不锈钢餐具如何抗“毒”

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在食品接触材料中，不锈钢餐具及制品占据了很大比重。随着欧美国家或地区对食品接触材料安全性能要求的日益严格，与食品接触不锈钢餐具（如不锈钢盘、碗、筷、刀、叉等）须通过相关的有毒有害元素迁移量检测，只有低于标准限量的产品方可进入欧美市场。
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与食品接触不锈钢多采用乙酸浸泡试验检测有毒有害元素迁移量，其实质是考察在试验条件下不锈钢表面的耐腐蚀性。不锈钢在乙酸溶液中受到腐蚀，表面基体元素溶进溶液，不锈钢耐腐蚀性能越低，所测到的元素迁移量就越高。不锈钢的腐蚀种类主要有以下四种形式：

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不锈钢的点蚀
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点蚀又被称为坑蚀和小孔腐蚀。不锈钢点蚀在特定的腐蚀介质中发生，通常发生在含有卤素阴离子的溶液中，其中以氯化物、溴化物腐蚀性最强，是不锈钢常见的局部腐蚀之一。点蚀经常发生在不锈钢表面的钝化膜上，而不锈钢的耐蚀性主要取决于保护性的钝化膜。虽然点蚀范围较小，但其腐蚀速率很快，严重时可造成设备穿孔。点蚀产生的原因是：由于钢中存在缺陷、杂质和溶质等的不均匀性，当介质中含有某些活性阴离子（如Cl-）时，其会被吸附在金属表面某些点上，从而使不锈钢表面钝化膜发生破坏。产生点蚀有两个重要条件，即金属在介质中必须达到某一临界电位，以及侵蚀性的卤化物阴离子达到某一浓度。
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* A( B. b. Q/ p5 ~2 x1 O不锈钢的缝隙腐蚀
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8 o' |6 o5 x' F2 K3 L' k缝隙腐蚀发生在有电解液存在的金属间，以及金属与非金属间构成的狭窄缝隙内（如不锈钢设备中法兰的连接处，垫圈、衬板、金属相互缠绕的重叠处），其破坏形态为沟缝状，严重时可穿透。缝隙腐蚀产生的原因是：在电解液和结构缝隙存在的条件下，缝隙内有关物质的移动受到了阻滞，形成了浓差电池，从而产生了局部腐蚀；由于电解质中O2的扩散，在汽—液交界面上形成三相界面而产生强烈的水线腐蚀，以及形成活化—钝化电池的闭塞电池。
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不锈钢的应力腐蚀
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在特定的腐蚀性介质和拉应力（外力或焊接、冷加工等产生的残余应力）的同时作用下，不锈钢会出现低于强度极限的脆性开裂现象，称为应力腐蚀。这种腐蚀发生的时间短，破坏性极大。由于腐蚀性介质的作用，不锈钢的腐蚀敏感部位形成微小坑陷，而后在残余应力的作用下产生微观裂纹，且裂纹扩展很快，最终腐蚀开裂。应力腐蚀产生的原因是：应力腐蚀发生的初期与点蚀和缝隙腐蚀相同，都是在一个对流不通畅的闭塞微区内进行，也被称为闭塞电池腐蚀。
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0 M0 J7 [/ F% ]! O不锈钢的晶间腐蚀

  Z; D* S: N) q, Q" w3 S晶间腐蚀是金属材料在特定的腐蚀介质中及高温环境下，由于晶界合金元素铬的贫化，沿着材料的晶粒间界受到腐蚀，使晶粒之间丧失结合力的一种局部腐蚀破坏现象。以奥氏体不锈钢为例，在焊接时，焊缝两侧2～3mm处可被加热到400℃～910℃，这就是所谓的晶间腐蚀敏化区，铬和钼相析出而出现贫化。产生晶间腐蚀的原因很多，一般认为是由于晶界合金元素的贫化。不锈钢中含有一定量的铬和钼等可钝化元素，使其具有耐腐蚀性。如果在晶界有富铬和富钼相析出，这些相的主要成分为M23C6、M7C3（M代表铬、钼、铁），析出相中铬含量高达95%，则沿晶界就产生一个贫铬和贫钼区。当贫化区的铬和钼含量降至钝化所需的极限含量（如铬含量在11%）以下时，在适合的腐蚀溶液中就形成碳化铬（阴极）—贫铬区（阳极）电池，使晶界贫铬区产生腐蚀。

由于焊缝是目前不锈钢餐具有毒有害元素迁移量超标的主要原因之一，所以尽量不用或少用焊接是降低有毒有害元素迁移量最有效的办法。对于钎焊，尽量避免使用这种焊接工艺，因为钎焊料属低熔点合金，其抗腐蚀性能低下；如一定用，则不能使用含有如Cd、Pb等标准限量的有毒有害元素，同时注意在保证焊接强度的前提下，尽量减少焊料的使用及与食物接触的面积，如能在外表焊接就避免在内表面焊接。对于亚弧焊，选择合适的超低碳焊接材料，保证焊缝金属为超低碳的不锈钢；尽量选用含有稳定化元素Nb或Ti的低碳焊接材料；在焊接工艺上，采用较小的焊接热输入，加快冷却速度，有助于减轻热影响区晶间腐蚀的程度。
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. U: ?$ M) p. q文 / 蒋小良  侯锐
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/ Y  P" D$ C% M9 C7 ~& T7 g（作者单位：江门海关技术中心）



文章来源于《中国海关》杂志2022年2月

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原文作者：中国海关杂志