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O aço inoxidável é amplamente utilizado na indústria de alimentos e bebidas devido à sua resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão e propriedades higiênicas. Em comparação com outras áreas, como produção de petróleo e gás, os recipientes e tubulações de fabricação de cerveja são limpos regularmente usando CIP (limpeza local). Para obter os melhores resultados de limpeza, é fundamental um bom tratamento superficial de recipientes e tubulações. Desde a década de 1960, os processos industriais de fabricação de cerveja usados para fabricar recipientes e tanques têm usado frequentemente aço inoxidável AISI 304, ou AISI316e aço inoxidável duplex 2205. A resistência à corrosão de 2205 o aço inoxidável é comparável ao do AISI304 enquanto a resistência é maior e não é fácil produzir rachaduras de cloreto quando a temperatura é superior a 60 ℃. Purê de malte, mosto e cerveja não corroem o aço inoxidável, mesmo em ponto de ebulição. No entanto, o aço inoxidável trabalhado a frio é propenso a rachaduras por cloreto quando usado acima de 60°C. Em geral, a solução de infusão também não corrói o aço inoxidável AISI 304. Somente na fabricação de cerveja com água macia, o aço inoxidável AISI 316 pode ser escolhido devido ao alto teor de cloretos.

A fissuração por cloreto pode ocorrer em tubos e vasos de paredes finas devido à sua suscetibilidade à tensão de tração. Se o vaso vazar, geralmente é devido à qualidade de soldagem abaixo do padrão ou à alta carga de fadiga. CIP (limpeza de campo) não corrói o aço inoxidável, mas sob condições extremas pode causar rachaduras por cloreto em aço inoxidável com alto grau de formação a frio. Os mecanismos de falha por corrosão por fadiga e corrosão sob tensão são semelhantes. Um exemplo de corrosão por fadiga em um tanque de sacarificação é a abertura de um silo de grãos. Após a mosturação e aquecimento, os grãos são separados do mosto e descarregados pela abertura do celeiro. O impacto e a alta carga do grão descarregado produzem fissuras de corrosão por fadiga ao longo da borda da solda na área diretamente oposta à entrada do armazém. O vazamento em alguns locais é devido à má qualidade. O recipiente do mosto pode rachar de fora para dentro devido a rachaduras por cloreto e fadiga térmica. Se houver uma alta tensão interna de soldagem durante a soldagem de tubo espiral aquecido a vapor, poderão ocorrer rachaduras em toda a parede do recipiente de aço inoxidável.

Sensibilidade do aço inoxidável

AISI 304 ou 316 aço inoxidável tem um teor de carbono <0,08% e pode ser sensibilizado se exposto a 500 ~ 800 ℃ por um determinado período de tempo, o que pode ocorrer durante a soldagem. Portanto, a soldagem causa sensibilização da “zona afetada pelo calor” ao longo da solda.

A sensibilização levará à formação de carboneto de cromo nos limites dos grãos, resultando em cromo pobre nos limites dos grãos, fácil de causar corrosão intergranular do aço inoxidável no caso de parede espessa do tubo (BBB 0 2 ~ 3mm). Para evitar esta situação, escolha frequentemente “aço soldável”: como aço grau L, como 304L, 316L, cujo teor de carbono é inferior a 0,03%; Aço estabilizado com titânio: 321.316 Ti.

Tratamento da superfície

Para a resistência à corrosão do aço inoxidável, a qualidade da solda e a zona afetada pelo calor, a rugosidade da superfície e a condição da camada protetora de óxido são importantes. A condição da superfície do aço inoxidável é particularmente importante para a indústria de alimentos e bebidas e para a indústria farmacêutica. Os problemas de corrosão nas cervejarias são frequentemente causados por condições de superfície irregulares. Durante a fabricação (soldagem, tratamento térmico, retificação, etc.), a camada de óxido de cromo passivado é danificada, reduzindo assim a resistência à corrosão. Gás de proteção insuficiente usado na soldagem de aço inoxidável levará à formação de uma cor de revenimento a quente. Essas cores porosas de têmpera térmica são compostas por vários óxidos que tendem a absorver íons como os íons cloreto, reduzindo a resistência à corrosão e deixando de proteger o metal base.

Se as térmicas ou outros tipos de contaminantes forem inaceitáveis, algum tipo de acabamento metálico deverá ser usado para resolvê-los. A decapagem ou passivação pode remover a antiga camada de óxido, aquecer a cor e outros contaminantes, permitindo assim que o filme de óxido de cromo passivado se recupere completamente. O processo de decapagem mais comum é imergir tubos de aço inoxidável em uma solução ácida mista de ácido nítrico e ácido fluorídrico, o que também pode ser realizado por spray ou sistema de enxágue de tubulação. Embora a superfície do aço inoxidável esteja ativa após a decapagem, um filme de passivação pode ser formado em 24 horas devido à reação do cromo com o oxigênio do ar, mas em alguns casos, a passivação é quimicamente facilitada pelo uso de ácido nítrico.

Soldagem

Soldas e zonas afetadas pelo calor são frequentemente a causa da corrosão. Para cervejarias e outras indústrias alimentícias, defeitos nas soldas, como falta de penetração, são de suma importância, causando problemas de higiene e esterilização. Engenheiros e compradores frequentemente identificam condições de soldagem inadequadas e procedimentos de soldagem que não podem ser executados corretamente. O resultado são soldas de baixa qualidade e condições superficiais na construção que deve ser concluída.

O reaquecimento térmico é causado pela absorção da luz por uma camada de óxido transparente, devido às diferentes espessuras da camada de óxido. Como as cores têm coeficientes de refração diferentes, a camada de óxido de aparência azul só pode refletir a luz azul e absorver outra luz. Camadas de óxido mais espessas têm mais furos do que camadas finas de óxido totalmente transparentes; portanto, camadas de óxido mais espessas reduzirão a resistência à corrosão e a não adesão do aço inoxidável. Para a maioria dos padrões, uma cor palha clara de calor é aceitável; Todas as outras cores de retorno térmico, como vermelho e azul, são inaceitáveis. A indústria farmacêutica não permite a têmpera a quente.

A geometria da soldadura deve ser tão regular quanto possível. Soldas qualificadas não danificarão a superfície metálica do substrato. A corrosão geralmente começa dentro de um pequeno orifício no início/fim de uma solda.

Teoricamente, não há pequenos furos, folgas ou outras saliências no início/fim. Uma boa penetração da solda é muito importante. A tubulação deve ser bem simétrica e a largura da solda deve ser fixa.

Rigidez da superfície

A rugosidade da superfície afeta as propriedades de higiene e corrosão do aço inoxidável. A resistência à corrosão da superfície eletropolida é a melhor, seguida pela superfície polida mecanicamente. Em geral, a indústria cervejeira e a indústria alimentar não obrigam à utilização de superfícies eletropolidas, porém tais superfícies, conseguindo assim excelentes condições sanitárias e de fácil limpeza. A maioria dos tubos são recozidos durante a fabricação. Como o processo de recozimento brilhante melhora muito a qualidade, a decapagem dentro de tais tubos muitas vezes não é realizada, a menos que a superfície do material tenha uma forte cor de calor ou esteja contaminada com ferro. A chapa de aço inoxidável geralmente tem superfície 2B e tem bom desempenho superficial. Nas cervejarias, os tubos de aço inoxidável soldados retos e de paredes finas são mais comumente usados, com acabamentos 2B e às vezes outro acabamento (pincel ou polimento) no exterior. Tubos extrudados de aço inoxidável não são comumente usados em cervejarias; eles são usados para fins de alta pressão.

Os aços inoxidáveis austeníticos são os aços inoxidáveis mais utilizados, representando cerca de 75% do consumo total de aço inoxidável. O rápido desenvolvimento da indústria química e da indústria petroquímica apresentou requisitos mais elevados para a resistência à corrosão e resistência do aço inoxidável. Por exemplo, o aço inoxidável de grau duplo 304/304L significa que tem menor teor de carbono, que é inferior a 0,03%, atendendo aos graus 304L, enquanto seu rendimento e resistência à tração são superiores ao limite inferior do aço inoxidável 304, o aço inoxidável pode ser definido como 304/304L aço inoxidável de grau duplo, ou seja, sua composição química atende à do 304L e propriedades mecânicas para atender aos requisitos do aço inoxidável 304. Da mesma forma, uma chapa de aço inoxidável pode ter certificação dupla 304/304H porque tem conteúdo de carbono suficiente para atender ao requisito 304H (mínimo 0,040%) e também atende aos requisitos de tamanho de grão e resistência 304H, existem 316/316L e outras classes duplas de aço inoxidável.

O mais importante é a diferença no carbono e na resistência resultante. O carbono é um elemento estabilizador austenítico eficaz e pode ser considerado uma impureza ou um elemento de liga que melhora a resistência do aço inoxidável, especialmente em altas temperaturas. O teor de carbono na maioria dos aços inoxidáveis austeníticos está abaixo de 0,02% ~ 0,04%. Para ter boa resistência à corrosão após a soldagem, o teor de carbono do aço inoxidável de baixo carbono é controlado abaixo de 0,030%. A fim de melhorar a resistência a altas temperaturas, o teor de alto carbono ou carbono de grau “H” é mantido em 0,04% ou um pouco mais alto.

Os átomos de carbono menores na estrutura cúbica de face centrada estão nas lacunas da rede entre os átomos maiores de Cr, Ni e Mo, que limitam o movimento de discordância, dificultam a deformação da ductilidade e fortalecem o aço inoxidável. Sob a condição de aumento de temperatura, como no processo de soldagem, o carbono tem uma forte tendência a precipitar o cromo na matriz de aço inoxidável com carboneto rico em cromo, e a segunda fase tende a precipitar no limite do grão em vez do centro do grão, então o carboneto de cromo é fácil de formar no limite do grão.

O cromo é um elemento necessário para aumentar a resistência à corrosão do aço inoxidável, mas o carboneto de cromo é removido da matriz do aço inoxidável, portanto a resistência à corrosão aqui é pior do que no resto da matriz do aço inoxidável. Aumentar o teor de carbono pode estender a faixa de temperatura, de modo que o tempo de sensibilização ou perda de resistência à corrosão seja encurtado, reduzir o teor de carbono pode atrasar ou evitar completamente a formação de carboneto na soldagem. Classes de baixo carbono, como 304L e 316L, com teor de carbono inferior a 0,030%, a maioria das classes de austenita de liga mais alta, como o teor de carbono do aço inoxidável 6%Mo, é inferior a 0,020%. Para compensar a diminuição da resistência devido à diminuição do teor de carbono, às vezes é adicionado outro elemento intersticial, nitrogênio, para fortalecer o aço inoxidável.

O aço inoxidável de grau duplo tem a alta resistência do aço inoxidável convencional e a resistência à corrosão do aço inoxidável com ultrabaixo carbono. Ele pode resolver o problema do fraco desempenho das juntas de soldagem da maioria dos aços inoxidáveis austeníticos, tem sido amplamente utilizado em equipamentos de estações de recebimento de GNL de baixa temperatura e tubulações de grande diâmetro. O preço do aço inoxidável de dupla qualidade é basicamente o mesmo do aço inoxidável de ultrabaixo carbono. Agora, várias siderúrgicas chinesas podem fornecer as qualidades para o mercado maduro, qualquer interessado, entre em contato conosco.