정 준수를 위해 316L 필요

간장발효

4.2-4.8

30,000-60,000 (NaCl)

25-40C

316L(필수)

고염 + 약산; 몇 주 안에 304L 구멍 뚫기; 발효 탱크의 경우 최소 316L

해산물 가공(신선/냉동)

6.0-7.0

5,000-30,000

0-4C

316L(필수)

바닷물에서 나오는 높은 염화물; 316L은 저온에서도 필수입니다. 개스킷의 틈새 부식 위험

토마토 가공(페이스트, 소스)

3.8-4.4

100-500

50-95C

316L 선호

산성 + 중간 정도의 염화물 + 고온; 316L은 마진을 제공합니다. 304L은 짧은-접촉(통조림 라인)에 적합할 수 있습니다.<30 min)

감귤 주스 가공

2.0-3.5

50-200

5-50C

316L(필수)

강산성(구연산); 304L Ni 방출은 EU SML을 초과합니다. 316L 필요

베이커리 (혼합, 교정, 베이킹)

5.5-7.0

<100

20-250C

304L

거의-중립; 낮은 염화물; 모든 베이커리 장비에 적합한 304L

캐닝(스팀 레토르트, 오토클레이브)

4.0-7.0

200-2,000

100-135C (레토르트)

316L 선호

High temperature + steam + some chloride; 304L SCC risk at >Cl- > 10ppm인 경우 60C; 316L 더 안전하다

육류 가공(염수 주입)

5.5-6.5

10,000-80,000

0-4C

316L(필수)

고염수 주입; 저온에서 304L 구멍 뚫기; 316L 필수

과자(설탕, 초콜릿)

5.0-7.0

<50

20-80C

304L

거의-중립; 낮은 염화물; 304L 표준; 카라멜용 316L (산성)

제약/생명공학(클린룸)

5.0-7.0

<10 (WFI water)

20-80C

316L(필수)

ASME BPE-2024는 모든 프로세스 접촉 표면에 대해 316L(UNS S31603)을 요구합니다. 304L은 허용되지 않습니다

식품 안전 규정 준수를 위해서는 표면 마감이 합금 등급만큼 중요합니다. 거친 스테인리스 스틸 표면(Ra > 1.0um)은 음식물 찌꺼기를 걸러내고 박테리아가 서식하며 표준 CIP(Clean{2}}in-Clean) 세척에 저항합니다. 규제 기관(EHEDG, 3-A SSI, ASME BPE)은 식품 접촉 표면의 최대 표면 거칠기를 지정합니다.

304L and 316L Surface Finish and Cleanability

표 6: 식품-등급 스테인레스강 - Ra 값, 적용 분야 및 규정 준수에 대한 표면 마감 요구사항

표면 마감

Ra 값(um)

설명

식품 응용

규제 수용

세척성 등급

2B(냉간 압연, 어닐링, 산세)

0.4-1.0

표준 밀 마무리; 부드럽지만 눈에 띄는 롤링 질감이 있음

외관이 중요하지 않은 일반 식품 가공(탱크, 호퍼, 슈트)

Ra < 0.8um인 경우 EHEDG에 따라 허용됩니다. 3-A SSI에는 Ra < 0.8um이 필요합니다.

양호 - 대부분의 식품 응용 분야에 적합합니다. 유제품 CIP에는 적합하지 않음

아니요. 4 (기계적으로 연마됨)

0.4-0.8

180-240 그릿 벨트 광택제; 균일한 방향 마감

표준 식품 가공 장비; 작업 표면; 컨베이어 프레임

Ra < 0.8um에 대해 EHEDG가 승인되었습니다. 3-SSI가 허용됩니다. 가장 일반적인 식품 등급 마감

식품 접촉에 대한 우수한 - 산업 표준; 방향이 흐름 방향과 일치하면 방향성 광택이 청소에 도움이 됩니다.

BA(광휘 소둔)

0.1-0.3

수소 분위기에서 어닐링하여 밝고 거울처럼{0}}마무리됨

유제품 장비; 제약/생명공학; 높은-청정성 애플리케이션

Ra < 0.4 um인 경우 EHEDG가 선호됩니다. ASME BPE SF1(Ra 0.4um 최대) 또는 SF0(Ra 0.25um 최대)

훌륭함 - 매우 매끄러움; 최소한의 박테리아 부착; CIP 시스템에 이상적

전해연마(EP)

0.1-0.4

전기화학 연마는 표면 피크를 제거합니다. 크롬이-보강된 표면

유제품(초-청정); 제약; 생명공학(ASME BPE SF0); 무균 충전

EHEDG가 선호됩니다. 제약용 ASME BPE SF0(Ra < 0.25um); 모든 식품 접촉에 대해 FDA 승인

우수한 - 표면이 가장 매끄러움; 크롬- 강화 패시브 필름; 모든 마감재 중 박테리아 접착력이 가장 낮음

아니요. 1(열간 압연, 어닐링, 절임)

1.0-3.0

거칠고 둔한 밀 마감; 눈에 보이는 롤링 스케일

식품 접촉용 아님 - 구조적 지지대 전용

EHEDG에 따라 식품 접촉이 허용되지 않습니다. 3-A SSI; ASME BPE; Ra < 0.8um 요구 사항을 위반합니다.

나쁨 - 음식 접촉이 너무 거칠음; 박테리아 포획; 청소 실패

아니요. 8(거울 광택)

<0.05

거울-같음; 매우 부드럽습니다. 화장 마무리

장식용 응용 프로그램; 음식 사용 제한(비싸고 쉽게 긁힘)

모든 Ra 요구 사항을 충족하지만 식품 가공에 일반적으로 지정되지 않음(비용)

매끄러움이 우수하지만 쉽게 긁힘; 마모가 심한 식품 접촉에는 권장되지 않음-

식품-등급 스테인리스강 장비의 용접 접합부는 (1) 구조적 완전성(균열, 다공성 또는 불완전한 침투 없음) 및 (2) 위생 세척성(틈이나 산화 잔류물이 없고 매끄럽고 구멍이 없는{3}}내부 표면)이라는 두 가지 요구 사항을 충족해야 합니다. 두 번째 요구 사항은 식품-등급 용접에 고유하며 종종 달성하기가 더 어렵습니다.

표 7: 304L 및 316L 스테인리스강에 대한 용접 매개변수 및 식품{1}}등급 요건

매개변수

304L 용접

316L 용접

식품-등급 요건

충전재 금속

ER308L(AWS A5.9)

ER316L(AWS A5.9)

비금속 Cr 및 Mo와 일치하거나 초과 일치해야 합니다. 316L 모재의 ER316L 필러는 필수입니다. 316L 모재에는 ER308L을 절대 사용하지 마십시오.

차폐가스(TIG)

100% 아르곤; 8-12L/분

아르곤 차폐 필수; 식품 접촉 표면을 위한 파이프/용기 내부의 백 퍼지; 산소는 반드시<0.1% in purge gas

백 퍼지(내부 표면)

식품 접촉 용접에 필수

내부 산화를 방지하기 위해 100% Ar 또는 N2-Ar 혼합물을 사용한 백 퍼지; 식품 접촉 표면에 설탕을 바르는 것(검은색 산화물)은 허용되지 않습니다.

층간 온도

<150C

낮은 통과간격은 탄화물 석출과 뒤틀림을 방지합니다. 식품 장비는 벽이 얇은 경우가 많습니다(1.5-3mm). 왜곡 제어가 중요합니다.

입열량

0.5-1.5kJ/mm2

낮은 열 입력으로 HAZ 폭과 탄화물 석출이 최소화됩니다. 스트링거 비즈 사용(위브 없음)

내부 용접 프로파일

Flush or slightly concave; no undercut; no root concavity >0.5mm

304L과 동일

EHEDG에는 부드러운 내부 용접 프로파일이 필요합니다. 틈새 없음, 산화물 없음, 언더컷 없음; ASME BPE에서는 용접 내부 표면 Ra가 SF1의 경우 < 0.8um, SF0의 경우 < 0.4um이 필요합니다.

사후-용접 청소

산세척(HNO3 + HF 페이스트 또는 스프레이) + 부동태화(HNO3 20-30%)

산세 + 부동태화 (304L과 동일)

산세척은 열 착색(산화물)과 용접 스케일을 제거합니다. 패시베이션은 Cr2O3 패시브 필름을 복원합니다. 식품-등급 용접에는 둘 다 필수입니다. ASTM A380 및 ASTM A967은 절차를 지정합니다.

용접 검사(식품-등급)

비주얼(100%) + PT(최소 10%) + 코드당 RT

모든 식품 접촉 용접을 100% 시각적으로 확인 가능; 틈새 감지를 위한 PT; 용접이 포함된 압력-에 대한 RT; 파이프 용접에 대한 내부 내시경 검사

자가 궤도 용접 - 식품 등급 튜브 용접의 표준-

식품-등급 튜빙(ASME BPE, AS 1528.1 또는 EN 2037)의 경우 궤도 TIG 용접(자생 - 용가재 없음)이 표준입니다. 궤도 용접은 최소한의 열 입력, 용가재 오염 없음, EHEDG 및 ASME BPE 요구 사항을 충족하는 부드러운 내부 용접 프로파일로 일관되고 반복 가능한 용접을 생성합니다. 궤도 용접 식품-등급 튜빙의 주요 매개변수는 다음과 같습니다.

표 8: 식품-등급 스테인리스강 튜빙에 대한 궤도형 TIG 대 수동 TIG 용접

매개변수

궤도 TIG(자생)

수동 TIG(충전재 포함)

식품-등급 평가

튜브 외경 범위

6-168mm(1/4" ~ 6-5/8")

모든 크기

OD < 168mm인 튜브에는 궤도형이 선호됩니다. 대형 선박 및 비표준 형상을 위한 수동 TIG-

벽 두께

0.7-3.0mm(자생)

1.5mm 이상

얇은-벽으로 자생적으로 제한됩니다. 두꺼운 부분에는 필러 금속(ER308L 또는 ER316L)이 필요합니다.

텅스텐 전극

2.0-3.2mm; Ce-W 또는 Th-W; 뾰족한 (30도)

2.4-3.2mm

깨끗한 텅스텐이 중요합니다. 8~10회 용접마다 교체하십시오. 세로 방향으로만 갈기(원주 방향으로 갈지 않음)

호 길이

0.5-1.5mm(자동 제어)

1-3mm(수동 제어)

일관된 호 길이=일관된 관통; 궤도는 자동 제어를 제공합니다

회전 속도

3-12RPM(프로그램됨)

해당 없음(수동 회전)

프로그래밍된 회전=일관된 용접 프로필; 수동 회전으로 인해 가변성이 발생함

내부 퍼지 가스

100% Ar 또는 95% Ar + 5% H2(이전 가스)

100% 아르곤

퍼지 가스의 H2는 내부 산화(반짝이는 내부 표면)를 감소시킵니다. 5% H2는 얇은-벽 튜브에 안전하고 효과적입니다.

내부 용접 색상

은색부터 연한 짚까지(허용 가능) 파란색에서 검정색으로(거부)

실버에서 라이트 스트로까지

검정색 또는 회색 내부 용접=산화=식품 접촉이 허용되지 않음. 재-산세척 또는 용접 제거 필요

용접 ID 거칠기

Ra < 0.8um(ASME BPE에 따른 SF1); Ra < 0.4um(제약용 SF0)

Ra 0.8-1.5um 일반

궤도 자생은 Ra < 0.5 um을 달성합니다. 일반적으로 Ra 0.8-1.5um 필러가 포함된 수동 TIG - 내부 연마가 필요할 수 있음

표 9: 식품-등급 스테인레스강 - 글로벌 참조 매트릭스에 대한 표준 및 사양

기준

성명

적용 대상

식품 등급 적용을 위한 주요 요구사항-

우선 사항

ASTM A240/A240M

크롬 및 크롬{0}}니켈 스테인레스 강판, 시트 및 스트립의 표준 사양

식품기기 제작용 304L, 316L 시트/플레이트

화학(304L: Cr 18-20%, Ni 8-12%; 316L: Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%); 기계적 성질(UTS, YS, El); 표면 마무리; 평탄

필수적인

ASTM A312/A312M

이음매 없는 용접 오스테나이트계 스테인레스 스틸 파이프의 표준 사양

식품가공 배관용 304L, 316L 파이프

화학; 기계적 성질; 수압시험; 치수 공차; ID 표면 마감

배관 필수사항

ASME BPE-2024

생물공정 장비

제약 및 생명공학 식품 응용 분야를 위한 316L 튜브, 피팅 및 용기

UNS S31603 필수; SF0(Ra < 0.25um) 또는 SF1(Ra < 0.4um); 궤도 용접 요구 사항; SMD(Supplier Material Declaration)별 자재 추적성

제약/생명공학에 대한 필수사항

AS 1528.1-2021

식품 가공용 스테인레스 스틸 튜브 및 피팅

호주 식품 산업용 304L 및 316L 튜빙

AS 1528.1에 따른 화학; 내부 표면 마감(Ra < 0.8um); 용접 승인 기준; AS 1528.2에 따른 재료 인증

호주 프로젝트의 경우 필수

EN 10088-2:2023

스테인레스강 - 시트/플레이트 및 스트립에 대한 기술 인도 조건

EU 식품 장비용 304L(1.4307) 및 316L(1.4404)

화학; 기계적 성질; 표면 마감 지정(2B, 2R/BA, No. 4); 치수 공차

EU 프로젝트의 경우 필수

3-A SSI(3-A 위생 표준)

식품 장비에 대한 다양한 표준(예: 탱크용 3-A 01-08, 펌프용 3-A 02-09)

미국 및 해외의 식품 가공 장비

재질: AISI당 304L 또는 316L; 표면 마감 Ra < 0.8um; 90도 내부 모서리 없음(최소 반경 6mm) 제품 접촉 영역에 스레드가 없습니다. 완전히 배수 가능한 디자인

미국 유제품 및 식품 가공 장비에 대한 필수 사항

EHEDG 문서. 8

위생 장비 설계 기준

모든 식품가공 장비(글로벌 가이드라인)

재질: 오스테나이트계 스테인리스강(304L 또는 316L); 표면 Ra < 0.8um(금속); 죽은 다리가 없습니다. 완전히 배수 가능; CIP로 청소 가능; 제품 접촉면에 틈이 없음

권장 사항(글로벌 모범 사례)

FDA 21 CFR 177.2600

식품 접촉 물질 - 고무 및 플라스틱 제품; GRAS 하의 스테인레스 스틸

미국의 식품 접촉 표면

스테인레스 스틸은 GRAS입니다. 유해 물질을 방출해서는 안 됩니다. AISI/UNS별 구성; NSF/ANSI 51의 자발적인 준수

미국 시장에서는 필수

EU 1935/2004/EC

식품과 접촉하는 물질에 대한 기본 규정

EU의 모든 식품 접촉 물질

준수 선언이 필요합니다. 건강을 위협해서는 안 됩니다. 식품 구성이나 관능 특성을 변경해서는 안 됩니다.

EU 시장에서는 필수

GB 4806.9-2016

국가 식품 안전 표준 - 식품 접촉 금속 재료 및 제품

중국의 모든 식품 접촉 금속

Cr 방출 < 2.0 mg/kg; Ni 방출 < 1.0 mg/kg; Mn 방출 < 0.6 mg/kg; 배치당 규정 준수 인증서

중국 시장에서는 필수

표 10: 식품 가공 장비의 총 비용 비교 - 304L 대 316L

비용 요소

304L

316L

식품 안전 결정에 미치는 영향

재료비(시트, kg당)

US$2.80-3.50/kg (2026)

US$3.50-5.00/kg (2026)

316L은 kg당 20~40% 더 비쌉니다. Mo(US$40~60/kg) 이상 Ni 함량이 프리미엄을 주도합니다.

재료비(파이프 DN50, 미터당)

US$15-25/월

US$22-35/월

316L 파이프 프리미엄은 Mo 함유 합금의 파이프 제작 비용이 더 높기 때문에 40-50%-입니다.

용접 비용(용접 미터당)

ER308L 필러: US$8-12/m

ER316L 필러: US$10-15/m

316L 필러 금속은 25-40% 더 비쌉니다. 용접 인건비는 두 등급 모두 동일합니다.

산세 및 부동태화(m2당)

미화 5~8달러/m2

두 등급 모두 동일한 과정을 거칩니다. 비용은 재료에 따라 달라지지 않고 인건비와 화학물질에 따라 결정됩니다-

전해연마(m2당)

US$15-25/m2

두 등급 모두 동일한 과정을 거칩니다. 316L은 약간 더 긴 EP 시간이 필요할 수 있습니다(Mo는 용해 속도를 늦춤)

중성-pH, 저-Cl- 식품(유제품, 양조장)에서의 사용 수명

15~25세

20-30+년

둘 다 적절합니다. 304L은 비용 효율적인-선택입니다

염도가 높은{0}}식품(소금물, 간장, 해산물)의 수명

1~5년(피트 파손)

20-35+년

316L은 필수입니다. 304L 교체 비용으로 2~5년 내에 초기 20~40%의 자재 절감 효과가 사라집니다.

강산성 식품(식초, 감귤, 토마토)의 수명

3~8년(유니폼+Ni 방출)

15-30+년

EU Ni 마이그레이션 규정을 준수하려면 316L이 필요합니다. 304L은 산성 식품에 대한 EU 2023/915를 위반할 수 있습니다.

식품 오염 위험

보통(염분/산성 환경에서의 피팅은 금속 이온을 방출함)

매우 낮음

316L은 오염 위험을 줄입니다. 단일 제품 리콜 비용은 제품 및 시장에 따라 미화 10,000~1,000달러000+입니다.

규제 비준수 위험-

EU에서는 산성 식품에 대해 높음(Ni SML 초과); 중국에서는 염도가 높은-음식이 HIGH

모든 주요 시장에서 낮음

316L은 모든 규제 프레임워크 전반에 걸쳐 규정 준수를 보장합니다. 304L에는 -케이스별-마이그레이션 테스트가 필요할 수 있습니다.

총 수명주기 비용(25년, 중성-pH 식품)

최저(304L이 최적)

20-40% 더 높음(304L에 비해 이점 없음)

304L은 중성-pH, 저염화물-식품 응용 분야에 적합한 경제적 선택입니다.

총 수명주기 비용(25년, 염분/산성 식품)

매우 높음(다중 교체 + 오염 위험)

최저(단일 설치, 교체 없음)

316L은 소금/산성 식품 응용 분야에 적합한 경제적 선택입니다. 304L 수명주기 비용이 5~10배 더 높습니다.

Q: 304 스테인리스강은 식품-등급인가요?

A: 예, 304와 304L은 식품-등급입니다. 가장 널리 사용되는 식품{4}}등급 스테인리스 강 등급으로 전체 식품 가공 장비의 약 70-80%를 차지합니다.{6}}L(UNS S30403, C < 0.03%)은 용접 식품 장비의 경우 304(UNS S30400, C < 0.08%)보다 선호됩니다. 탄소 함량이 낮기 때문에 용접 HAZ의 민감화를 방지할 수 있기 때문입니다. 둘 다 FDA 21 CFR 177.2600에 따른 GRAS이며 중성-pH, 저염화물 식품 접촉에 대한 EU 1935/2004를 준수합니다. 그러나 304L은 염도가 높거나{22}}강산성인 식품 가공에는 적합하지 않습니다. 이러한 용도에는 316L을 사용하십시오.

Q: 식품용으로는 304보다 316 스테인리스가 더 좋나요?

A: 음식에 따라 다릅니다. 중성-pH, 저염화물 식품(유제품, 양조장, 빵집)의 경우 316L은 304L에 비해 의미 있는 이점을 제공하지 않으며 비용은 20-40% 더 높습니다. 염-함유, 산성 또는 고온 식품 공정(염수, 간장, 해산물, 감귤류, 식초)의 경우 316L이 훨씬 더 좋습니다. 2~3% 몰리브덴이 304L이 부족한 구멍 및 틈새 부식 저항성을 제공하기 때문입니다. 올바른 질문은 "어느 것이 더 나은가"가 아니라 "이 특정 식품 가공에 적합한 것"입니다.

Q: 304L과 316L에서 "L"은 무엇을 의미합니까?

A: "L"은 "저탄소"를 의미합니다. 304L의 최대 탄소 함량은 표준의 경우 0.08%에 비해 0.030%입니다. 304. 316L의 최대 탄소 함량은 표준 316의 경우 0.08%에 비해 최대 0.030%입니다. 저탄소는 용접(600-850C) 중 결정립 경계에서 크롬 탄화물(Cr23C6)의 침전을 방지합니다. - 크롬이 탄화물에 묶여 있으면 보호용 Cr2O3 부동태 피막을 형성할 수 없어 입계 부식에 취약한 좁은 크롬 고갈 영역("감응된" HAZ)이 생성됩니다. 모든 용접 식품 장비에는 항상 "L" 등급을 지정하십시오.

Q: 식품 장비에 304L 대신 201 스테인레스 스틸을 사용할 수 있습니까?

A: 권장되지 않음. 201(UNS S20100)은 304에 대한 저렴한 대안으로 개발된 저-니켈 오스테나이트 등급(Ni 1-5.5%, Mn 5.5-7.5%, Cr 16-18%)입니다. 이는 304에 대한 저렴한-대안으로 개발되었습니다. 201은 기술적으로 FDA에 따른 GRAS이지만 부식 수준이 상당히 낮습니다. 저항성(PREN ~16-18 대 304L의 경우 18-22) 및 더 낮은 공식 저항. 201은 또한 망간 함량이 높아서 Ni 등가가 증가하지만 합금이 응력 유발 마르텐사이트 변태에 취약해집니다(형성 시 자성이 됨). 식품 등급 응용 분야의 경우 201은 권장되지 않습니다. kg당 10-20%의 비용 절감은 내식성 감소와 제품 오염 가능성으로 인해 정당화되지 않습니다.

질문: 식품-등급 스테인리스강에는 어떤 표면 마감이 필요합니까?

A: 식품 접촉을 위한 최소 표면 마감은 Ra 0.8um(EHEDG 및 3-A SSI 기준)입니다. 이는 No. 4(기계적으로 연마됨) 또는 2B(밀 어닐링 및 산세 처리) 마감에 해당합니다. 유제품 장비, 제약 및 생명공학 응용 분야의 경우 Ra 0.4um 이상이 필요합니다(BA 또는 전해연마 마감). 항상 구매 주문서에 Ra 값을 명시하십시오. "광택" 또는 "브러싱"만으로는 사양이 아닙니다.

Q: 스테인레스 스틸은 화학 물질을 식품에 침출합니까?

A: 스테인리스강은 가장 불활성인 식품 접촉 재료 중 하나입니다. 중성-pH 수성 식품의 경우 스테인리스강에서 금속 이온(Fe, Cr, Ni)이 방출되는 것은 무시할 수 있습니다(<0.01 mg/kg). In acidic foods (pH <4.0), small amounts of nickel may be released: 304L can release 0.15-0.45 mg/kg Ni in strongly acidic foods (exceeding the EU SML of 0.14 mg/kg), while 316L releases 0.04-0.18 mg/kg (generally within the SML). The Cr released is Cr(III), which is an essential nutrient, not Cr(VI). Stainless steel does not release any organic chemicals, plasticisers, or BPA - a significant advantage over plastic food contact materials.

Q: 스테인레스 스틸의 식품 안전 규정 준수 여부를 어떻게 테스트합니까?

A: 두 가지 기본 테스트는 다음과 같습니다. (1) 구성 확인 - 휴대용 XRF(pXRF)를 사용하여 Cr, Ni, Mo 함량을 측정하여 등급(304L 대 316L)을 확인합니다. 판독당 10-30초가 소요됩니다. (2) EN 13887(EU) 또는 GB 31604.1(중국)에 따라 4% 아세트산을 침출제로 사용하여 40C에서 24시간(장기{17}}) 또는 95C(뜨거운-충진)에서 0.5시간 동안 마이그레이션 테스트-. Ni, Cr, Mn, Fe 및 Mo 농도에 대해 ICP-MS 또는 AAS로 모의액을 분석합니다. 규제 SML과 결과를 비교합니다. 일상적인 식품 안전 감사의 경우 구성 검증(XRF)으로 충분합니다. 마이그레이션 테스트는 새로운 장비 인증 또는 규제 제출에만 필요합니다.

Q: 316L이 제약 식품 응용 분야에 필수이지만 모든 식품에 적용되는 것은 아닌 이유는 무엇입니까?

A: ASME BPE-2024에서는 제약 및 생명 공학 응용 분야에서 가능한 최고의 내식성과 세척성이 요구되기 때문에 모든 생물 공정 장비 공정 접촉 표면에 대해 316L(UNS S31603)을 요구합니다. 그 근거는 다음과 같습니다. (1) 제약 공정에서는 종종 공격적인 세척 화학 물질(NaOH 1-2%, HNO3 0.5-1%, 증기 120-140C)을 사용합니다. (2) 제품 오염은 본질적으로 0이어야 합니다. 금속 이온 방출로 인해 의약품이 변경될 수 있습니다. (3) 316L은 304L이 제공하지 않는 안전 마진을 제공합니다. 일반 식품 가공(유제품, 양조장, 빵집)의 경우 304L은 저렴한 비용으로 적절한 성능을 제공하며 규제 프레임워크(FDA, EU 1935/2004)에서는 식품 접촉에 대해 304L을 허용합니다.