Nauka o materiałach ze stali nierdzewnej
Odporne metale o właściwościach nierdzewnych
Termin stal nierdzewna jest powszechnie używany do opisania szczególnie odpornych metali o właściwościach nierdzewnych. Stal nierdzewna jest często stosowana w pomieszczeniach czystych i wymagających pod względem higieny miejscach pracy. Na kolejnych stronach wyjaśniamy, skąd biorą się te właściwości i czym różnią się poszczególne gatunki stali nierdzewnej.
Więcej informacji na temat stali nierdzewnej
- Stal nierdzewna niekoniecznie oznacza stal nierdzewiejącą
- Zawartość chromu decyduje o odporności na korozję
- Stal nierdzewiejąca zawiera ponad 10,5% chromu
- Zastosowanie w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym
Definicja stali nierdzewnej
Wniosek patentowy dotyczący „stali o wysokiej odporności na korozję” w 1912 r. zapoczątkował wykorzystanie stali nierdzewnej w przemyśle.
Określenie stal nierdzewna jest zbiorczym terminem dla ponad 160 różnych stopów. Ogólnie rozpowszechniły się synonimy, takie jak V2A, V4A lub Inox,
które początkowo były używane przez producentów i przetwórców. Stal nierdzewna bez rdzy to zbiorcze określenie dla stali nierdzewiejących.
Zawierają one co najmniej 10,5% chromu (Cr) i mają znacznie lepszą odporność na korozję w porównaniu do stali niestopowych.
Wyższa zawartość Cr i inne elementy stopu, takie jak nikiel (Ni) i molibden (Mo), dodatkowo zwiększają odporność na korozję.
Ponadto, dodanie niektórych innych elementów może mieć również pozytywny wpływ na kolejne właściwości.
Stal nierdzewna bez rdzy – właściwości
- odporność na korozję
- higiena
- wysoka wytrzymałość
- odporność na zużycie
- spawanie
- odporność na temperaturę
- przewodnictwo
- trwałość
- ekonomiczność
- minimalna konieczność konserwacji
Wbrew powszechnemu przekonaniu, stal nierdzewna nie zawsze jest wolna od korozji. Decydujące znaczenie mają składniki stopowe oraz ich kontakt z powierzchnią stali.
Jeśli są zawierające żelazo rdzewiejące metale ferrytyczne, również stal nierdzewna może rdzewieć. Oznacza to, że nie można wykluczyć rdzy nalotowej lub nawet głębokiej korozji.
Odporność na korozję – dlaczego stal nierdzewna nie rdzewieje?
Składniki stopu zawarte w stali powodują, że na powierzchni tworzy się cienka, przezroczysta „warstwa pasywna”.
Chociaż ma ona grubość zaledwie kilku warstw atomowych, chroni materiał nawet w przypadku uszkodzenia powierzchni. Ta stal nierdzewna nie wymaga zatem żadnego dodatkowego
powlekania ani pokrycia metalicznego, jak ocynkowanie lub lakierowanie, aby zachować odporność na korozję.
Atomy chromu w stali, wraz z atomami tlenu, tworzą gęstą i obojętną warstwę tlenku, która zapobiega postępowi utleniania i rdzewieniu stali.
Higiena – dlaczego stal nierdzewna jest higieniczna?
1. Powierzchnia stali nierdzewnej, składająca się z tlenku chromu, pozostaje bardzo gładka nawet po częstym czyszczeniu.
Zarazki nie znajdują odpowiednich warunków do rozwoju. Niezmiennie gładka powierzchnia ułatwia czyszczenie.
2. Stal nierdzewna nie reaguje z powszechnie stosowanymi środkami czyszczącymi lub dezynfekującymi. Powierzchnia pozostaje nieuszkodzona.
Cecha ta wynika między innymi z pasywnej warstwy stali nierdzewnej. Zapobiega to wydostawaniu się jonów z materiału.
Jony te zapobiegają powstawaniu zarazków poprzez niszczenie komórek bakterii.
3. Stal nierdzewna nie wydziela żadnych cząstek pod wpływem obciążenia. Oznacza to, że żywność, płyny lub inne substancje organiczne
nie ulegają zanieczyszczeniu w kontakcie ze stalą nierdzewną. Zbiorniki lub powierzchnie wykonane ze stali nierdzewnej są zatem doskonałe
podczas przetwarzania lub przechowywania żywności.
Przegląd materiałów ze stali nierdzewnej
Obszary zastosowań stali nierdzewnej
Stal nierdzewna jest stosowana w wielu obszarach ze względu na swoje szczególne właściwości. W specjalnych branżach o wysokich wymaganiach
higienicznych, jak przemysł farmaceutyczny i spożywczy lub w obszarach o wysokich wymaganiach dotyczących odporności na korozję,
jak zastosowanie w sektorze pozalądowym. Stal nierdzewna jest również obecna w życiu codziennym i stosuje się ją w sztućcach wykonanych ze stali nierdzewnej 18/10
(wytrzymała stal chromowo-niklowa zawierająca 18 procent chromu i 10 procent niklu).
Stal nierdzewna na co dzień
Błyszczący wygląd stali nierdzewnej sprawia, że materiał ten może być stosowany w obiektach architektonicznych,
przedmiotach codziennego użytku, jak lodówki, osłony odkurzaczy itp.
Jeśli produkty są umieszczane na zewnątrz, powłoki mogą zapewnić odporność stali na korozję. Jeśli produkty pełnią również funkcję dekoracyjną,
często sięga się po stal nierdzewną. Zapewnia to połączenie odporności na korozję i trwałości.
Stal nierdzewną spotykamy w meblach, balustradach, skrzynkach na listy itp.
Stal nierdzewna do pracy w ekstremalnych warunkach
Stal nierdzewna V4A z popularnymi gatunkami stali nierdzewnej 1.4401,
1.4404, 1.4435 i 1.4571 jest używana ze względu na dobrą odporność na kwasy i szczególnie wysoką odporność na korozję
w bardzo specjalnych zastosowaniach. Zakres zastosowań V4A (1.4571) rozciąga się od sektora pozalądowego po zbiorniki i rury
do tankowców chemicznych, przechowywania chemikaliów, przemysłu spożywczego, a także przemysłu farmaceutycznego i papierniczego.
tal V4A jest podobna do stali nierdzewnej V2A, lecz jest stopiona z dodatkiem 2% molibdenu. Skutkuje to wyższą odpornością
na korozję nawet w czynnikach zawierających chlorki. Te właściwości stali nierdzewnej A4 powodują, że nadaje się ona do stosowania w ekstremalnych warunkach,
np. w bezpośrednim sąsiedztwie słonej wody. Ze względu na wysoką zawartość soli w wodzie i powietrzu w tych środowiskach, materiał V2A
nie jest odpowiedni i konieczne jest stosowanie droższej V4A.
Mocowania ze stopu A4 coraz częściej zastępują na europejskich autostradach mocowania cynkowane ogniowo. Wiele ekranów akustycznych i systemów barier drogowych
w obszarze mostu są zakotwione za pomocą gwintowanych trzpieni ze stali nierdzewnej A4. Systemy wsporcze przewodów odwadniania mostów są również mocowane za pomocą A4.
Stal nierdzewna w obszarze sterylnym
Zastosowanie stali nierdzewnej w obszarach higienicznych wynika z gładkiej, chroniącej i stabilnej warstwy tlenku chromu.
Warstwa ta zapewnia odporność stali nierdzewnych na korozję. Odporność na korozję oznacza, że materiał bazowy jest odporny na korozję w kontakcie z żywnością
(np. kwasami owocowymi) i innymi oddziałami środowiskowymi (np. tlenem i środkami czyszczącymi).
Kolejnym pozytywnym aspektem przemawiającym za zastosowaniem stali nierdzewnej w obszarze sterylnym jest jej wpływ na żywność.
Nie pozostawia szkodliwych materiałów ani cząstek, a zatem nie zanieczyszcza ani nie zmienia żywności.
Ponadto stal nierdzewna bardzo łatwo się czyści, dzięki czemu zarazki i bakterie nie mają powierzchni do osadzania się, a warunki higieniczne są optymalne.
Austenityczne gatunki stali nierdzewnej (1.4301, 1.4404) są bardzo odpowiednie do większości zastosowań w sektorze spożywczym.
W przypadku bardzo wysokiego narażenia na korozję (np. przy dużym stężeniu soli w procesach produkcyjnych, takich jak peklowanie itp.) często konieczne jest zastosowanie stali duplex.