Estudos da corrosividade de produtos Mistolin nas ligas aço inox 304L e 316L

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Correia, Susete Margarida Gomes
Data de Publicação: 2015
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/17172
Resumo: A higienização das infraestruturas de produção é um dos processos de controlo de higiene e qualidade mais importantes na indústria agroalimentar atualmente. Torna-se, assim, importante entender o impacto ao nível da corrosão, que uma higienização diária e eficaz exerce nas ligas de aço inox que compõem a maior parte de tais infraestruturas. A Mistolin S.A. é o principal produtor de produtos de higiene industrial em Portugal e, neste contexto, foi efetuado um estudo que incidiu no efeito corrosivo da aplicação dos produtos Mistolin seguindo a metodologia Clean in Place (CIP) em amostras de duas das ligas mais usadas na indústria agroalimentar, aços inoxidáveis AISI 304L e AISI 316L. Para tal foram efetuadas 365 simulações de CIP (1 ano de serviço) utilizando três pares distintos de produtos Mistolin, estabelecidos pela própria empresa. Estes pares foram definidos como Ensaio 1 (HDC-60 e PAN-50), Ensaio 2 (PAN-FPLUS e DOV-60) e Ensaio 3 (HDC-60 e PAC-55). As amostras foram posteriormente analisadas por Microscopia Eletrónica de Varrimento (MEV) e as micrografias processadas e analisadas utilizando o programa informático ImageJ. Adicionalmente foram efetuados ensaios eletroquímicos numa célula de três elétrodos (com elétrodos de trabalho construídos para este fim específico), para cada um dos produtos Mistolin em estudo de forma a analisar o comportamento eletroquímico e a velocidade de corrosão da cada par liga/produto. A análise MEV mostrou evidências de corrosão localizada ao nível microscópico, com área atacada entre 5,2% e 8,5% na liga 304L e entre 2,9% e 9,5% na liga 316L. A frequência de picada situou-se nas gamas 48-123 e 86-157 para as ligas 304L e 316L, respetivamente. As picadas apresentaram profundidade semelhante, aparentemente entre 1 a 5 μm. A partir da análise de MEV e das medidas eletroquímicas, foi possível estimar os valores anuais de perda de espessura por corrosão (uniforme) obtendo-se um intervalo entre 0,052 μm e 0,54 μm, onde o Ensaio 2 mostrou ser o mais agressivo e a liga 316L apresentou uma resistência à corrosão duas a três vezes superior à da liga 304L. Os valores obtidos por análise das imagens de MEV e pelos métodos eletroquímicos (extrapolação das retas de Tafel e resistência de polarização) encontraram-se sempre dentro da mesma ordem de grandeza. Atendendo aos resultados obtidos, pode concluir-se que a utilização dos produtos Mistolin estudados provoca baixos níveis de corrosão durante a higienização na presença das ligas 304L e 316L, assegurando a durabilidade dos materiais que compõem as infraestruturas de produção na indústria agroalimentar. Deve ser referido, contudo, que este estudo foi desenvolvido em chapas planas e não contemplou casos onde existiam interstícios, elementos de união (anilhas, porcas e parafusos), cordões de solda e ligação de metais dissimilares e agitação do meio líquido.
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Estes pares foram definidos como Ensaio 1 (HDC-60 e PAN-50), Ensaio 2 (PAN-FPLUS e DOV-60) e Ensaio 3 (HDC-60 e PAC-55). As amostras foram posteriormente analisadas por Microscopia Eletrónica de Varrimento (MEV) e as micrografias processadas e analisadas utilizando o programa informático ImageJ. Adicionalmente foram efetuados ensaios eletroquímicos numa célula de três elétrodos (com elétrodos de trabalho construídos para este fim específico), para cada um dos produtos Mistolin em estudo de forma a analisar o comportamento eletroquímico e a velocidade de corrosão da cada par liga/produto. A análise MEV mostrou evidências de corrosão localizada ao nível microscópico, com área atacada entre 5,2% e 8,5% na liga 304L e entre 2,9% e 9,5% na liga 316L. A frequência de picada situou-se nas gamas 48-123 e 86-157 para as ligas 304L e 316L, respetivamente. As picadas apresentaram profundidade semelhante, aparentemente entre 1 a 5 μm. A partir da análise de MEV e das medidas eletroquímicas, foi possível estimar os valores anuais de perda de espessura por corrosão (uniforme) obtendo-se um intervalo entre 0,052 μm e 0,54 μm, onde o Ensaio 2 mostrou ser o mais agressivo e a liga 316L apresentou uma resistência à corrosão duas a três vezes superior à da liga 304L. Os valores obtidos por análise das imagens de MEV e pelos métodos eletroquímicos (extrapolação das retas de Tafel e resistência de polarização) encontraram-se sempre dentro da mesma ordem de grandeza. Atendendo aos resultados obtidos, pode concluir-se que a utilização dos produtos Mistolin estudados provoca baixos níveis de corrosão durante a higienização na presença das ligas 304L e 316L, assegurando a durabilidade dos materiais que compõem as infraestruturas de produção na indústria agroalimentar. Deve ser referido, contudo, que este estudo foi desenvolvido em chapas planas e não contemplou casos onde existiam interstícios, elementos de união (anilhas, porcas e parafusos), cordões de solda e ligação de metais dissimilares e agitação do meio líquido.The hygienisation of production infrastructures is one of the most important hygiene and quality control processes in the food industry, nowadays. Thus, it is important to understand the impact at the level of corrosion that a daily and effective hygienisation exerts in the stainless steel alloys that comprise the majority of such infrastructures. Mistolin SA is the leading producer of industrial hygiene products in Portugal and in this context, a study focusing the corrosive effect of the application of Mistolin products was conducted following the Clean in Place (CIP) methodology in samples of the 304L and 316L alloys, two of the most used in the food industry. For this purpose 365 CIP simulations (1 year service) were performed using three different pairs of Mistolin products, chosen by the company. These pairs were defined as Test 1 (HDC-60 and PAN-50), Test 2 (PAN-FPLUS and DOV-60) and Test 3 (HDC-60 and PAC-55). Samples were subsequently analyzed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and micrographs were processed and analyzed using the software ImageJ. Furthermore electrochemical tests were conducted on a three electrode electrochemical cell with custom made working electrodes in order to analyse the electrochemical behaviour and estimate the corrosion rate of each alloy/cleaning product pair. SEM analysis showed evidences of localized corrosion at the microscopic level, with attacked areas between 5.2% and 8.5% in 304L and between 2.9% and 9.5% in 316L. The pitting frequency was in the ranges 48-123 and 86-157 for 304L and 316L, respectively. The pits depths were similar, apparently between 1 and 5 μm. From the analysis of the SEM and electrochemical results, it was possible to estimate the yearly penetration depth from (uniform) corrosion as being in the interval between 0.052 μm and 0.54 μm. Test 2 was the most aggressive and the 316L alloy showed a corrosion resistance two to three times higher than the 304L alloy. The values obtained from SEM and electrochemical methods (Tafel extrapolation or polarization resistance) were always in the same order of magnitude. Based on the results, it is possible to conclude that the use of Mistolin products during hygienisation causes low corrosion of the 304L and 316L alloys, ensuring the durability of the materials that comprise the production infrastructures in food industry. However, it must be stressed that this study focused only on flat panels and did not include cases involving crevices, joining elements (nuts, bolts, and washers), welds or dissimilar metal connection and liquid agitation.Universidade de Aveiro2017-04-05T17:54:48Z2015-01-01T00:00:00Z2015info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10773/17172porCorreia, Susete Margarida Gomesinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2024-02-22T11:32:52Zoai:ria.ua.pt:10773/17172Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-20T02:52:22.333669Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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