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O AÇO INOXIDÁVEL COMO GARANTIA DA SEGURANÇA ALIMENTAR DOS
PRODUTOS MINIMAMENTE PROCESSADOS
.
Congregar pessoas físicas e jurídicas que, no Brasil, se dediquem à pesquisa, fabricação, comercialização ou transformação do aço
inoxidável e seus insumos, para promover e divulgar a correta utilização do aço inoxidável
bem como novas aplicações, visando incrementar o seu consumo.
MERCADO BRASILEIRO DE INOXMERCADO BRASILEIRO DE INOX
AlimentosArquitetura Saúde
TransporteLinha Branca
Petroquímica
Açúcar e Álcool
Bens de Capital Cutelaria
EducaçãoTreinamento
SegmentaçãoAnálise
DiagnósticoPublicaçõesPromoção
NormalizaçãoLegislaçãoTributação
AssessoriaConsultoria
Programas
O Aço Inoxidável
COMBATE À CORROSÃO:
- Revestimento de superfícies (pintura / metalização)
- Desenvolvimento de ligas Aços Inoxidáveis
Oxidação das ligas Fe-Cr em atmosferas rurais em 52 meses.
Referência: José Antonio Nunes de Carvalho. Aços Inox - Características e propriedades de uso. Seminário Inox 2000. ACESITA
52 meses
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Cromo, % (nas ligas Fe-Cr)
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
Aum
ento
de
peso
(g/p
oleg
ada2 )
O que é o Aço Inoxidável?Aço Inoxidável é uma liga ferro-carbono (aço) com pelo menos 10,5% de cromo. Este teor de cromo propicia a formação de um filme passivo
de proteção na superfície do aço inoxidável.
Aço-carbono Aço inoxidável
ProteProteçção contra a corrosãoão contra a corrosãoPinturaPinturaFilme passivoFilme passivo
CAMADA PASSIVA
-Formação rápida
-Estável – não se desprende
-Está em toda a superfície
-Não é porosa
-É invisível
Cuidar bem do aço inoxidável significa cuidar bem da sua Camada Passiva
CROMO (do INOX) + OXIGÊNIO (do ar) = CAMADA PASSIVA
Aço Inoxidável
Fe CrFe Cr
Fe Cr Fe Cr
O2
O2
O2O2
A base da qualidade higiênica do aço inoxidável
O2
Auto-regeneração do aço inoxidável
OUTROS ELEMENTOS DE LIGA
Além do cromo, os elementos de liga níquel, molibdênio, titânio, nióbio e outros, podem ser adicionados ao aço inoxidável a fim de produzir propriedades diferentes. Os aços inoxidáveis podem ser divididos em cinco categorias principais, a saber:
Efeito dos principais elementos de liga
• CromoMelhora a resistência à corrosão
• MolibdênioMelhora a resistência à corrosão causada
por cloretos e pela poluição
• NíquelMelhora a ductilidade, a dureza e a
soldabilidade
TIPOS
• Martensíticos• Ferríticos• Austeníticos• Duplex’s• Endurecíveis por precipitação
Aços Inoxidáveis Martensíticos
• Os aços inoxidáveis martensíticos foram os primeiros a serem desenvolvidos comercialmente (cutelaria) e possuem teores de carbono entre 0,1% e 1,2% e de cromo entre 12% e 18%.
AÇOS INOXIDÁVEIS MARTENSÍTICOS
AAÇÇOS INOXIDOS INOXIDÁÁVEIS VEIS MARTENSMARTENSÍÍTICOSTICOS
Tipo padrão:
420C ≥ 0,15Cr 12 /14
Tipo padrão:
420C ≥ 0,15Cr 12 /14
Outros tipos:
410440 A, B e CDIN 1.4110
Outros tipos:
410440 A, B e CDIN 1.4110
Aços Inoxidáveis Ferríticos
• Esta família de aços inoxidáveis contêm basicamente cromo como elemento de liga com teores variando entre 12% e 18%. Menos dúcteis que os austeníticos, não são endurecíveis por tratamento térmico.
AÇOS INOXIDÁVEIS FERRÍTICOSAAÇÇOS INOXIDOS INOXIDÁÁVEIS FERRVEIS FERRÍÍTICOSTICOS
Tipo padrão:
430C ≤ 0,12%Cr 16 /18%
Tipo padrão:
430C ≤ 0,12%Cr 16 /18%
Outros tipos:
409 439434 436444DIN 1.4509
Outros tipos:
409 439434 436444DIN 1.4509
Aços Inoxidáveis Austeníticos
• Adição de níquel em quantidade suficiente para mudar a estrutura cristalina (“ferrita” para “austenita”). Composição básica: 18% Cr e 8% Ni(tipo 304).
AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOSAAÇÇOS INOXIDOS INOXIDÁÁVEIS AUSTENVEIS AUSTENÍÍTICOSTICOS
Tipo padrão:304
C ≤ 0,08%Cr 18 /20%Ni 8/10,5%
Tipo padrão:304
C ≤ 0,08%Cr 18 /20%Ni 8/10,5%
Outros tipos:
301 316304-L 316-L317 317-L321 347
Outros tipos:
301 316304-L 316-L317 317-L321 347
Aços Inoxidáveis Duplex’s
• Estes aços têm elevados teores de cromo (entre 18 e 28%) e teores limitados de níquel (entre 4,5 e 8%). Os teores de níquel são insuficientes para gerar uma estrutura totalmente austeníticae a combinação resultante de estrutura ferríticae austenítica é chamada “duplex”. A maioria dos duplex’s contém molibdênio na faixa de 2,5 a 4%.
• Principais tipos – “2205” e “2304”
Aços Inoxidáveis Endurecíveis por Precipitação
• Estes aços foram formulados para serem fornecidos na condição de solubilizados (na qual são usináveis), podendo ser endurecidos, após a fabricação, por um processo simples de envelhecimento em baixa temperatura.
• Principal tipo – “630”
O AÇO INOXIDÁVEL NA INDÚSTRIA DE ALIMENTOS
Material higiênico
Resistência à corrosão
Ausência de qualquer revestimento protetor
Superfície compacta que nãoapresenta porosidade
Baixa retenção bacteriológica
Facilidade de remoção bacteriológica emprocedimentos de limpeza e sanitização
Aço InoxidávelResistência à corrosão
Ausência de qualquer revestimento protetor
Superfície compacta que nãoapresenta porosidade
Facilidade de remoção bacteriológica emprocedimentos de limpeza e sanitização
Baixa retenção bacteriológica
Principais Atributos do Aço InoxidávelAlta durabilidadeAlta resistência à corrosãoResistência a temperaturas extremadas
Não contamina os alimentos via bactérias ou “pick-up”
Visual marcante e moderno
Facilidade de conformação e união
Acabamentos superficiais variados – lixados, polidos, decorados
Porque aço inoxidável?
MATERIAIS APLICAÇÕES RAZÃO
Aços inoxidáveis austeníticos
(ABNT 304 e 316)
Tanques de armazenamento, tubulações, válvulas, bombas, trocadores de calor, filtros e uso geral
Resistência à corrosão
Aços inoxidáveis ferríticos
(ABNT 430)
Guarnições, painéis exteriores não em contato com alimentos, componentes estruturais, tanques (por exemplo: tanques para azeite de oliva)
Resistência à corrosão e custos inferiores
Aços inoxidáveis martensíticos
(ABNT 410 e 420)
Componentes de corte (por exemplo: facas, lâminas de tesouras), componentes resistentes ao desgaste
Alto limite de resistência àtração e elevada dureza
superficial
Aços inoxidáveis endurecíveis por
preciptação(tipo 630)
Pistões, guias deslizantes, etc., componentes de corte, componentes resistentes ao desgaste
Elevada dureza superficial, alta resistência mecânica e
também muito boa resistência à corrosão
Aços inoxidáveis duplex’s
(tipos 2205 e 2304)
Trocadores de calor (por exemplo evaporadores para usinas de açúcar), vasos de pressão, reatores ou componentes de elevada resistência mecânica
Elevada resistência àcorrosão (particularmente resistência à corrosão sob tensão) e alta resistência
mecânica
PRINCIPAIS SETORES• Indústria da carne• Indústria do vinho• Indústria de laticínios• Indústria de bebidas• Águas Minerais• Indústria de massas alimentícias• Vegetais em conservas• Cozinhas industriais• Aplicações domésticas• Água potável
INDÚSTRIA DA CARNE
INDÚSTRIA DO VINHO
INDÚSTRIA DE LATICÍNIOS
INDÚSTRIA DE BEBIDAS
ÁGUAMINERAL
Tanques de armazenamen-to, tubulações
e conexões
Materiais: AISI 304 e AISI 316
INDÚSTRIA DE MASSAS ALIMENTÍCIAS
VEGETAIS EM CONSERVA
COZINHAS PROFISSIONAIS
APLICAÇÕES DOMÉSTICAS
PROBLEMAS QUE PODEM OCASIONAR A FORMAÇÃO DE BIOFILMES NOS
AÇOS INOXIDÁVEIS
1. Corrosão por pites causada pelo uso de produtos sanitizantes e/ou pela especificação errônea do tipo de INOX
2. Corrosão por frestas causada por falhas de projeto3. Arranhões e outros danos à superfície do aço inoxidável4. Procedimento de soldagem incorreto5. Tratamento inadequado das juntas soldadas6. Acabamento superficial rugoso
AS FORMAS DE CORROSÃO NOS AÇOS INOXIDÁVEIS
GALVÂNICA
EM FRESTAS
POR PITES
INTERGRANULAR
SOB TENSÃO
INOX 304 com acabamento jateadobruto exposto em ambiente salino.
Substâncias corrosivas na superfícieatravessam o filme passivo e causam
pites.
Corrosão por pites
Corrosão por pites em INOX 304(numa solução ácida com presença de cloretos).
Referência: Fontana & Greene. Corrosion Engineering. McGraw-Hill Book Company.
Relação entre temperatura e concentração de cloretos na corrosão por pites na água.
Referência: Sandvik Steel Corrosion Handbook. Stainless Steels.
0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0
100(210)
80(175)
60(140)
40(105)
20(68)
0(32)
T(oC/F)
Cl-(%)
Sem corrosãopor pites
Corrosãopor pites
AISI 304
AISI 316
1. Corrosão por pites causada pelo uso de produtos sanitizantes e/ou pela especificação errônea do tipo de INOX
- Os sanitizantes normalmente são produtos corrosivos ao INOX
- É importante que a escolha do sanitizante, bem como suas condições de aplicação (temperatura, tempo de ação, etc.) sejam determinadas em função do tipo de INOX e do seu acabamento superficial
- É essencial a realização da neutralização posteriormente àsanitização, observando-se o tempo de ação desta última
- INOX 304 não é resistente ao ataque do cloro ou de cloretos. Nestas circunstâncias o material sofre corrosão por pites
Corrosão em Frestas
Corrosão emfrestas quenão foramseladas paraprevenirinfiltração de água e sal
INOX 316 com polimentoespelhado
Locais propensos à Corrosão em Frestas
Se o projeto estiver exposto à umidade, evite oufeche as frestas para evitar a corrosão
Evite Use
Evite Use
Soldagem de tubos
Bom
Risco de corrosão(frestas)
2. Corrosão por frestas causada por falhas de projeto
- Não devem existir frestas nas partes do equipamento que entram em contato com o alimento
- São consideradas frestas qualquer encontro de duas superfícies
- Quando estas frestas existirem, estas devem ser “seladas” com um cordão de solda
3. Arranhões e outros danos à superfície do aço inoxidável
- Riscos são locais propícios à “ancoragem” de sujidades e micro-organismos
- Estes micro-organismos evoluem para a formação de colônias e, posteriormente, biofilmes
- Dentro desta ótica, qualquer dano superficial deve ser reparado
- Existem empresas especializadas em manutenção preventiva / corretiva do INOX
Remoção de manchas• Ferrugem
– Ácido nítrico, enxagüe com água
– Ácido fosfórico, enxagüe com água
– Ácido cítrico, enxagüe com água
– Abrasivo áspero e polimento• Manchas de óxido
– Ácido fosfórico e enxagüecom água
– Ácido oxálico e enxagüe com água
– Abrasivo suave
Métodos de limpeza a se evitar
• Produtos contendo cloretos• Produtos contendo ácidos• Escovas ou tecidos de aço-
carbono• Escovas ou tecidos
contaminados• Pós ou escovas abrasivas• Limpadores domésticos ou
limpadores de INOX semteste prévio
• Movimentos de limpezacontra o sentido do acabamento
4. Procedimento de soldagem incorreto
- Efeito da diluição
- Processos de soldagem
- Cuidados com a limpeza antes e após a soldagem
5. Tratamento inadequado das juntas soldadas
- A operação de soldagem ocasiona o desenvolvimento do “queimado de solda” (heat tint)
- Este queimado de solda prejudica o desempenho do INOX no tocante à resistência à corrosão
- Toda junta soldada deve passar por uma decapagem de modo a remover o queimado de solda
- Posteriormente à decapagem, a junta soldada deve ser submetida à operação de passivação, que regenera a camada passiva
“Queimado de solda” (Heat Tint)
10 ppm Oxigênio → 25000 ppm
AWS D18.2
Heat tint até número 3 é provavelmente aceitana maioria das aplicações para água
“Queimado de solda” (Heat Tint)
Decapagem
• Tratamentoquímico para
remover contaminação
metálica e “queimado de
solda” (heat tint)
• Norma ASTM A 380
Decapagemem Spray
Decapagem
Decapagem
Antes Depois
6. Acabamento superficial rugoso
- Quanto menos rugosa for a superfície do INOX, melhor serão suas características de resistência à corrosão (rugosidades inferiores a 0,8 μm para INOX e 1,6 μm para cordões de solda)
- O acabamento ideal é o eletropolido (operação de eletropolimento)
- Com o uso e a ação de agentes químicos (por exemplo, sanitizantes) a superfície do INOX pode vir a ter a sua rugosidade superficial aumentada
- Sempre que for o caso, empresas especializadas devem ser contratadas para a execução de serviços de recuperação do acabamento superficial do INOX
Alguns aspectos básicos
• Boas práticas de fabricação• Seleção do tipo correto• Acabamento superficial• Limpeza adequada
Por ex.:
Laminado Eletropolido
Outros aspectos importantes
• Cuidados na estocagem, manuseio e processamento do INOX
• Incrustação
• Boas práticas de fabricação
• Corrosão Microbiologicamente Influenciada(CMI)
Como evitar a Contaminação
Depósitos de poeira na superfície das chapas podem causar manchas de ferrugem
Partículas de poeira em suspensão resultantes do esmerilhamento de aços-carbono
A camada de poeira também pode absorver sais agressivos, especialmente em atmosferas marinhas ou industriais
A contaminação por óleo ou graxa também deve ser evitada
Recomenda-se cobrir o INOX estocado
CORTE DO AÇO INOX
Substituir o disco da máquina de corte por um disco próprio e exclusivo para o corte de aço inoxidável.
Corte de Perfis de INOX
ACABAMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL
Nivelando a solda
838
Desempenho:Hotel, Japão• Água de abastecimentopúblico• 5 anos em serviço• Conexão do tipo“Pressfit” (304)
Antes da limpeza
Após a limpeza
Não ocorreunenhuma corrosão
INCRUSTAÇÃO
Limpeza do Socony Mobil Building após 30 anos, Nova York
Boas práticas de fabricação sãoessenciais
Porcasde aço-carbono
Heat tint(“queimado de solda”)
Estação de tratamento da águausada na parte sul da Inglaterra –localizada numa caverna sob o mar
Água de poço deixada no tanque após 3 meses
Detalhes sobre como evitar a CorrosãoMicrobiologicamente Influenciada (CMI)
• Alguns exemplos de CMI ocorreram quando testes de pressão hidrostáticaestavam sendo realizadoscom água não-tratada quetinha sido deixada no equipamento
• Remova sempre as marcasde “queimado de solda”
• Use água potável pararealizar testes hidrostáticos
• Drene e seque o equipamento ou ponha-oem uso imediatamente
EHEDG:European Hygienic Engineering & Design Group
O EHEDG oferece diretrizes nos aspectos de “engenharia higiênica” da fabricação segura e salutar dos alimentos. Estes aspectos são alcançados através da/o :
•Produção, publicação e atualização de diretrizes, disponíveis em vários idiomas. De modo a eliminar o distanciamento entre a teria e a prática, módulos de treinamento serão criados baseados nestas diretrizes. •Aprovação de equipamentos através de certificação para atender a fornecedores e fabricantes destes equipamentos. •Organização de conferências, encontros regionais e workshops•Atividades regionais •Aconselhamento para legisladores e grupos responsáveis por elaboração de normas técnicas (CEN, ISO, etc) EHEDG tem o apoio da Comunidade Européia por intermédio da rede temática HYFOMA, a qual é a rede européia para Manufatura Higiênica de Alimentos. Seu objetivo é direcionar o desenvolvimento e a disseminação de informação.
• Soldagem do aço inoxidável para alcançarrequisitos higiênicos, 1993;
• Passivação do aço inoxidável, 1998;• Materiais de construção de equipamentos em
contato com alimentos (em desenvolvimento)
EHEDG:Diretrizes
Outras diretrizes: www.ehedg.org
O EXEMPLO DA ITO EXEMPLO DA ITÁÁLIALIA
CONSUMO APARENTE (C.A.) DE AÇO INOXIDÁVEL NA ITÁLIA
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03YEAR
TON
NES
0,02,04,06,08,010,012,014,016,018,020,022,024,0
kg /
pers
on
Apparent consumption Pro-capite apparent consumption
Ano de 2003C.A. = 1.313.730 t
C.A. per-capita = 22,8 kg/habitante
CONSUMO APARENTE DE AÇO INOXIDÁVELComparação entre os cinco maiores consumidores
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
APP
AR
ENT
CO
NSU
MPT
ION
(t /
'000
)
Germany
Italy
Japan
U.S.A.
China
CONSUMO APARENTE PER-CAPITA31,5
2,54,6
6,97,6
8,111,7
13,5
16,720,9
22,6
0 5 10 15 20 25 30 35
China
U.K.
USA
Canada
France
Spain
Japan
Germany
South Korea
Italy
Taiwan
kg / persona
Brasil = 1,4 kg /habitante (2005)
Ano de 2002 – Fonte: INCO
PARTICIPAÇÃO PROPORCIONAL DOS SEGMENTOS NO CONSUMO DE AÇO INOXIDÁVEL NA ITÁLIA
Foodstuffs20%
Catering12%
Energy5%
Pharmaceutical4%Chemical and
Petrochemical20%
Household appliances
18%
Other3%
Transport8%
Building and Infrastructure
10%
Porcentagem total do consumo do aPorcentagem total do consumo do açço inoxido inoxidáável na Itvel na Itáália lia devido aos segmentos relacionados a alimentos = 50%devido aos segmentos relacionados a alimentos = 50%
AÇO INOXIDÁVEL
www.nucleoinox.org.brwww.nucleoinox.org.brnucleoinox@[email protected]
Marcelo de Castro-Rebello