"Nehrđajući čelik ne bi smio hrđati!"
Vrlo često možemo čuti kako nehrđajući čelik ne bi smio hrđati, što nažalost nije uvijek potpuno točno. Godinama se nehrđajući
čelik koristi u ugostiteljstvu, proizvodnji hrane i pića, te farmaceutskoj industriji, te su pritom rezultati najčešće zadovoljavajući. Nažalost, ponekad dođe do
situacija, kada nehrđajući čelik ne zadovolji svoju prvotnu namjenu, odnosno počne hrđati.
Nehrđajući lim u rolama
Nehrđajući čelik, korozijski postojani čelik, inox i prokrom su sinonimi za slitinu čelika i najmanje 10,5% kroma.
1913. godine engleski metalurg Harry Brearly je radeći na projektu poboljšavanja učinka cijevi pušaka, slučajno otkrio kako dodavanjem kroma niskougljičnom čeliku dolazi do otpornosti na oštećenja, odnosno na koroziju. Nakon tog otkrića, Brearly se okrenuo proizvodnji pribora za jelo, koje je do tada najčešće bilo izrađivano od srebra, te je bilo izrazito teško za održavanje. Slijedeće godine, njemačka firma Krupp je počela sa eksperimentima, te je u navedenu slitinu dodala i nikal, te je njihov nehrđajući čelik imao još jednu prednost, a to je da je bio mekši i lakši za obrađivanje. Uz ugljik i krom, moderni nehrđajući čelik može također u sebi sadržavati i nikl, molibden i titan. Ipak, glavni element svakog nehrđajućeg čelika je krom, koji mu daje otpornost od hrđanja. Krom se u čeliku spaja sa kisikom iz atmosfere i formira tanak, nevidljivi sloj nazvan “pasivni film”.
Veličine atoma kroma i kisika su slične tako da skladno prijanjaju jedni uz druge na površinu metala, formirajući stabilan sloj debljine tek nekoliko atoma. Ako se metalna površina izgrebe ili se na bilo koji drugi način ošteti zaštitni sloj, više kisika će se na tom mjestu vrlo brzo nakupiti i formirati i oporaviti izloženu površinu, štiteći je tako od daljnje korozije. Treba voditi računa o tome kako nehrđajući čelik ima slabu otpornost na koroziju u okruženjima, odnosno okolišima sa malom ili nikakvom cirkulacijom kisika.
Nehrđajući čelik zbog svog kemijskog sastava ima povećanu otpornost na koroziju. Usprkos tome, ovisno o sastavu, te okolini u kojoj se nalazi (npr. priobalno područje ili atmosfera koja sadrži i tragove slobodnog željeza ili klora) čelik se različito korozijski ponaša, te može doći do interkristalne, pukotinske ili neke druge vrste korozije. Kako bi se izbjegla, odnosno minimizirala korozija materijala od nehrđajućeg čelika, provodi se proces kemijskog pranja i pasivizacije. Tim se postupkom s površine materijala uklanja slobodno željezo (glavni razlog korozije inoxa), ostale nečistoće te diskoloracija (razni željezni oksidi) i ostaci varenja oko zavara koji onemogućuju stvaranje zaštitnog (pasivnog) filma krom oksida koji štiti nehrđajući čelik (inox) od korozije.
Nehrđajući ili korozijski postojani čelici dijele se prema nastaloj mikrostrukturi, a za primjenu u ugostiteljstvu su nam bitni: feritni i austenitni.
Feritni nehrđajući čelici sadrže 12 - 18% kroma i manje od 0,1% ugljika. Svojstva feritnih nehrđajućih čelika: magnetični, teži za savijanje, neki tipovi teže zavarljivi, izvrsna otpornost na vibracije, dobra obradljivost odvajanjem čestica (bolja od austenitnih), nisu osjetljivi na pojavu napetosne korozije, dodatkom molibdena povećava im se otpornost na jamičastu koroziju, ekonomski prihvatljiviji od ostalih nehrđajućih čelika, skloni lomu pri niskim temperaturama. Uklanjanje ili smanjenje navedenih nedostataka može se postići povišenjem udjela kroma, sniženjem udjela ugljika, te legiranjem s molibdenom i niklom (eventualno titanom i niobijem).
Primjer: AISI 430 - primjene kao korozijski postojani pribor za jelo (osim oštrice noža), dijelovi kućanskih aparata, dijelovi uređaja u proizvodnji dušične kiseline i sapuna, u petrokemijskoj industriji, prehrambenoj industriji itd.
Austenitni nehrđajući čelici uglavnom sadrže 0,02 - 0,15% ugljika, 16 - 24% kroma, 8 - 20% nikla, uz moguće dodavanje određene količine molibdena, titanija, niobija, tantala, dušika. Glavna prednost ove skupine čelika je otpornost na interkristalnu koroziju, a glavni nedostatak austenitnih čelika predstavlja sniženje granice razvlačenja zbog manjeg udjela ugljika. Svojstva austenitnih nehrđajućih čelika: nemagnetični su, nema mogućnosti usitnjavanja zrna, veće su napetosti i deformacije tijekom zavarivanja nego kod feritnih čelika, odlična plastičnost, legiranjem s molibdenom, volframom i vanadijem postiže se dobra otpornost prema puzanju pri temperaturama iznad 600°C, visoka žilavost, oksidacijska i korozijska otpornost, visok odnos čvrstoća/masa, dobra svojstva pri niskim temperaturama, postojana austenitna struktura od "solidus" temperature do ispod sobne temperature, kubično plošno centrirana kristalna rešetka koja osigurava visoku deformabilnost, nisu skloni povećanju kristalnog zrna u zoni utjecaja topline tijekom zavarivanja. Primjenjuju se u prehrambenoj, kemijskoj, farmaceutskoj, tekstilnoj, filmskoj i foto industiji, industriji celuloze i papira, za izradu kućanskih aparata, za izradu ugostiteljske opreme, za proizvodnju kirurških i medicinskih instrumenata itd.
Najčešće primjenjivani austenitni čelici su: AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321, AISI 310S
Tablica najčešćih vrsta nehrđajućih čelika
Danas se u proizvodnji ugostiteljske opreme koriste slijedeće vrste nehrđajućih čelika:
a) AISI 304 (W.Nr.1.4301)
b) AISI 316 L (W.Nr.1.4404)
c) AISI 430 (W.Nr.1.4016)
AISI 304 je austenitni 18/10 Cr-Ni čelik otporan na kiseline, koji je zbog niskog % ugljika interkistalinično otporan nakon zavarivanja kod debljine limova do 6mm i bez naknadne toplinske obrade. Dopušten je za temperature do 300°C. Zavarivanje je dobro svim električnim postupcima. Inox ima vrlo dobru podobnost poliranja i dobru sposobnost preoblikovanja dubokim vučenjem i valjanjem itd. Osim relativno dobre otpornosti na koroziju, dobre plastične obradivosti i otpornosti na temperature do -200 C imaju nešto stabilnije vrijednosti čvrstoće i tvrdoće uz povećanu istezljivost i malu toplinsku vodljivost.
Primjena: Inox WNr 1.4301 otporan je na vodu, vodenu paru, vlažnost zraka, konzumne kiseline kao i na slabe organske i anorganske kiseline. Ima mnogostrane mogućnosti primjene npr. u prehrambenoj industriji, proizvodnji ugostiteljske opreme, proizvodnji pića, mljekarstvu, pivovarama i podrumarstvu, farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji, izradi kemijskih aparata, arhitekturi, automobilskoj industriji, za kućanske predmete i aparate, sanitarne uređaje itd.
AISI 316L je austenitni, Cr-Ni čelik, legiran s (Mo), ima vrlo niski sadržaj ugljika i relativno je dobro otporan na koroziju, naročito na interkristalnu. Polira se na visoki sjaj. Dopušten je za temperature do 400°C. Na našim prostorima još se naziva " morski inox ".
Primjena: Čelik se upotrebljava u kemijskoj, prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Od njega se radi kompletna oprema za postrojenja primjerice u mljekarstvu, proizvodnji voćnih sokova, likera itd.
AISI 430 je 17 %-tni krom-čelik sa dobrom otpornosti na koroziju. Svojstva poliranja su izvrsna kao i sposobnost savijanja. Rastezanje je moguće samo u malim granicama. Pri preoblikovanju treba obratiti pozornost da čelik na temperaturama ispod 20° C postaje krhak. Oštri rubovi paralelno s smjerom valjanja treba izbjegavati. Varenje je moguće električnim postupkom, na mjestu varenja nastaju krhotine i smanjuje se otpornost na koroziju. Rastezljivost se može usporediti s bilo kojim čelikom koji ima leguru.
Primjena: visoki udio kroma daje materijalu visoku otpornost na vodu, vodenu paru, vlažnost zraka, kao i slabije kiseline. Mogućnosti primjene su mnogobrojne: na primjer za kućanske ili kuhinjske aparate, u uslužnim djelatnostima, pri proizvodnji hrane ili pića, u industriji namještaja, unutarnjoj arhitekturi, medicinskoj tehnici i u posebnim granama kemijske industrije, za sanitarije, proizvodnju radijatora, klima-uređaja i mnogim drugim područjima.
Nehrđajući lim u pločama
Nehrđajući lim u rolama
Što je nehrđajući čelik?
Nehrđajući čelik, korozijski postojani čelik, inox i prokrom su sinonimi za slitinu čelika i najmanje 10,5% kroma.
1913. godine engleski metalurg Harry Brearly je radeći na projektu poboljšavanja učinka cijevi pušaka, slučajno otkrio kako dodavanjem kroma niskougljičnom čeliku dolazi do otpornosti na oštećenja, odnosno na koroziju. Nakon tog otkrića, Brearly se okrenuo proizvodnji pribora za jelo, koje je do tada najčešće bilo izrađivano od srebra, te je bilo izrazito teško za održavanje. Slijedeće godine, njemačka firma Krupp je počela sa eksperimentima, te je u navedenu slitinu dodala i nikal, te je njihov nehrđajući čelik imao još jednu prednost, a to je da je bio mekši i lakši za obrađivanje. Uz ugljik i krom, moderni nehrđajući čelik može također u sebi sadržavati i nikl, molibden i titan. Ipak, glavni element svakog nehrđajućeg čelika je krom, koji mu daje otpornost od hrđanja. Krom se u čeliku spaja sa kisikom iz atmosfere i formira tanak, nevidljivi sloj nazvan “pasivni film”.
Veličine atoma kroma i kisika su slične tako da skladno prijanjaju jedni uz druge na površinu metala, formirajući stabilan sloj debljine tek nekoliko atoma. Ako se metalna površina izgrebe ili se na bilo koji drugi način ošteti zaštitni sloj, više kisika će se na tom mjestu vrlo brzo nakupiti i formirati i oporaviti izloženu površinu, štiteći je tako od daljnje korozije. Treba voditi računa o tome kako nehrđajući čelik ima slabu otpornost na koroziju u okruženjima, odnosno okolišima sa malom ili nikakvom cirkulacijom kisika.
Nehrđajući čelik zbog svog kemijskog sastava ima povećanu otpornost na koroziju. Usprkos tome, ovisno o sastavu, te okolini u kojoj se nalazi (npr. priobalno područje ili atmosfera koja sadrži i tragove slobodnog željeza ili klora) čelik se različito korozijski ponaša, te može doći do interkristalne, pukotinske ili neke druge vrste korozije. Kako bi se izbjegla, odnosno minimizirala korozija materijala od nehrđajućeg čelika, provodi se proces kemijskog pranja i pasivizacije. Tim se postupkom s površine materijala uklanja slobodno željezo (glavni razlog korozije inoxa), ostale nečistoće te diskoloracija (razni željezni oksidi) i ostaci varenja oko zavara koji onemogućuju stvaranje zaštitnog (pasivnog) filma krom oksida koji štiti nehrđajući čelik (inox) od korozije.
Vrste nehrđajućeg čelika
Nehrđajući ili korozijski postojani čelici dijele se prema nastaloj mikrostrukturi, a za primjenu u ugostiteljstvu su nam bitni: feritni i austenitni.
Feritni nehrđajući čelici
Feritni nehrđajući čelici sadrže 12 - 18% kroma i manje od 0,1% ugljika. Svojstva feritnih nehrđajućih čelika: magnetični, teži za savijanje, neki tipovi teže zavarljivi, izvrsna otpornost na vibracije, dobra obradljivost odvajanjem čestica (bolja od austenitnih), nisu osjetljivi na pojavu napetosne korozije, dodatkom molibdena povećava im se otpornost na jamičastu koroziju, ekonomski prihvatljiviji od ostalih nehrđajućih čelika, skloni lomu pri niskim temperaturama. Uklanjanje ili smanjenje navedenih nedostataka može se postići povišenjem udjela kroma, sniženjem udjela ugljika, te legiranjem s molibdenom i niklom (eventualno titanom i niobijem).
Primjer: AISI 430 - primjene kao korozijski postojani pribor za jelo (osim oštrice noža), dijelovi kućanskih aparata, dijelovi uređaja u proizvodnji dušične kiseline i sapuna, u petrokemijskoj industriji, prehrambenoj industriji itd.
Austenitni nehrđajući čelici
Austenitni nehrđajući čelici uglavnom sadrže 0,02 - 0,15% ugljika, 16 - 24% kroma, 8 - 20% nikla, uz moguće dodavanje određene količine molibdena, titanija, niobija, tantala, dušika. Glavna prednost ove skupine čelika je otpornost na interkristalnu koroziju, a glavni nedostatak austenitnih čelika predstavlja sniženje granice razvlačenja zbog manjeg udjela ugljika. Svojstva austenitnih nehrđajućih čelika: nemagnetični su, nema mogućnosti usitnjavanja zrna, veće su napetosti i deformacije tijekom zavarivanja nego kod feritnih čelika, odlična plastičnost, legiranjem s molibdenom, volframom i vanadijem postiže se dobra otpornost prema puzanju pri temperaturama iznad 600°C, visoka žilavost, oksidacijska i korozijska otpornost, visok odnos čvrstoća/masa, dobra svojstva pri niskim temperaturama, postojana austenitna struktura od "solidus" temperature do ispod sobne temperature, kubično plošno centrirana kristalna rešetka koja osigurava visoku deformabilnost, nisu skloni povećanju kristalnog zrna u zoni utjecaja topline tijekom zavarivanja. Primjenjuju se u prehrambenoj, kemijskoj, farmaceutskoj, tekstilnoj, filmskoj i foto industiji, industriji celuloze i papira, za izradu kućanskih aparata, za izradu ugostiteljske opreme, za proizvodnju kirurških i medicinskih instrumenata itd.
Najčešće primjenjivani austenitni čelici su: AISI 304, AISI 304L, AISI 316, AISI 316L, AISI 316Ti, AISI 321, AISI 310S
Tablica najčešćih vrsta nehrđajućih čelika
Ugostiteljska oprema i nehrđajući čelici
Danas se u proizvodnji ugostiteljske opreme koriste slijedeće vrste nehrđajućih čelika:
a) AISI 304 (W.Nr.1.4301)
b) AISI 316 L (W.Nr.1.4404)
c) AISI 430 (W.Nr.1.4016)
AISI 304
AISI 304 je austenitni 18/10 Cr-Ni čelik otporan na kiseline, koji je zbog niskog % ugljika interkistalinično otporan nakon zavarivanja kod debljine limova do 6mm i bez naknadne toplinske obrade. Dopušten je za temperature do 300°C. Zavarivanje je dobro svim električnim postupcima. Inox ima vrlo dobru podobnost poliranja i dobru sposobnost preoblikovanja dubokim vučenjem i valjanjem itd. Osim relativno dobre otpornosti na koroziju, dobre plastične obradivosti i otpornosti na temperature do -200 C imaju nešto stabilnije vrijednosti čvrstoće i tvrdoće uz povećanu istezljivost i malu toplinsku vodljivost.
Primjena: Inox WNr 1.4301 otporan je na vodu, vodenu paru, vlažnost zraka, konzumne kiseline kao i na slabe organske i anorganske kiseline. Ima mnogostrane mogućnosti primjene npr. u prehrambenoj industriji, proizvodnji ugostiteljske opreme, proizvodnji pića, mljekarstvu, pivovarama i podrumarstvu, farmaceutskoj i kozmetičkoj industriji, izradi kemijskih aparata, arhitekturi, automobilskoj industriji, za kućanske predmete i aparate, sanitarne uređaje itd.
AISI 316L
AISI 316L je austenitni, Cr-Ni čelik, legiran s (Mo), ima vrlo niski sadržaj ugljika i relativno je dobro otporan na koroziju, naročito na interkristalnu. Polira se na visoki sjaj. Dopušten je za temperature do 400°C. Na našim prostorima još se naziva " morski inox ".
Primjena: Čelik se upotrebljava u kemijskoj, prehrambenoj i farmaceutskoj industriji. Od njega se radi kompletna oprema za postrojenja primjerice u mljekarstvu, proizvodnji voćnih sokova, likera itd.
AISI 430
AISI 430 je 17 %-tni krom-čelik sa dobrom otpornosti na koroziju. Svojstva poliranja su izvrsna kao i sposobnost savijanja. Rastezanje je moguće samo u malim granicama. Pri preoblikovanju treba obratiti pozornost da čelik na temperaturama ispod 20° C postaje krhak. Oštri rubovi paralelno s smjerom valjanja treba izbjegavati. Varenje je moguće električnim postupkom, na mjestu varenja nastaju krhotine i smanjuje se otpornost na koroziju. Rastezljivost se može usporediti s bilo kojim čelikom koji ima leguru.
Primjena: visoki udio kroma daje materijalu visoku otpornost na vodu, vodenu paru, vlažnost zraka, kao i slabije kiseline. Mogućnosti primjene su mnogobrojne: na primjer za kućanske ili kuhinjske aparate, u uslužnim djelatnostima, pri proizvodnji hrane ili pića, u industriji namještaja, unutarnjoj arhitekturi, medicinskoj tehnici i u posebnim granama kemijske industrije, za sanitarije, proizvodnju radijatora, klima-uređaja i mnogim drugim područjima.
Nehrđajući lim u pločama