V současné době se ruští klienti začali zajímat o otázku vhodnosti použití určité třídy nerezové oceli při výrobě zařízení a odvodňovacích systémů z nerezové oceli. Částečně nám toto téma vnutily některé výrobní podniky, které polemiku o tomto problému využily jako prostředek konkurenčního boje.
Nejprve si připomeňme, co je ocel a co je nerezová ocel Ocel je slitina železa a uhlíku a/nebo jiných prvků. Ocel obsahuje nejvýše 2,14 % uhlíku (při větším množství uhlíku vzniká litina). Uhlík dodává slitinám železa pevnost.
Ocelové výrobky při interakci s prostředím podléhají korozi. Koroze je proces destrukce oceli pod vlivem vnějšího prostředí. Podle mechanismu vzniku se rozlišuje chemická koroze, ke které dochází vlivem plynů a neelektrolytů, a elektrochemická koroze, která vzniká při kontaktu kovu s elektrolyty (kyseliny, louhy, soli, vlhká atmosféra, půda, mořská voda atd.) Oceli, které jsou odolné vůči korozi, se nazývají korozivzdorné (nerezové) oceli. Korozní odolnost oceli je dána jejím chemickým složením, tzn. přítomnost různých legujících prvků (chróm, nikl, molybden, mangan, vanad atd.) vnesených do oceli při jejím tavení. Tyto prvky tvoří na povrchu oceli husté ochranné filmy, které jsou pevně spojeny s podkladem, zabraňují přímému kontaktu s vnějším prostředím a také zvyšují jeho elektrochemický potenciál v tomto prostředí. Proces zavádění dalších prvků do oceli se nazývá legování a samotné prvky se nazývají legování.
Při zvažování korozivzdorných ocelí jsme použili v současnosti nejuznávanější klasifikaci AISI (The American Iron and Steel Institute).
Hlavní třídy nerezové oceli používané pro výrobu zařízení v potravinářském průmyslu jsou:
• Chromová ocel AISI 430 (GOST 12X17);
• Chromniklová ocel AISI 304 (GOST 08X18N9),
AISI 316 (GOST 03X17N14M2);
AISI 321 (GOST 12X18N10T);
ocelová skupina AISI 201 (GOST 12X15G9ND).
Skupina oceli 300
Ocel 304, 316, 321 patří do třídy vysoce legovaných chromniklových nerezových ocelí Ocel 321 obsahuje titan, který jí zajišťuje vysokou pevnost a vysokou tepelnou odolnost Jako strategicky důležitou a velmi drahou surovinu nikl výrazně zvyšuje cenu ocelí AISI 304, po svařování se používají především oceli AISIar 316. výsledný šev může být vystaven oxidačním účinkům vody nebo jiných chemických činidel. Za druhé tam, kde je možný častý kontakt s krví, potravinářskými esencemi a aktivními chemickými prvky (které jsou silnými oxidanty) na povrchu oceli V závislosti na vnitřní mikrostruktuře struktury se chromniklové nerezové oceli dělí na austenitické, austeniticko-martenzitické a austeniticko-feritické. Struktura těchto ocelí závisí na obsahu uhlíku, chrómu, niklu a dalších prvků.
Vzhledem k tomu, že oceli skupiny 300 jsou nejčastěji používané oceli, zaměříme se pouze na legování oceli titanem (Ti), které je spojeno s bojem proti tzv. mezikrystalické korozi Co je mezikrystalická koroze? Ohřev ocelí obsahujících velké množství chrómu v rozmezí 400-800°C vede k uvolňování karbidů chrómu Cr3C2 v hraničních zónách zrn a v důsledku toho k ochuzení těchto zón o chrom pod hranici 12 %. To způsobuje pokles elektrochemického potenciálu okrajových oblastí austenitového zrna a jejich rozpouštění v korozním prostředí. Korozní destrukce má mezikrystalickou povahu, vede ke křehnutí oceli a nazývá se interkrystalická koroze (ICC).
Pro snížení sklonu ocelí k ICC se do jejich složení přidávají silné karbidotvorné prvky – titan nebo niob – v množství rovnajícím se pětinásobku obsahu uhlíku. V tomto případě se tvoří karbidy typu TiC a NbC a chrom zůstává v tuhém roztoku.
Inkubátor. Šest měsíců provozu.
Výroba kaviáru. Rok provozu. Perforační koroze
Aplikace nerezových ocelí při výrobě drenážních systémů
Odpadní vody z potravinářských podniků jsou velmi různorodé a lze je obecně charakterizovat jako středně agresivní prostředí proměnlivého složení. Při volbě materiálu pro výrobu povrchových drenážních systémů je nutné vzít v úvahu možnost obecné koroze při úplném, částečném i proměnlivém ponoru, inženýrské koroze (důlková, štěrbinová, mezikrystalická) a biokoroze. Přítomnost v odpadních vodách látek vykazujících jak oxidační, tak redukční vlastnosti, komplexotvorných činidel, povrchově aktivních látek (syntetických povrchově aktivních látek), aktivátorových iontů, různých solí, kyselin organického i anorganického původu předurčuje použití materiálů, které mají korozní odolnost v širokém spektru prostředí. Mezi takové materiály patří ocel AISI 304 Odolnost proti korozi oceli AISI 430 a AISI 201 je srovnatelná s odolností proti korozi oceli AISI-304 ve vlhké atmosféře a ve slabě oxidujícím prostředí při mírných teplotách. Odolnost těchto ocelí v neoxidačním prostředí je omezena nepřítomností niklu ve složení Pro studium možnosti použití ocelí AISI 430 a AISI 201 v odvodňovacích systémech byly provedeny zkoušky na vzorcích ocelí AISI 304, AISI 430 a AISI 201 v zóně intenzivního vývinu vody biokoroze S 2,0 mm.
Hlavním prvkem nerezové oceli je chrom, který určuje její odolnost vůči oxidaci (korozi). Vezmeme-li v úvahu složení výše uvedených jakostí AISI 430 a AISI 304, v nichž je množství chrómu 16 %, resp. 18 % z celkového objemu materiálu, pak můžeme s jistotou říci, že tyto třídy si nejsou horší, pokud jde o odolnost vůči korozi, množství a podíly korozivních prvků, odolnost oceli vůči korozi, odolnost vůči korozi a následné použití oceli, odolnost vůči korozi a korozi. Zavedení niklu do oceli mu dává pouze jednu významnou výhodu – větší zpracovatelnost. Nikl je žáruvzdornější materiál než chrom, proto je schopen zůstat ve složení oceli při vystavení vysoké teplotě během procesu svařování. V tomto případě chrom vyhoří a nikl zůstává ve svaru, což mu poskytuje odolnost proti korozi.
Skupina oceli 200
V poslední době se díky prudkému nárůstu cen niklu na trhu aktivně prosazují nerezové oceli legované chromem, niklem a manganem. Tyto oceli jsou vyvíjeny jako alternativa k chromniklovým ocelím skupiny 300, zejména oceli AISI 304 (08H18N9) jsou vyvíjeny pouze pro určitou oblast použití. Takové oceli obsahují chrom (200 %-15.5 %), nikl (19 %-1.0 %), mangan (5 %-3.0 %) a některé oceli, měď V žíhaném stavu si takové oceli zachovávají austenitickou strukturu (charakteristickou pro chromniklové oceli skupiny 10.0), vysokou pevnost, tvařitelnost a svařitelnost. Odolnost proti korozi ve středně agresivním prostředí je dobrá Doporučené použití: kuchyňské nádobí, kuchyňské spotřebiče, pračky se sušičkou, myčky, nábytek, autodoplňky (v zemích, kde se nepoužívají prostředky proti námraze), karoserie automobilů, vagony, obalová zařízení, kryty zařízení na výrobu alkoholu (nikoli lihovin) a nealkoholických nápojů, nádrže na studenou a teplou vodu. Zároveň se ocel skupiny 300 nedoporučuje pro vnější použití (vnější provedení), stejně jako pro výrobu nádrží na skladování kyselin a jiných agresivních látek. Kromě toho upozorňujeme na obsah mědi téměř u všech jakostí ocelí (Cu 200/1.5 % – 2.0/2.0 %).
Dalším způsobem, jak bojovat proti MCC, je vyrábět nerezové oceli s minimálním obsahem uhlíku (C) (méně než 0.04 %). V takových ocelích (například AISI 304L, 316L) je tvorba karbidů chrómu Cr3C2 výrazně omezena kvůli malému množství uhlíku. Je třeba také poznamenat, že oceli skupiny 300, na rozdíl od všeobecného přesvědčení, mohou mít magnetické vlastnosti, zejména po mechanickém zpracování a deformaci, stejně jako během pomalého ochlazování po zahřátí na 400 stupňů Celsia nebo při vysokých teplotách.
Skupina oceli 400
Oceli jakosti 430, 439 patří do třídy ekonomicky legovaných nerezových ocelí bez obsahu niklu Chromové korozivzdorné oceli se používají ve třech typech: s 12 %, 17 % a 27 % chrómu. Takové oceli neobsahují prakticky žádné legující prvky kromě chrómu. Obsah uhlíku v ocelích s 13 % chromu se může lišit v závislosti na požadavcích. Nízkouhlíkové oceli (08X13, 12X13) jsou tvárné, dobře se svařují a lisují, je levnější než výše uvedené oceli, takže zařízení z ní je o něco levnější a používá se v zařízeních, kde je nezbytná nižší cena zařízení z ní. Používání ekonomicky legovaných nerezových ocelí bez obsahu niklu (analogy) v potravinářském průmyslu je regulováno normami potravinářského průmyslu 430. Například GOST 430 „Nádobí z nerezavějící oceli“ uvádí, že „pro výrobu těles a poklic nádobí by se měly používat . třídy oceli . 27002X08 (analog AISI 17) a další Hlavní „nerezová“ GOST 430-5632 také reguluje použití chrom-niklových ocelí 72 bez chromu a niklu 08 chrom-17. s typu 430X12N18T (analog 9), včetně pro výrobu předmětů každodenní potřeby, kuchyňského vybavení, dekorací, povrchových úprav, komínů (chromové feritické oceli řady 321 nejsou náchylné na vysokoteplotní MKK při teplotách do 400 °C), nádrže na kyselinu dusičnou. Při výrobě zařízení pro potravinářský průmysl. AISI1000 se používá v neutrálních zařízeních, obkladových prvcích výrobků, které nemají přímý kontakt s acidobazickým prostředím AISI 430 se liší od oceli 439 přítomností titanu ve svém složení, který poskytuje oceli vysokou pevnost a tepelnou odolnost.
Vzorky oceli byly uchovávány v roztoku (kyselina sírová (20% obj.), síran měďnatý 5 g/l, chlorid sodný 1 g/l, dusičnan sodný 1 g/l) při teplotě 20 °C po dobu tří dnů.
• Jak ukázaly zkoušky se vzorkem oceli AISI 304, nedošlo prakticky k žádným změnám.
• Na vzorku oceli AISI 201 byla zjištěna nerovnoměrná „důlková“ koroze.
• Vzorek oceli AISI 430 vykazoval extrémně nestabilní odolnost vůči biokorozním podmínkám. Tloušťka vzorku se zmenšila na polovinu. Světlá barva vzorku je charakteristická tím, že kyselina sírová má bělící účinek Při vizuálním srovnání se tyto oceli zpočátku liší barvou.
• AISI 304 má lehce nažloutlý odstín.
• AISI 201 je o něco lehčí než AISI 304. Nemagnetická.
• AISI 430 má bílo-modrý odstín, který se blíží barevné škále (v závislosti na chemických přísadách) hliníku. Magnetický.
Provedené testy ukazují, že správnou metodou pro použití vysoce legovaných chromniklových nerezových ocelí řady 300 v systémech odvodnění vody je jejich použití.
Vzorky z nerezové oceli po testování Zleva doprava AISI 304, AISI 201, AISI 430.