Aisi 321 пищевая сталь или нет
Обновлено: 20.05.2024
Пищевая нержавеющая сталь – общее название нержавеющих сталей, которые используются в пищевой промышленности. Иначе эти стали именуются как «пищевая нержавейка». К ним относятся: AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321, AISI 430, AISI 410, AISI 410S, AISI 310, AISI 310S, AISI 314, AISI 904L, AISI 201.
Особенность применения пищевых сталей AISI – постоянный или частичный контакт с продуктами питания или пищевым сырьем. Поэтому пищевая нержавейка соответствует особым санитарно-гигиеническим требованиям. Кроме того, каждая сталь обладает индивидуальными свойствами, которые во многом зависят от химического состава металла.
При выборе марки пищевой стали следует учитывать следующие факторы ее применения:
длительность взаимодействия с органической продукцией;
условия использования продукции из пищевой нержавейки;
с каким именно пищевыми продуктами будет контактировать сталь.
Марки пищевых нержавеющих сталей, и их особенности
К пищевой нержавейке относятся стали, которые стабильны в среде с повышенной концентрацией кислот и щелочей, устойчивы к частым взаимодействиям с дезинфицирующими и очищающими средствами, сохраняют свою прочность при высоких температурах и под давлением. Такие стали инертны (не выделяют ядовитых веществ) при контакте с продуктами.
Пищевая нержавейка – высоколегированные нержавеющие стали, в составе которых содержится хром, никель, титана, молибден и другие, влияющие на характеристики металла, химические элементы.
Химический состав пищевых сталей, %
| Сталь / химические элементы | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | N | Cu | Mo | Ti | Fe |
| AISI 201 | ˂0,12 | 8,5–10,5 | ˂0,60 | ˂0,03 | ˂0,75 | 14,0–16,5 | 1,0–1,5 | ˂0,2 | ˂0,2 | – | – | остальное |
| AISI 304 | ˂0,08 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 18,0–20,0 | 8,0–10,5 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 304L | ˂0,03 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂0,75 | 18,0–20,0 | 8,0–12,0 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 310 | ˂0,25 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,5 | 24,0–26,0 | 19,0–22,0 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 310S | ˂0,08 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,5 | 24,0–26,0 | 19,0–22,0 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 314 | ˂0,25 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | 1,5–3,0 | 23,0–26,0 | 19,0–22,0 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 316 | ˂0,08 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | – | – | 2,0–3,0 | – | остальное |
| AISI 316L | ˂0,03 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | – | – | 2,0–3,0 | ˂0,5 | остальное |
| AISI 316Ti | ˂0,08 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂0,75 | 16,0–18,0 | 10,0–14,0 | – | – | – | ˂0,7 | остальное |
| AISI 321 | ˂0,08 | ˂2,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 17,0–19,0 | 9,0–12,0 | – | – | – | ˂0,5 | остальное |
| AISI 410 | ˂0,15 | ˂1,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 11,5–13,5 | ˂0,6 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 410S | ˂0,08 | ˂1,0 | ˂0,04 | ˂0,03 | ˂1,0 | 11,5–13,5 | ˂0,6 | – | – | – | – | остальное |
| AISI 430 | ˂0,12 | ˂1,0 | ˂0,045 | ˂0,03 | ˂1,0 | 16,0–18,0 | – | – | – | – | – | остальное |
| AISI 904L | ˂0,02 | ˂2,0 | ˂0,03 | ˂0,01 | ˂0,7 | 19,0–21,0 | 24,0–26,0 | ˂0,15 | 1,2–2,0 | – | – | остальное |
Основное составляющее пищевых нержавеющих сталей – хром. Его количество значительно превышает концентрацию иных химических элементов. Благодаря хрому на металле формируется пленка, которая обеспечивает антикоррозионную защиту.
Также все пищевые стали легированы никелем. Он повышает коррозионную стойкость стали, и увеличивает ее прочность. Сплавы, в составе которых находится титан, проявляют устойчивость в агрессивной среде, при сварке и высоких температурах. Легированные молибденом стали обладают дополнительной защитой к образованию точечной коррозии.
Назначение пищевых сталей варьируется в зависимости от физико-механических особенностей металла.
Пищевая нержавейка AISI 201 доступна к применению в широком диапазоне температур, она достаточно пластична и надежна. Сплав 201 обладает сбалансированным химическим составом, легко деформируется и хорошо обрабатывается в холодном состоянии. Используется сталь при воздействии органических кислот.
Нержавеющие стали AISI 304, AISI 304L характеризуются высокой прочностью и свариваемостью. Они стабильны при средних температурах и восприимчивы к химическому и термическому воздействию. Перечисленные сплавы используются для кратковременного взаимодействия с органическими соединениями.
Сплавы AISI 310, AISI 310S, AISI 314 отличаются от других металлов отличной износостойкостью. При этом они устойчивы к образованию высокотемпературной коррозии. Используются данные стали для изготовления жаропрочных изделий и деталей.
Пищевые стали AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321 содержат в своем составе титан. Это способствует увеличению механической прочности сталей и позволяет использовать сплавы в агрессивной среде – прямом контакте с кислотами и щелочами.
Сталь AISI 316 отличается стабильностью при температурных перепадах, она хорошо поддается обработке и не выделяет токсины при сварке. Изделия из пищевого сплава aisi 316 не подвержены внутренней коррозии, а поэтому используется при производстве деталей для пищевой промышленности.
Пищевая нержавейка AISI 410 и AISI 410S не только легко обрабатывается термическим способом, но и отлично полируется. Стали характеризуются высокой ударной вязкостью и стойкостью к образованию окалин при высоких температурах. Применяются сплавы в слабоагрессивных средах – с растворами солей и органических кислот. Также сплавы используются для формирования установок, работающих под давлением.
Сплав AISI 430 характеризуется универсальными свойствами, главные из которых, – высокая теплопроводность, надежность, устойчивость к воздействию агрессивных соединений. Нержавейка AISI 430 применяется при изготовлении оборудования, инструментов для обработки продуктов, транспортировки жидких и сыпучих веществ.
Нержавеющая сталь AISI 904L является супераустенитным сплавом, который обладает наивысшим уровнем антикоррозионной защиты. Сталь используется в самых сложных условиях и характеризуется особой стойкостью к щелевой, точечной и межкристаллитной коррозии. Востребован сплав aisi 904l при производстве минеральных удобрений, при взаимодействии с растворами, которые содержат хлор, при контакте с морской водой.
Сортамент металлопроката из пищевых марок сталей
Из пищевой нержавеющей стали производится металлопрокат, который соответствует требованиям СанПиНа и экологической безопасности, характеризуется длительностью использования и применяется повсеместно.
AISI 304 и AISI 321 сравнение сталей
Любое сравнение свойств сталей начинается с изучения химического состава каждой из них. В данном случае сразу можно отметить, сравнивая aisi 321 304, что их химсостав практически идентичен, за небольшим исключением.
Химический состав - 304 или 321
По своему химическому составу оба металла относятся к классу коррозионностойких, жаропрочных немагнитных аустенитных сталей. Об этом говорит одинаковое процентное содержание в сплавах отвечающих за это компонентов – хрома, легирующей добавки – никеля, и малое количество углерода. Однако есть в составе aisi 321 aisi 304 отличия – это наличие в 321 титана, количество которого в 5 раз превышает процент углерода. При других аналогичных показателях титан значительно меняет свойства стали. В принципе, AISI 321, это та же сталь AISI 304, только усиленная наличием титана. Подробный перечень химического состава сталей см. табл.
| Марки | C | Mn | P | S | Si | Cr | Ni | Ti | Fe |
| AISI 321 | 17,0-19,0 | 9,0-12,0 | Остальное | ||||||
| AISI 304 | 18,0-20,0 | 8,0-10,5 | - | Остальное |
Свойства aisi 321 304
Благодаря введению в состав сплава титана, 321 характеризуется большей прочностью по сравнению с 304. За счёт этого данный сплав стал очень востребованным во всех отраслях промышленности. Эта сталь, как и 304 – немагнитная, не требует закалки, малоуглеродистая. Если выбирать сталь 321 или 304, то они практически взаимозаменяемы.
Обе стали характеризуются отличной свариваемостью, правда наличие титана требует при сварочных работах большей температуры, но обработка швов, как и при сварке 304, не нужна (благодаря наличию в составах никеля). Титан в aisi 321 также замедляет выгорание углерода в процессе сварки, и обеспечивает стойкость к образованию межкристаллитной коррозии.
Если проводить aisi 304 и 321 сравнение, то очевидно, что оба металла за счёт сочетания прочности и упругости хорошо поддаются различным видам обработки (холодным и горячим методом) – отжигу, отпуску, деформированию растяжением, волочению, изгибу, ковке, вытяжке.
К общим свойствам обоих сплавов относят:
- стойкость к коррозии, в том числе к межкристаллитной;
- прочность, даже при больших температурах;
- жаростойкость (хотя aisi 321 имеет большую стойкость к температурным воздействиям – до 850 °С);
- пластичность;
- лёгкую обрабатываемость (хотя есть небольшое отличие 304 от 321 – за счёт наличия титана, поверхность AISI 321 при шлифовке невозможно отполировать до зеркального состояния);
- свариваемость при сохранении структуры;
- экологическая безопасность, как для людей, так и для окружающей среды;
- нейтральность по отношению к влиянию многих органических сред, к агрессии большинства щелочей, кислот, соляным растворам.
Так что нержавейка 321 и 304 отличия имеют незначительные, и при изготовлении конструкций, они могут заменять друг друга без ущерба для эксплуатации.
Использование. 304 или 321 сталь какая лучше
Наличие титана в сплаве AISI 321 обуславливает целесообразность его использования для производства конструкций, их узлов, элементов установок или агрегатов, эксплуатация которых будет проходит в условиях повышенных температур, или при требованиях к повышенной прочности.
Как правило, это:
- арматура для печей;
- теплообменники;
- корпуса и детали паровых и тепловых котлов;
- ёмкости для хранения или транспортировки газов под давлением.
В большинстве случаев нержавеющая сталь 304 и 321 может использоваться в очень широком диапазоне промышленности – в строительстве, в машиностроении и химической, нефтехимической отрасли. В пищевой промышленности, бумажной и пр.
Пищевые нержавеющие стали. Аспекты выбора
Нержавеющая сталь AISI 321 используется для конструкций, устойчивых к воздействию высоких температур, например, контейнеров для хранения горячих жидкостей.
AISI 430 - экономичный вариант коррозийнностойкого материала для создания пищевого оборудования.
Посмотреть подробно.
Экономьте на расходах — узнайте об акциях и спецпредложениях крупных поставщиков.
Изготовление тары или оборудования, взаимодействующего с пищевыми продуктами, требует тщательного выбора материала. Хранение, приготовление, санитарная обработка, транспортировка пищи, как правило, связаны с условиями, в которых даже нержавеющая сталь может подвергаться коррозии и негативно влиять на качество пищи. Помогает решить проблему так называемая пищевая нержавейка.
Нержавеющая сталь пищевая – это общее название для марок нержавейки, которые проявляют высокую коррозионную устойчивость. В ГОСТах такого понятия нет, из-за чего пищевую нержавейку часто приходится выбирать, ориентируясь на разрозненные сведения и отзывы. Что же представляют собой пищевые нержавеющие стали и как сделать выбор правильно?
Марка пищевой нержавеющей стали
Нержавеющие стали в настоящее время считаются практически незаменимым материалом для создания пищевого оборудования. Марки нержавейки, допущенные к контакту с пищевой продукцией, определялись в основном по опыту винодельческих производств, которые ведутся с применением наиболее коррозионно-активных процессов и технологий. В результате выяснилось, что при выборе марки пищевой нержавейки следует учитывать длительность ее контакта с пищевым продуктом. Чем дольше контакт, тем более высокая коррозионная устойчивость потребуется.
В настоящее время получила широкое применение нержавеющая сталь для пищевой промышленности марок AISI 304, AISI 304L, AISI 430, AISI316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321. Все они являются легированными нержавеющими сталями. Если вам нужна нержавейка пищевая, марка может быть любой из этого списка, однако следует знать, что AISI 304, AISI 430, AISI 316 не содержат в своем составе стабилизирующего титана. Это снижает их коррозионную стойкость и делает чувствительными к механическим, термическим и химическим воздействиям. Их можно использовать для недолгого контакта с пищевыми продуктами в щадящих условиях эксплуатации.
Особенности нержавеющей стали для пищевой промышленности
Производители продуктов питания активнее всего используют трубы из нержавейки. Они должны соответствовать требованиям стандарта DIN 11850, который определяет состав стали и качество сварного шва. Трубы из нержавейки полностью отвечают повышенным требованиям, гигиены и экологичности материалов, применяемых в производстве оборудования для пищевой промышленности и сферы общественного питания. Их изготавливают из сталей AISI 304 и AISI 316L, которые проявляют следующие свойства:
- высокая коррозийная устойчивость по всей длине трубы и на участках сварных соединений;
- устойчивость к химически агрессивным средам;
- износостойкость;
- экологическая безопасность и нетоксичность;
- соответствие стандартам миграции (растворения) тяжелых металлов в рабочей среде;
- сохранение параметров гладкости в течение всего срока эксплуатации, что облегчает чистку и обслуживание оборудования.
В пищевых производствах для мойки оборудования часто используют горячие растворы сульфаминовой кислоты или каустической соды. В этих условиях лучше выбирать более устойчивую к агрессивным средам нержавейку AISI 316. Для бытовых условий и общепита, где металл не взаимодействует с подобными растворами, можно использовать AISI 304 и более дешевые AISI 430, AISI 410.
Ниже для наглядности представлены типы нержавеющих сталей по AISI, используемых в пищевом производстве, их соответствие другим стандартам, включая российский, а также допустимая применимость нержавейки в различных средах.
Таблица 1. 1. Переводы международных стандартов для обозначения основных сталей, применяемых в пищевом производстве.
Таблица 1. 2. (продолжение) Переводы международных стандартов для обозначения основных сталей, применяемых в пищевом производстве
Таблица 2. Применимость нержавеющих сталей по AISI. Коррозионная стойкость сталей по AISI в различных применениях
Если вам требуется пищевая нержавейка, цена на нее будет определяться наличием в составе дорогих легирующих компонентов. Также важно качество обработки поверхности выбранных изделий. Оборудование для пищевой промышленности предъявляет более высокие требования к нержавейке, которая используется в более агрессивных условиях, а в случае коррозии может нанести вред огромным объемам продукции. В быту и общепите может использоваться дешевая пищевая нержавейка.
Как определить пищевую нержавейку?
Чтобы определить состав нержавеющей стали пищевой и ее пригодность по параметрам коррозионной устойчивости, можно воспользоваться справочником по маркам нержавейки. Если вы располагаете образцом нержавейки неизвестной марки, его пригодность можно проверить, поместив на два-три дня в двухпроцентный раствор уксуса или в рабочую среду. Сталь можно использовать, если образец не потемнеет.
Распространенное мнение о том, что пищевую нержавейку можно определить при помощи магнита, ошибочно. Среди марок пищевой нержавейки встречаются как намагничивающиеся, так и не намагничивающиеся стали. Чтобы определиться с выбором, не стесняйтесь проконсультироваться со специалистом компании, где собираетесь производить закупку нержавейки. Чем лучше вы представляете себе процессы пищевого производства, для которого вам нужна нержавеющая сталь, тем больше у вас шансов сделать правильный выбор.
Где купить пищевую нержавейку?
Если вам нужна пищевая нержавейка, купить ее можно в компании «МетПромСтар». Нержавейка пищевая лист, труба, изделие по индивидуальному эскизу – все это по доступным ценам предложат вам на современном складе «МетПромСтар» в Москве. Сотрудничество с известными производителями и тщательный контроль над поставками обеспечивают высокое качество металла. Все необходимые вам виды металлообработки будут выполнены на новейших импортных установках. «МетПромСтар» – это доверие и позитивные отзывы клиентов со всей России.
Марки нержавеющей стали и их характеристики
Популярные марки нержавеющей стали отечественного и зарубежного производства.
AISI 304 – наиболее распространенная и популярная марка стали. Отличается высокой прочностью, упругостью, стойкостью к окислению, легко сваривается.
Сталь AISI 316 и 316Тi – улучшенный вариант AISI 304,
с повышенной антикоррозийной устойчивостью и к воздействию агрессивной среды.
AISI 430 - экономичный вариант коррозийнностойкого материала, идеален для штамповки, деформации и перфорации.
Нержавеющая сталь – это разновидность легированной стали, устойчивая к коррозии за счет содержания хрома – 12% и более. В присутствии кислорода образуется оксид хрома, который создает на поверхности стали инертную пленку, защищающую все изделие от неблагоприятных воздействий. Современный рынок может предложить различные марки нержавеющей стали для применения в самых разных отраслях промышленности.
Не каждая марка нержавеющей стали демонстрирует устойчивость хромоксидной пленки к механическим и химическим повреждениям. Хотя пленка восстанавливается под воздействием кислорода, были разработаны специальные марки нержавейки для применения в агрессивных средах.
Популярные марки стали
В России развита сталелитейная промышленность и существуют собственные обозначения для марок стали, однако самые популярные марки имеют зарубежные аналоги. Это стали так называемых 300-й и 400-й серий, которые отличаются высокими характеристиками коррозионной стойкости, устойчивости к агрессивным средам, пластичности и прочности. Они практически универсальны и применяются для производства самой разнообразной продукции – от медицинских инструментов до крупных строительных конструкций. 200-я серия постепенно догоняет их по популярности за счет выгодного соотношения цена-качество.
Виды стали 300-й серии
Хромникелевая нержавейка этой группы по своему химическому составу бывает аустенитная, аустенитно-ферритная и аустенитно-мартенситная, в зависимости от процентного содержания углерода, никеля, хрома и титана. Это самая универсальная нержавейка, свойства которой обеспечивают ей неизменно высокий спрос на рынке.
AISI 304 (08Х18Н10)
Востребованная во всех отраслях промышленности, эта нержавейка, однако, снискала славу «пищевой». Ее химический состав и свойства делают ее наиболее подходящей для применения в пищепроме. Она легко поддается сварке, показывает высокие характеристики коррозийной стойкости в агрессивных средах. Ее также часто выбирают для химической, фармацевтической, нефтяной и текстильной промышленности.
AISI 316 (10Х17Н13М2)
Нержавейка 316 получается, если добавить в 304-ю нержавейку молибден, что еще больше повышает коррозионную устойчивость и способность к сохранению свойств в агрессивных кислотных средах, а также при высоких температурах. Эта нержавеющая сталь дороже, чем 304, она используется в химической, нефтегазовой и судостроительной промышленности.
AISI 316T (10Х17Н13М2Т)
Эта марка стали нержавейки содержит небольшое количество титана, повышающего прочность материала, делающего его устойчивым к высоким температурам, а также к ионам хлора. Используется в сварных конструкциях, для изготовления лопастей газовых турбин, в пищевой и химической промышленности. Доступная цена и высокие технические характеристики делают эту нержавеющую сталь очень популярной.
AISI 321 (12-08Х18Н10Т)
Нержавеющая сталь, характеристики которой обусловлены повышенным содержанием титана. Легко поддается сварочной обработке, устойчива к температуре до 800 o С. Широко востребована для изготовления бесшовных труб, а также трубопроводных фитингов — фланцев, тройников, отводов и переходов.
Виды стали 400-й серии
Эта серия имеет более узкий диапазон, чем 300-я. К ней относится нержавейка с высоким содержанием хрома, – других легирующих элементов в ней почти не содержится, что положительно сказывается на ее стоимости. Низкое содержание углерода делает эти нержавейки пластичными и хорошо свариваемыми.
AISI 430 (12Х17)
Это нержавейка с высоким процентом хрома и низким – углерода. Такое соотношение способствует высокой прочности и одновременно пластичности. AISI 430 хорошо гнется, сваривается, штампуется. Сохраняет свои свойства в коррозионно опасных и серосодержащих средах, устойчива к резким перепадам температуры. Используется в нефтегазовой промышленности, а также в качестве декоративного материала для отделки зданий и помещений.
Виды стали 200-й серии
Пока можно говорить только об одной марке стали в этой серии, но она успешно догоняет своих конкуренток в сериях 300 и 400.
AISI 201 (12Х15Г9НД)
Сталь нержавеющая марки AISI 201 значительно дешевле аналогичной по свойствам нержавейки других серий. В ней дорогой никель частично заменен марганцем и азотом. Выгодно сбалансированный химический состав делает характеристики нержавейки AISI 201 не уступающими AISI 304 и AISI 321. Она нашла свое применение в медицинской и пищевой промышленности. Используется также при изготовлении круглых и профильных труб, которые требуются для создания перил, поручней и ограждений.
Продажа нержавеющего металлопроката по всей России и СНГ
Компания «МетПромСтар» занимается продажей нержавеющей стали всех марок, снабженной сертификатами качества и отвечающей международным стандартам. Гибкое ценообразование и широкий выбор стального проката привлекают в качестве клиентов как крупные предприятия, так и небольшие частные компании. Консультанты «МетПромСтар» готовы ответить на все вопросы по любой марке нержавейки. Доставка осуществляется по всей России и в страны СНГ. Возможно индивидуальное изготовление изделий из нержавейки по эскизам заказчика.
Какие марки нержавеющей стали относятся к пищевым
Нержавеющей или коррозионно-стойкой (простонар. – нержавейка) называется сталь, устойчивая против разрушения под действием атмосферных факторов или в агрессивной среде. Такие свойства обеспечиваются легирующими элементами.
Основной добавкой является хром (Cr). Относительно состава, точного определения того, какой сплав является нержавеющим, нет. По ГОСТ 5632-2014, массовое содержание Cr должно быть не менее 10,5% (у некоторых сталей допускается 7,5%), углерода – не более 1,2%. Хотя и эта норма может быть со временем пересмотрена. В настоящее время ведутся исследования, цель которых – получение стали с наличием Cr до 5% и устойчивостью против коррозии на уровне марок, содержащих 15-17% данного элемента.
В общем случае, если содержание Cr находится в пределах от 13% до 17%, то материал будет коррозионно-стойким в обычной или слабоагрессивной среде. Больше 17% - в агрессивной, в том числе, в 50% азотной кислоте.
Если Cr присутствует в сплаве в достаточном количестве и распределен в нем равномерно, то происходит пассивация. Этот элемент вступает в реакцию с кислородом воздуха и образует на поверхности прозрачную защитную пленку толщиной 130 ангстрем, в виде оксида CrO. Именно она препятствует разрушению материала. Это похоже на протекторный слой алюминия, только намного тоньше.
Емкость ЦКТ 120л под давление 1,5 бар
Емкость с рубашкой охлаждения 2,5 бар 100л
Емкость 100л из нержавейки с пневмо и пылезащитной крышкой
Емкость 200л из нержавейки с пневмо и пылезащитной крышкой
Емкость с рубашкой охлаждения 0 бар коническое дно 100л
Термоизолированная емкость 100л плоское дно
Бочка из нержавеющей стали 1А1 216л
Емкость 200л из нержавеющей стали с плоским дном
Помимо Cr, в нержавеющую сталь вводятся и другие присадки, чтобы получить материал с заданными параметрами. Например, добавка никеля повышает сопротивляемость кислотам. Для улучшения механических характеристик применяют серу. Тантал, ниобий и титан обеспечивают стабильную структуру при высоких температурах. Медь, молибден и марганец локализуют коррозию и повышают сопротивляемость кислотам. Чтобы на выходе была сталь, не ржавеющая в атмосферных условиях, используют фосфор и медь.
История создания и преимущества нержавеющей стали
По одной из версий, в 1913 году, экспериментируя с различными материалами в процессе разработки оружейных стволов, он заметил, что забракованный и выброшенный в дальний угол мастерской хромо-никелевый сплав через много дней продолжал блестеть, как новый. Это первенство оспаривается многими, так как нержавеющие металлы были известны и до указанного времени.
Полученная сталь оказалась превосходным материалом со многими преимуществами:
Прочная, надежная, устойчивая против механических и химических повреждений.
Долговечная, не поддается коррозии.
Легко обрабатывается, в том числе, формуется и сваривается.
Не требует покраски, расходы на содержание практически отсутствуют.
Имеет красивый современный внешний вид, из нее получаются стильные товары.
Отвечает санитарно-гигиеническим требованиям, которые предъявляются к оборудованию пищепрома и бытовой посуде.
Последнее обстоятельство стало причиной того, что нержавеющая сталь, наряду со стеклом и некоторыми видами пластмасс, стала самым популярным материалом, используемым в данной отрасли промышленности. Казалось бы, чтобы узнать, какие марки считаются пищевыми, достаточно открыть справочник (а точнее, марочник) на нужной странице.
Нормативные документы
По нержавеющей стали и продукции из данного материала принято довольно большое количество стандартов. Одним из основных является ГОСТ 5632-2014 «Легированные нержавеющие стали и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные». Кроме того, есть ISO 15510:2010 «Сталь нержавеющая. Химический состав». А также ГОСТ Р 51393-99 и другие - по техническим условиям на прокат, трубы и прочие изделия.
Найти в них указанный выше термин не получится. В ГОСТах, ТУ и прочих нормативных документах нет официального понятия «пищевая нержавеющая сталь». Ни по одной из марок не сказано, что она годится для контакта с продуктами в любой ситуации. В лучшем случае, даются рекомендации по применению в конкретных условиях либо для определенных групп изделий.
Чтобы понять, почему так получается, надо более подробно разобраться с коррозией стали, ее типами и характеристиками.
Виды коррозии нержавеющей стали
Не смотря на то, что нержавеющая сталь считается коррозионно-устойчивой, это совсем не значит, что она не может разрушаться в определенных условиях. Ниже перечислены основные виды коррозии и приведены условия ее возникновения.
Электрохимическая (гальваническая). Возникает, когда сталь и другой материал соприкасаются в электропроводящей среде. Они при этом образуют гальваническую пару, в которой элемент с большим электрохимическим потенциалом работает как катод, а с меньшим - как анод. Последний растворяется, то есть, подвергается коррозии.
Точечная (питтинговая). Разновидность электрохимической, наиболее распространенная. Образуется при локальном разрушении оксидного слоя и недостатке кислорода в этом месте. Образуются небольшие в диаметре, но глубокие полости (питтинги).
Щелевая. Разновидность электрохимической, вторая по степени распространения. Появляется, если между элементами из стали и другого материала есть небольшой зазор, в который поступает агрессивная жидкость, например, с ионами хлоридов. Сначала они накапливаются и вытесняют кислород. Затем в щели формируется анод из стали и катод из другого материала. Пассивирующая пленка разрушается и более не восстанавливается.
Межкристаллитная (межзеренная). Возникает при высоких температурах, например, во время сварки. Причина в том, что в определенных условиях твердое тело расслаивается. По границам зерен образуются фазы, в которых одного из компонентов материала много. А на участках, прилегающих к этим границам, его мало. Коррозия способна проникнуть на большую глубину. В агрессивной среде разрушаются либо обогащенные, либо обедненные участки. Этот тип опасен тем, что изделие обычно сохраняет свой товарный вид, но, под нагрузкой, неожиданно разваливается.
Сенсибилизация (коррозия сварного шва, если в зоне соединения, или ножевая, если в виде узкой полосы). Разновидность межкристаллитной. С поверхности материала выпадают кристаллы. Начинается из-за того, что на границах между зернами теряется хром из-за интерметаллических карбидов. 6 атомов углерода удаляют из нержавейки 23 атома Cr, в результате чего процентное содержание последнего может снизиться в полтора раза. В агрессивной среде центр кристалла является катодом, а граница между зернами – анодом. Из-за этого, через некоторое время, связи ослабевают и кристаллы выпадают.
Контактная. Возникает при соприкосновении нержавейки с углеродистой сталью. Частицы последней остаются на поверхности, образуя аноды, и ржавеют.
Общая. Образуется, когда защитный слой разрушается на всей поверхности. Галогены (хлор, фтор, йод, бром) проникают через пленку и становятся причиной коррозии. По этой причине чистить нержавейку хлорсодержащими средствами не рекомендуется.
Эрозионная. Появляется, когда абразивная жидкость падает на поверхность стали с большой скоростью и разрушает защитный слой.
Говоря о коррозии нержавеющей стали, следует отметить два важных момента. Во-первых, чем более гладкой является поверхность материала, тем лучше он сопротивляется разрушению, при прочих равных условиях. Также большое значение имеет отсутствие кристаллических дефектов и внутренних напряжений. Во-вторых, если оксидная пленка в каком-то месте нарушена, но деталь находится в благоприятных условиях (прежде всего – в присутствии достаточного количества кислорода), то защитный слой может восстановиться самостоятельно. Это следует учитывать при использовании изделий из нержавейки в бедной на кислород среде.
Классификация нержавеющих сталей
Группы по сопротивляемости
По степени сопротивления разрушающему воздействию в разных условиях, нержавейка делится на три группы:
Коррозионно-стойкая. Надежно работает в обычных и слабоагрессивных бытовых и промышленных средах.
Жаростойкая. Устойчива против коррозии в сильноагрессивной среде при высокой температуре.
Жаропрочная. Хорошо сопротивляется механическому разрушению при высокой температуре.
По химическому составу нержавейка делится на:
Хромистые: мартенситные, мартенситно-ферритные, ферритные.
Хромоникелевые: аустенитные, аустенитно-ферритные, аустенитно-мартенситные, аустенитно-карбидные.
Хромомарганцевонинкелевые (классификация аналогична предыдущей).
Стали с двойным названием относятся к двухфазным. Наиболее популярными среди перечисленных видов являются:
Аустенитные. Не магнитные. Самые распространенные в промышленности. Основные составляющие: хром от 15% до 20%, никель от 5% до 15%. Главное достоинство – отличные рабочие и технологические характеристики. Пластичные, прочные, в большинстве сред устойчивы против коррозии, хорошо свариваются и подвергаются тепловой обработке. Склонны к межкристаллитной коррозии, так как «боятся» прокаливания. После добавки ниобия и титана, становятся стабилизированными. Снижение количества углерода до 0,03% также уменьшает подверженность к данному виду разрушения. Обозначение – А.
Мартенситные. Могут быть магнитными. Хром – от 10% до 17%, углерод – до 1%. По сравнению с предыдущими, более твердые и сильнее подвержены коррозии, из-за низкого содержания Cr. Хорошо работают в слабоагрессивной среде и под открытым воздухом. Сложнее в обработке. Механические свойства высокие. Упрочняются после закалки. Обозначение – С.
Ферритные. Магнитные. Хром – от 10% до 30%, углерод – менее 0,1%. Содержат мало углерода, поэтому более мягкие, по сравнению с мартенситными. Достаточно пластичные и прочные, легко обрабатываются. Термообработке не поддаются. Сохраняют прочность и коррозионную устойчивость в окислительных и других агрессивных средах. Недорогие. Обозначение – F.
Среди всех используемых сталей, аустенитные и ферритные составляют 95%. Двухфазные сочетают свойства разных типов. В пищевой промышленности применяются, в основном, стабилизированные аустенитные нержавеющие стали. Для изготовления столовой посуды используют хромоникелевые и хромомарганцевоникелевые разновидности.
Марки нержавейки
Ниже приведены свойства наиболее популярных марок нержавеющей стали. В скобках указаны российские аналоги.
AISI 304 (08Х18Н10). Самая популярная из всех марок, очень широко применяется в пищевой, а также других отраслях промышленности. Прочная, упругая, пластичная, с хорошим набором технических характеристик. Легко сваривается, устойчивая против коррозии в агрессивной среде. Нормально себя «чувствует» при низких и высоких температурах. Межкристаллитная коррозия начинается в области очень высоких температур. Относительно недорогая.
AISI 316 (10Х17Н13М2). «Триста шестнадцатая» - это та же «триста четвертая», но с добавкой молибдена. В результате устойчивость против коррозии еще более усиливается, плюс добавляется способность противостоять разрушению при высоких температурах и в агрессивных кислотных средах. Технические характеристики превосходные, цена доступная. Тоже широко применяется в пищепроме.
AISI 316Т (10Х17Н13М2Т). «Триста шестнадцатая» с добавкой титана отличается повышенной прочностью, хорошо работает при высоких температурах и не «боится» воздействия ионов хлора. Сваривается без проблем, популярна в пищевой промышленности.
AISI 321 (12-08Х18Н10Т). Содержание титана еще более увеличено. Материал легко сваривается, успешно противостоит разрушающим воздействиям при температуре до + 800 град С.
AISI 430 (12Х17). У этой стали довольно много хрома и мало углерода. Материал с таким соотношением получается очень прочный и пластичный. Он хорошо не только сваривается, но и штампуется, сгибается или перфорируется. Устойчив против резких перепадов температуры, надежно противостоит коррозии в опасных средах, в том числе, серосодержащих.
AISI 201 (12Х15Г9НД). Эта сталь намного дешевле аналогов из 300-й или 400-й серии за счет того, что никель частично заменен азотом и марганцем. Химический состав настолько хорошо сбалансирован, что по характеристикам она практически не уступает «304-й» или «321-й».
Рассматривая характеристики различных марок, нетрудно заметить, что в базовый сплав целенаправленно вводятся определенные легирующие элементы для того, чтобы получить материал, наилучшим образом подходящий к конкретным условиям. По этой причине фраза «пищевая нержавеющая сталь» на официальном уровне и не употребляется – марка, хорошо работающая в одной ситуации, окажется мало пригодной в другой. AISI 304 и AISI 316, как самые универсальные, используются наиболее широко. Но, например, AISI 304 L при температурах выше + 425 град С заметно теряет прочность. Где-то надо, чтобы сталь выдерживала очень высокие температуры, а где-то – чтобы не боялась хлора, по одной технологии требуется большая пластичность, по другой – хорошая свариваемость. Таких ситуаций множество, чем и объясняется разнообразие марок. Если же какая-то из них в обиходной речи объявляется пищевой, то имеется в виду лишь то, что она более или менее часто используется в пищепроме. Но это не значит, что она может контактировать с продуктами или пищевым сырьем в любых условиях.
Как определить химический состав нержавеющей стали
Нередко, не только на производстве, но и в быту, возникает желание узнать состав нержавейки, из которой сделан товар. Например, изготовитель заявляет, что в качестве исходного материала для посуды брался сплав с оптимальным соотношением хрома и никеля 18 / 10. Насколько это соответствует действительности?
На предприятиях вопрос определения состава сплава особенно актуален при работе с вторсырьем.
В бытовых условиях, без специальных приборов, сделать это невозможно. Чтобы узнать перечень основных и легирующих компонентов и их содержание, надо выполнить спектральный анализ в лаборатории с помощью стационарного или мобильного анализатора металлов (спектрометра). Можно и прямо в цехе, используя портативную модель. Классический химический анализ (так называемая «мокрая химия») применяется редко, ввиду своей длительности, трудоемкости и необходимости наличия подготовленных специалистов-химиков. Тем не менее, он все еще используется, особенно в арбитражных ситуациях.
Чтобы быстро и без приборов разобраться, подходит ли нержавейка для пищевого производства, можно на некоторое время поместить ее в рабочую среду. Или в раствор уксуса (2%). Если металл потемнеет – не годится.
Как определить, является ли сталь нержавеющей
Определение с помощью магнита – это не показатель. В одной только пищевой промышленности применяются магнитные AISI 420, 430, 440, 441, 439, 630 и немагнитные AISI 304, 316, 904. Многое зависит от присутствия никеля.
Если на металл капнуть щелочь (раствор калиевой или натриевой гидроокиси), то на обычной стали появятся буро-ржавые пятна (гидроокись железа). На нержавейке ничего не изменится. С кислотой (например, концентрированной азотной) - то же самое. У черной стали – интенсивная реакция, с выделением водорода. При наличии большого куска металла и сомнении в его «внутренностях», надо, перед проведением опыта, снять напильником или наждачкой верхний слой.
После окончания эксперимента, желательно нейтрализовать химикаты – раствором уксуса полить щелочь, пищевой содой – засыпать кислоту.
Нержавеющая сталь – это лучший материал для пищевой промышленности. Она прочная, красивая, а главное – подходит по всем санитарно-гигиеническим требованиям.
Читайте также: