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Revestimento de superfície em aço inoxidável

1  Aço inoxidável

Inúmeros tipos de materiais são utilizados nas superfícies de equipamentos, móveis e utensílios que entram em contato com alimentos e a escolha deve atender as necessidades e característica de cada produto, para que não ocorram incompatibilidades.

O aço inoxidável é um tipo de aço contendo pelo menos 10,5% de cromo, com composição química balanceada para ter uma melhor resistência à corrosão. A boa resistência à corrosão dos aços inoxidáveis é explicada pela formação de uma película de proteção superficial de óxido de cromo.

1.1 Usos do aço inoxidável

Quatro fatores aumentam cada vez mais a tendência do uso do aço inoxidável. São eles:

  • Aparência;
  • Resistência a corrosão;
  • Resistência a oxidação;
  • Resistência mecânica.

A aparência brilhante atraente dos aços inoxidáveis, que se mantêm ao longo do tempo.

A resistência a corrosão e a oxidação dos aços inoxidáveis aos diversos meios químicos permitem o seu emprego em recipientes, tubulações e componentes de equipamentos de processamento de alimentos e bebidas, assim como em temperaturas mais elevadas, torna possível o seu uso em componentes de fornos, câmaras de combustão, trocadores de calor e motores térmicos.

A resistência mecânica relativamente elevada, tanto à temperatura ambiente como as baixas temperaturas, faz com que sejam usados em componentes de máquinas e equipamentos nos quais se exige alta confiabilidade de desempenho como, por exemplo, vasos de pressão, e componentes estruturais menores como parafusos e hastes.

1.1.1 Principais aplicações dos aços inoxidáveis no setor de alimentos e bebidas: (Fonte:Abinox)

Austeníticos 301

Fins estruturais; correias transportadoras; utensílios domésticos; fixadores (grampos, fechos, estojos); conjuntos estruturais onde alta resistência é exigida.

302
Gaiola de animais; garrafas térmicas e esterelizadores; equipamentos para recozimentos; pias; lavadores de pratos; utensílios domésticos; equipamentos para fabricação de sorvetes; congeladores; guarnições para portas; equipamentos para lacticínios; maquinaria para engarrafamento; tanques de fermentação; equipamentos para armazenagem e processamento de produtos alimentícios; refinarias de açúcar.

302 B
Peças resistentes ao calor; caixas de recozimento; suportes de tubos; aplicações onde exija resistência à oxidação a temperaturas até 926º C e para serviço intermitente envolvendo resfriamento rápido a temperaturas até 870ºC (ex.: partes de fornos, seções de queimadores, abafadores de recozimento).

303
Parafusos; porcas; pregos; eixos; cabos; fechaduras; buchas.

304
Utensílios domésticos; fins estruturais; permutadores de calor; válvulas e peças de tubulações; indústria frigorifica, instalações criogênicas; depósitos de cerveja; tanques de fermentação de cerveja ; tanques de estocarem de cerveja; equipamentos para refino de produtos de milho; equipamentos para leiteria; tubos de vapor; peças para depósito de algumas bebidas carbonatadas.

304 L
Tanques de pulverização de fertilizantes líquidos; tanques para estoque de massa de tomate.

305
Peças fabricados por meio de severas deformações a frio.

308
Fornos industriais; válvulas. 

309
Aplicações a altas temperaturas; suportes de tubos; abafadores; caixas de sementação; depósitos de bebidas; partes de queimadores a óleo; refinarias; partes de bombas; revestimento de fornos; componentes de caldeiras; componentes para fornalha de máquinas a vapor; aquecedores, trocadores de calor. 

310
Aquecedores de ar; caixas de recozimento; estufa de secagem; anteparos de caldeira de vapor; caixa de decantação; suportes para abóbada de forno; revestimento de fornos; trocadores de calor; incineradores; componentes de queimadores a óleo; chapas para fornalha; chaminés e comportas de chaminés de fornos.

314
Caixas de recozimento; acessórios para tratamentos térmicos.

316
Peças que exigem alta resistência à corrosão localizada; equipamentos criogênicos; cubas de fermentação. 

316 L
Peças de válvulas; bombas; tanques; evaporadores e agitadores; tanques soldados para estocagem de produtos orgânicos; bandejas.

317
Equipamentos de secagem.

321
Revestimentos de caldeiras; aquecedores de cabines; parede corta-fogo; vasos pressurizados; sistema de exaustão de óleo sob alta pressão; revestimento de chaminés. 

347
Tubulação de vapor a alta pressão; tubos de caldeiras; revestimento de chaminé; anéis coletores; juntas de expansão; resistores térmicos.

Martensíticos

410
Válvulas; bombas; parafusos e fechaduras; tubo de controle de aquecimento; chapa para molas; cutelaria ( facas, canivetes etc.); mesa de prancha; instrumentos de medida; peneiras; eixos acionadores; ferramentas manuais; para aplicações que exigem boa resistência à oxidação à elevada temperatura tais como as partes de fornos, queimadores etc.; apetrechos de pesca; peças de calibradores; fixadores. 

416
Parafusos usinados; porcas; engrenagens; tubos; eixos; fechaduras.

420
Cutelaria; medidores; engrenagens; eixos; rolamentos de esferas.

440 A B C
Eixos; pinos; cutelaria; anéis.

442
Componentes de fornos; câmara de combustão.

446
Caixas de recozimento; chapas grossas para abafadores; queimadores; aquecedores; válvulas e conexões; aplicações a altas temperaturas quando necessária resistência a oxidação.

Ferríticos

405
Caixas de recozimento.

430
Calhas; máquinas de lavar roupa; fixadores; aquecedores; pias e cubas; baixelas; utensílios domésticos; revestimentos de elevadores.

1.2 Corrosão do aço inoxidável

Corrosão é a inimiga natural dos metais. Os aços comuns reagem com o oxigênio do ar formando uma camada superficial de óxido de ferro. Essa camada é extremamente porosa e permite a continua oxidação do aço produzindo a corrosão, popularmente conhecida como "ferrugem". Os aços carbono sofrem de corrosão generalizada, onde grandes áreas da superfície são afetadas. Os aços inoxidáveis na condição passiva normalmente estão protegidos contra esta forma de ataque, entretanto pode ocorrer ataque em formas localizadas, resultando em problemas de corrosão.

1.2.1 Corrosão intergranular: Quando um aço inoxidável é submetido durante um tempo determinado a uma temperatura entre 450 e 750 °C, conhecida como sensitização, é susceptível a precipitar carbonetos de cromo em contorno do grão e o aço fica sem defesa na zona afetada e sujeito a ser corroído nas bordas intergranulares.

1.2.2 Corrosão por “stress”: Esta corrosão se revela em forma de fissuras transcristalinas no material, que se propagam. As causas não são bem conhecidas, mas em todos os casos constatou-se a presença de três parâmetros: tensões de tração no metal,  temperatura do metal superior aos 70 °C e presença de cloreto na solução circundante.

1.2.3 Corrosão galvânica: A corrosão galvânica pode ocorrer quando metais diferentes estão em contato num eletrólito comum (p. ex.: chuva, condensação, etc.). Se a corrente elétrica flui entre os dois, o metal menos nobre (anodo) corroe a uma taxa mais rápida do que se os metais não estivessemem contato. Em particular, quanto maior a área do cotodo em relação ao anodo, maior é a taxa de ataque. As proporções desfavoráveis de áreas ocorrem provavelmente com os fixadores e as juntas. Deveria ser evitado os parafusos de aço carbono nos componentes de aço inoxidável devido a proporção da área do aço inoxidável para o aço carbono que é grande e os parafusos estarão sujeitos à ataque agressivo. Inversamente a taxa de ataque de um componente de aço carbono por um parafuso de aço inoxidável é muito menor. Para minimizar os riscos deste tipo de corrosão, a superfície de contato dos aços deve ser isolada. O efeito do ataque também pode ser diminuído mantendo o contato entre uma grande superfície do metal nobre com uma superfície menor do metal menos nobre. O contato entre aços inoxidáveis austeníticos e zinco ou alumínio pode resultar em alguma corrosão adicional dos dois últimos metais. Isso é pouco provável que seja significativo estruturalmente, mas o resultado em forma de pó branco/ cinzento pode ser considerado de má aparência. A corrosão galvânica (bimetálica) pode ser evitada pela exclusão da água em detalhe (por ex. pintando ou drenando sobre a junta do conjunto) ou isolando os metais um do outro (por ex. pela pintura das superfícies do conjunto dos metais deferentes). O isolamento em torno das conexões fixadas pode ser conseguido através de gaxetas de plástico não condutor ou borracha e arruelas e buchas de nylon e teflon. Este método é uma particularidade do tempo consumido para efetuar no local e não é possível estipular o nível necessário da inspeção do local para verificar que todas as arruelas e buchas foram montados corretamente.

1.2.4 Corrosão alveolar: trata-se de um ataque localizado, causado pela presença de soluções de sais halógenos mais notadamente naqueles com cloretos. Este ataque, também conhecido como “pitting”.

1.2.5 Corrosão em fresta: A corrosão em fresta é uma forma localizada de ataque que se iniciou pela disponibilidade de oxigênio extremamente baixa numa fresta. A gravidade da corrosão em fresta depende muito da geometria da fresta; quanto mais estreita e mais profunda é a fresta, mais intensa é a corrosão. As frestas ocorrem tipicamente entre porcas e arruelas ou em torno da rosca de um parafuso ou no corpo de um parafuso. As frestas podem ocorrer também em soldas que falham ao penetrar e depositar abaixo da superfície do aço.

1.3 Características

Superfície lisa, impermeável e de fácil limpeza. Resistente a oxidação e a altas temperaturas e geralmente a corrosão.

1.4 Desvantagens

É caro e certas ligas do aço inoxidável podem ser corroídas por halogênios.

1.5 Higienização

De acordo com a associação brasileira do aço inox os melhores produtos são o sabão, os detergentes suaves e/ou neutros e as soluções de amônia (removedores caseiros) em água morna; aplicando com uma esponja de náilon fino, enxaguando em água abundante e preferencialmente secando após o procedimento, pois a umidade também pode danificar o aço inox, originando manchas na sua superfície. Estas manchas não indicam necessariamente indícios de comprometimento na resistência à corrosão do aço inox, entretanto podem prejudicar a sua aparência, além de serem de difícil remoção.