[发明专利]原位检测金属食品包装罐内壁腐蚀的方法

说明书

本发明公开了原位检测金属食品包装罐内壁腐蚀的方法，利用本方法可对金属食品包装罐内壁腐蚀过程进行原位的在线检测，使用操作简捷，测量数据稳定准确，适用于各种尺寸规格的金属食品包装罐。

本发明申请是母案申请“一种用于评价金属食品包装罐内壁腐蚀的原位检测装置与方法”的分案申请，母案申请的申请日为2016年7月22日，母案申请的申请号为2016105987305。

技术领域

本发明涉及原位腐蚀检测技术，尤其涉及原位检测金属食品包装罐内壁腐蚀的方法。

背景技术

金属包装材料，主要分为钢材和铝材两大类；而每一类又包含若干品种，各有自己的适用范围。相对于其他金属包装材料，钢材具备一定的优势。钢材来源丰富，能耗和成本较低，至今仍占金属包装材料的首位。包装用钢材主要是低碳薄钢板，因其具有良好的塑性和延展性，制桶制罐工艺性好，有优良的综合防护性能，但冲拨性能没有铝材好。钢制包装材料最大的缺点是耐蚀性差，易锈，必须对低碳薄钢板进行镀锌、镀锡、镀铬及涂覆适宜的涂料等处理才能使用。

金属包装食品罐因其保质期长而被广泛使用，但腐蚀问题也逐年增加，如罐体会因强腐蚀性的内容物(特别是酸性内容物)而发生腐蚀，腐蚀产物积累到一定浓度就会影响食品的风味和口感，降低食品的质量，腐蚀严重的情况还会导致金属食品罐货架寿命缩短。从宏观上看，金属包装容器的腐蚀常表现为罐内食物(饮料)的变色、变味、变质或罐体内面发黑(黑色硫化斑)、罐体膨胀(胀听)及罐体穿孔、泄露等。从卫生角度看，腐蚀后包装食品或饮料中锡、铁、铝、铜含量明显升高，因为长期大量地饮用或食用此类高锡或高铝含量的食品，可发生肠胃、心脏、造血方面的疾病和老年痴呆症等。因此，金属包装材料的腐蚀问题不容小视。

镀锡板大量应用于食品制罐，因此国内外对于镀锡板的宏观腐蚀、电化学腐蚀、锡铁合金和钢基的腐蚀、氢对罐壁的腐蚀、内容物对罐体的穿孔腐蚀，以及钢种成分、锡铁合金成分、浇铸工艺、退火工艺，以及内容物pH值对于腐蚀的影响进行了一系列的研究(裘大茂，国内外镀锡板现状及发展，钢铁研究，1994,(2):58-61)，并探究如何在工业生产上来防止这些腐蚀，从而得到高耐蚀性的镀锡板。赵宇晖等进行了镀锡板腐蚀的电化学研究，通过恒电量阳极溶解、极化曲线、电化学阻抗谱等方法的测试，得到了镀锡板钝化后耐蚀性明显提升的结论([1]赵宇晖，宋莉华，刘志浩，王海杰，王佳，金属饮料罐用镀锡板腐蚀性为的电化学研究，全面腐蚀控制，2012,26(7):34-38；[2]赵宇晖，江超，宋莉华，刘志浩，王海杰，王佳，金属饮料罐腐蚀行为及其作用机理研究，腐蚀科学与防护技术，2012,24(3):223-227)。车瑶、夏大海等分别探究了(涂层)镀锡板在有氧/无氧环境下、不同内容物情况下的腐蚀过程和机理([1]Che Yao,Han Zhewen,Luo Bing,Xia Dahai,Shi Jiangbo,Gao Zhiming,Wang Jihui,Corrosion mechanism differences of tinplate in aerated and deaerated citric acid solution,Int.J.Electrochem.Sci.,2012,7:9997-10007；[2]Xia Dahai,Song Shizhe,Wang Jihui,Bi Huichao,Jiang Yuxuan,Han Zhewen,Corrosion behavior of tinplate in NaCl solution,Trans.Nonferrous Met.Soc.China,2012(22):717-724)。除了前文介绍的一些评价腐蚀的方法外，还有学者采用其他技术，如线性扫描伏安法(Linear sweep voltammetry,LSV)，快速获得镀锡罐中金属溶解溢出到内容物中的信息(Toniolo.R,Pizzariello.A,Tubaro.F,Susmel.S,Dossi.N,Bontempelli.G,A voltammetric approach to an estimate of metal release from tinplate promoted by ligands present in canned vegetables,Journal of Applied Electrochemistry,2009,39:979-988)。