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.
Educação Treinamento Programas Normalização Legislação Tributação Publicações Promoção Segmentação Análise Diagnóstico Assessoria Consultoria Alimentos Arquitetura Saúde Bens de Capital Petroquímica Cutelaria Linha Branca Transporte Açúcar e Álcool MERCADO BRASILEIRO DE INOX
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. Aumento de peso (g/polegada 2 ) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 52 meses 0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 Cromo, % (nas ligas Fe-Cr) Referência: José Antonio Nunes de Carvalho. Aços Inox - Características e propriedades de uso. Seminário Inox 2000. ACESITA
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. Pintura Proteção contra a corrosão Filme passivo Aço-carbono Aço inoxidável
A base da qualidade higiênica do aço inoxidável CROMO (do INOX) + OXIGÊNIO (do ar) = CAMADA PASSIVA O2 Fe Cr Aço Inoxidável Fe Cr O2 Fe Cr O2 Fe Cr O2 O2 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
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 Cromo Melhora a resistência à corrosão Molibdênio Melhora a resistência à corrosão causada por cloretos e pela poluição Níquel Melhora 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 TICOS Tipo padrão: Outros tipos: 420 C 0,15 Cr 12 /14 410 440 A, B e C DIN 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 FERRÍTICOS Outros tipos: Tipo padrão: 430 C 0,12% Cr 16 /18% 409 439 434 436 444 DIN 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 AUSTENÍTICOS TICOS Tipo padrão: Outros tipos: 304 C 0,08% Cr 18 /20% Ni 8/10,5% 301 316 304-L 316-L 317 317-L 321 347
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 austenítica e a combinação resultante de estrutura ferrítica e 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 não apresenta porosidade Facilidade de remoção bacteriológica em procedimentos de limpeza e sanitização Baixa retenção bacteriológica
Aço Inoxidável Resistência à corrosão Ausência de qualquer revestimento protetor Superfície compacta que não apresenta porosidade Facilidade de remoção bacteriológica em procedimentos de limpeza e sanitização Baixa retenção bacteriológica
Principais Atributos do Aço Inoxidável Alta durabilidade Alta resistência à corrosão Resistência 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) Aços inoxidáveis martensíticos (ABNT 410 e 420) Aços inoxidáveis endurecíveis por preciptação (tipo 630) Aços inoxidáveis duplex s (tipos 2205 e 2304) Guarnições, painéis exteriores não em contato com alimentos, componentes estruturais, tanques (por exemplo: tanques para azeite de oliva) Componentes de corte (por exemplo: facas, lâminas de tesouras), componentes resistentes ao desgaste Pistões, guias deslizantes, etc., componentes de corte, componentes resistentes ao desgaste Trocadores de calor (por exemplo evaporadores para usinas de açúcar), vasos de pressão, reatores ou componentes de elevada resistência mecânica Resistência à corrosão e custos inferiores Alto limite de resistência à tração e elevada dureza superficial Elevada dureza superficial, alta resistência mecânica e também muito boa resistência à corrosão Elevada resistência à corrosão (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
ÁGUA MINERAL 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 projeto 3. Arranhões e outros danos à superfície do aço inoxidável 4. Procedimento de soldagem incorreto 5. Tratamento inadequado das juntas soldadas 6. Acabamento superficial rugoso
AS FORMAS DE CORROSÃO NOS AÇOS INOXIDÁVEIS POR PITES EM FRESTAS INTERGRANULAR SOB TENSÃO GALVÂNICA
INOX 304 com acabamento jateado bruto exposto em ambiente salino. Substâncias corrosivas na superfície atravessam 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.
T( o C/F) 100 (210) 80 (175) AISI 316 Corrosão por pites 60 (140) 40 (105) AISI 304 20 (68) Sem corrosão por pites 0 (32) 0,01 0,02 0,05 0,1 0,2 0,5 1,0 2,0 Cl - (%) Relação entre temperatura e concentração de cloretos na corrosão por pites na água. Referência: Sandvik Steel Corrosion Handbook. Stainless Steels.
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 à sanitização, 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 em frestas que não foram seladas para prevenir infiltração de água e sal INOX 316 com polimento espelhado
Locais propensos à Corrosão em Frestas Se o projeto estiver exposto à umidade, evite ou feche 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 enxagüe com 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 açocarbono Escovas ou tecidos contaminados Pós ou escovas abrasivas Limpadores domésticos ou limpadores de INOX sem teste prévio Movimentos de limpeza contra 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)
Queimado de solda (Heat Tint) 10 ppm Oxigênio 25000 ppm AWS D18.2 Heat tint até número 3 é provavelmente aceita namaioriadasaplicaçõesparaágua
Decapagem Tratamento químico para remover contaminação metálica e queimado de solda (heat tint) Norma ASTM A 380
Decapagem Decapagem em Spray
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 Laminado Eletropolido Por ex.:
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 Corte de Perfis de INOX Substituir o disco da máquina de corte por um disco próprio e exclusivo para o corte de aço inoxidável.
ACABAMENTO DO AÇO INOXIDÁVEL Nivelando a solda
INCRUSTAÇÃO Desempenho: Hotel, Japão Água de abastecimento público 5 anos em serviço Conexão do tipo Pressfit (304) Antes da limpeza Após a limpeza Não ocorreu nenhuma corrosão 838
Limpeza do Socony Mobil Building após 30 anos, Nova York
Boas práticas de fabricação são essenciais Porcas de açocarbono Heat tint ( queimado de solda ) Estação de tratamento da água usada na parte sul da Inglaterra localizada numa caverna sob o mar
Detalhes sobre como evitar a Corrosão Microbiologicamente Influenciada (CMI) Alguns exemplos de CMI ocorreram quando testes de pressão hidrostática estavam sendo realizados com água não-tratada que tinha sido deixada no equipamento Remova sempre as marcas de queimado de solda Use água potável para realizar testes hidrostáticos Drene e seque o equipamento ou ponha-o em uso imediatamente Água de poço deixada no tanque após 3 meses
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.
EHEDG: Diretrizes Soldagem do aço inoxidável para alcançar requisitos higiênicos, 1993; Passivação do aço inoxidável, 1998; Materiais de construção de equipamentos em contato com alimentos (em desenvolvimento) Outras diretrizes: www.ehedg.org
O EXEMPLO DA ITÁLIA
TONNES 1.400.000 1.200.000 1.000.000 800.000 600.000 400.000 200.000 CONSUMO APARENTE (C.A.) DE AÇO INOXIDÁVEL NA ITÁLIA 0 Ano de 2003 C.A. = 1.313.730 t C.A. per-capita = 22,8 kg/habitante 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 91 93 95 97 99 01 03 YEAR 24,0 22,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 kg / person Apparent consumption Pro-capite apparent consumption
CONSUMO APARENTE DE AÇO INOXIDÁVEL Comparação entre os cinco maiores consumidores 3500 APPARENT CONSUMPTION (t / '000) 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 Germany Italy Japan U.S.A. China
CONSUMO APARENTE PER-CAPITA Taiwan 31,5 Italy 22,6 South Korea 20,9 Germany 16,7 Japan Spain France 8,1 11,7 13,5 Canada USA U.K. 4,6 6,9 7,6 Brasil = 1,4 kg /habitante (2005) China 2,5 0 5 10 15 20 25 30 35 kg / persona Ano de 2002 Fonte: INCO
PARTICIPAÇÃO PROPORCIONAL DOS SEGMENTOS NO CONSUMO DE AÇO INOXIDÁVEL NA ITÁLIA Other 3% Transport 8% Building and Infrastructure 10% Foodstuffs 20% Catering 12% Household appliances 18% Chemical and Petrochemical 20% Energy 5% Pharmaceutical 4% Porcentagem total do consumo do aço a o inoxidável na Itália devido aos segmentos relacionados a alimentos = 50%
AÇO INOXIDÁVEL Marcelo de Castro-Rebello marc@usp.br www.nucleoinox.org.br nucleoinox@nucleoinox.org.br