Quais são as diferenças nos cenários de aplicação entre diferentes tipos de aço inoxidável de qualidade sanitária

A seleção do material para tubos de aço inoxidável de qualidade sanitária está intimamente relacionada à compatibilidade com os cenários de aplicação. Devido às diferenças na composição química, propriedades mecânicas e resistência à corrosão entre os vários materiais, eles apresentam características distintas em aplicações práticas. A seguir, é fornecida uma análise detalhada a partir dos tipos comuns de materiais, diferenças de desempenho e cenários específicos de aplicação: 

I. Tipos Comuns e Características de Tubos de Aço Inoxidável Higiênico

1. Aço Inoxidável 304 (06Cr19Ni10)

Composição química: Contém aproximadamente 18-20% de Cr, 8-10,5% de Ni, com teor de carbono ≤0,08%.

Características de desempenho:

Cenários típicos de aplicação:

Indústria de alimentos e bebidas: Linhas de transporte de leite, equipamento de fabricação de cerveja, linhas de transporte de suco (a corrosividade do meio é baixa e deve atender aos padrões de higiene).

Tratamento geral de água: Transporte de água pura, dutos de água potável municipal (a qualidade da água não tem forte corrosividade).

Indústria leve: Dutos de transporte de materiais na produção de cosméticos e produtos de saúde.

2. Aço inoxidável 316L (022Cr17Ni12Mo2)

Composição química: Contém aproximadamente 16-18% de Cr, 10-14% de Ni, 2-3% de Mo, com teor de carbono ≤0,03% (tipo de baixo carbono).

Características de desempenho:

Resistência à corrosão: Devido à adição de molibdênio, a resistência à corrosão por íons cloreto é significativamente melhor do que a do 304, especialmente resistente à corrosão por ácido sulfúrico, ácido clorídrico, água do mar e meios haletados.

Resistência à alta temperatura e resistência à corrosão intergranular: O baixo teor de carbono reduz o risco de corrosão intergranular, adequado para ambientes de alta temperatura (como esterilização a vapor).

5. Aço inoxidável duplex (como 2205, 2507)

Composição química: Tomando o 2205 como exemplo, contém aproximadamente 22% de Cr, cerca de 5,5 - 6,5% de Ni e cerca de 3 - 3,5% de Mo. Tem estruturas austenítica e ferrítica.

Características de desempenho:

Alta resistência e resistência à corrosão: A resistência é mais do que o dobro da do 304, a resistência à corrosão por íons cloreto é próxima da do 316L e a resistência à corrosão sob tensão é excelente.

Resistência à temperatura: Adequado para o intervalo de -50°C a 250°C, boa tenacidade em baixas temperaturas.

Cenários de aplicação típicos:

Equipamentos de alta pressão: Vasos de pressão químicos, dutos de alta pressão em plataformas marítimas (devem atender tanto à resistência quanto à resistência à corrosão).

Tratamento de água do mar: Trocadores de calor de água do mar, equipamentos de tratamento de esgoto em áreas costeiras.

6. Aço inoxidável 430 (10Cr17) (ferrítico)

Composição química: Contém aproximadamente 16-18% de Cr, sem Ni e teor de carbono ≤ 0,12%.

Características de desempenho:

Resistência à corrosão: Superior ao aço carbono, mas não tão boa quanto o aço inoxidável austenítico (como o 304), baixa resistência à corrosão intergranular.

Baixo custo: O preço é aproximadamente 50-60% do 304, forte propriedade magnética, desempenho de processamento médio.

Cenários de aplicação típicos:

Cenários de baixa corrosão: Carcaças de equipamentos que não entram em contato direto com alimentos, utensílios de cozinha (como pias).

Indústrias sensíveis ao custo: Tubulações industriais comuns (meios sem forte corrosividade e requisitos de higiene mais baixos).

II. Tabela de comparação de cenários de aplicação para diferentes materiais

III. Principais fatores influenciadores na seleção de materiais

1. Propriedades do material:

Concentração de íons cloreto: O 316L é adequado para concentrações de íons cloreto ≤ 1000 ppm, enquanto o 317L/904L é adequado para concentrações mais altas (por exemplo, água do mar > 20000 ppm).

Acidez e alcalinidade: O 304 é adequado para ambientes neutros/levemente ácidos/alcalinos, o 316L é adequado para acidez/alcalinidade média e o 904L é adequado para acidez/alcalinidade forte.

2. Temperatura e pressão:

Em ambientes de alta temperatura (como esterilização a vapor), prefere-se o 316L/317L; em cenários de alta pressão, escolhe-se o aço dúplex.

3. Padrões de higiene:

Aplicações farmacêuticas e médicas devem estar de acordo com a GMP/ISO 13485; Prefere-se o 316L (pois a camada de passivação da superfície é mais estável).

4. Custo e Economia:

Para alimentos e bebidas comuns, seleciona-se o 304; em cenários de alta corrosão, o desempenho e o custo são ponderados (por exemplo, 316L vs 904L). 

IV. Análise de Caso

Caso 1: Linha de Produção de Laticínios

O tubo de transporte de leite geralmente utiliza o material 304 porque o leite tem um pH próximo ao neutro, com baixa corrosividade, e a superfície do 304 é fácil de limpar depois de polida, atendendo aos padrões de contato com alimentos (como a FDA). Se o processamento de queijo com alto teor de sal estiver envolvido, o 316L deve ser atualizado para resistir à corrosão salina.

Caso 2: Produção de Medicamentos Antitumorais

Durante o processo de síntese do medicamento, reagentes fortemente corrosivos, como ácido clorídrico e ácido sulfúrico, podem ser usados, e a esterilização a alta temperatura frequente (vapor a 121°C) é necessária. Nesse momento, materiais de especificação 316L ou superior devem ser selecionados para evitar que a corrosão do tubo leve à contaminação do meio.