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Um engenheiro de uma fábrica de alimentos solicita uma corrente em aço inoxidável nº 40 para substituir uma corrente em aço carbono nº 40. Mesmo passo, mesmas rodas dentadas, substituição direta. Em seguida, a linha opera com capacidade reduzida por seis meses até que a corrente falhe precocemente e ninguém entenda o motivo.
O motivo está nos valores de carga de trabalho e é muito maior do que a maioria das pessoas espera.
Cargas de trabalho publicadas em tamanhos ANSI correspondentes:
O aço inoxidável suporta aproximadamente um décimo da carga de trabalho do aço carbono no mesmo tamanho ANSI.
| Nº ANSI | Espaçamento | Carga de trabalho em aço inoxidável | Carga de trabalho em aço carbono | Multa |
| #25 | 0.250" | 15 lbf | 140 lbf | 9,3x |
| #35 | 0.375" | 40 lbf | 560 lbf | 14,0x |
| #40 | 0.500" | 95 lbf | 940 lbf | 9,9x |
| #50 | 0.625" | 150 lbf | 1.620 lbf | 10,8x |
| #60 | 0.750" | 190 a 230 lbf | 2.470 lbf | 13,0x |
Uma corrente inoxidável #40 suporta 95 lbf onde a equivalente em aço carbono suporta 940 lbf. Essa não é uma redução pequena. É uma ordem de grandeza.
As dimensões são idênticas, o que exatamente torna isso perigoso. Uma corrente inoxidável #40 funciona em uma catraca #40, se encaixa nas mesmas proteções e é medida com as mesmas ferramentas. Nada o alerta, exceto o catálogo.
Um fabricante responde diretamente à pergunta em sua página de perguntas frequentes, questionado se correntes de aço carbono podem ser substituídas por correntes inoxidáveis:
Não. Os aços inoxidáveis 304 e 316 são naturalmente materiais moles e suas cargas máximas de trabalho são significativamente menores do que as das correntes de aço carbono.
Dois mecanismos, ambos metalúrgicos.
O aço inoxidável austenítico não pode ser endurecido por tratamento térmico. Tanto o 304 quanto o 316 são recozidos em solução a 1010–1120 °C e resfriados rapidamente. Não há etapa de têmpera e revenimento que aumente a dureza superficial, pois essa liga não responde a esse processo. Os componentes de corrente em aço carbono são endurecidos. Os componentes em aço inoxidável permanecem macios.
Menor resistência à tração da base. Mesmo antes de o endurecimento entrar em cena, as ligas de aço inoxidável usadas em correntes apresentam menor resistência à tração do que os aços carbono usados em correntes convencionais.
Há um terceiro efeito prático importante de se conhecer: o aço inoxidável retém mais calor em operação, o que afeta ainda mais a resistência à tração e a vida útil por desgaste.
Assim, a corrente é mais macia na interface entre pino e bucha — local onde todo o desgaste da corrente ocorre — e é mais fraca nas chapas.
Uma vez aceita a penalidade de resistência, a escolha da classe depende da resistência aos cloretos.
A diferença é o molibdênio. O aço inoxidável 316 contém de 2 a 3 % de Mo; o 304 não contém nenhum. Essa única adição é o que torna o 316 resistente à corrosão por pites em ambientes com cloretos.
A forma-padrão de quantificar isso é o Número Equivalente de Resistência à Corrosão por Pites (PREN):
PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N
o 304 apresenta um PREN na faixa dos altos dezessete. O 316 atinge um valor significativamente mais alto devido ao termo do molibdênio. Quanto maior o PREN, melhor a liga resiste aos ataques localizados de corrosão por pites.
Onde isso importa numa planta de processamento de alimentos:
·Solução salina, cura, conservação em vinagre — 316, sem discussão
·Processamento de Frutos do Mar — 316, os cloretos estão em toda parte
· Água de lavagem clorada — 316, se as concentrações forem significativas
· Padaria, produtos secos, manipulação geral de alimentos — O aço inoxidável 304 normalmente é suficiente
·Laticínios — Depende da química de limpeza; verifique os ciclos alcalino e ácido
O índice PREN prevê a resistência à corrosão por pites. Não prevê fissuração por corrosão sob tensão, corrosão por frestas em geometrias apertadas ou comportamento em ácidos fortes. Trate-o como uma ferramenta de classificação, não como uma garantia.
Se a carga exceder o que o aço inoxidável consegue suportar no tamanho necessário, a resposta muitas vezes não é uma corrente de aço inoxidável maior.
Corrente de aço carbono com revestimento de níquel ou zinco recupera grande parte da carga de trabalho enquanto ainda resiste à corrosão leve, a um custo inferior ao do aço inoxidável. Em aplicações onde o requisito principal é resistência à corrosão — e não conformidade com normas de contato com alimentos — essa é frequentemente a solução de engenharia mais adequada.
Onde não funciona: contato direto com alimentos, lavagem intensa com soluções alcalinas e qualquer local em que o revestimento possa descascar e contaminar o produto. O revestimento é uma camada superficial; o aço inoxidável é resistente à corrosão em toda a sua seção.
As orientações publicadas nomeiam estes casos explicitamente:
· Transmissão de potência pesada — equipamentos agrícolas, redutores industriais, acionamentos de alto torque, onde a capacidade de carga por passo é o fator determinante
· Acionamentos de alta velocidade — a maioria das correntes inoxidáveis, incluindo modelos com pinos ocos, possui velocidade máxima classificada inferior à das correntes de aço carbono devido à diferença de dureza
Se não houver problema de corrosão ou contaminação, o aço carbono, com capacidade de carga útil 10 vezes maior por dólar, quase sempre constitui a especificação mais adequada.
Correntes inoxidáveis de passo duplo estão disponíveis e são úteis para transporte lento. As versões inoxidáveis de passo duplo equivalentes às séries #40, #50, #60 e #80 suportam, respectivamente, 95, 150, 230 e 390 lbf, com passos de 1,0", 1,25", 1,5" e 2,0".
Observe que, em aço inoxidável, há frequentemente sem nenhum elo de passo único #80 ou maior em estoque em todos os locais. O equivalente #80 existe apenas como corrente de passo duplo. Se o seu projeto exigir aço inoxidável de passo único pesado, verifique a disponibilidade antes de confirmar o pedido.
Aço inoxidável com pino oco está em estoque nos tamanhos #40, #50 e #60, com diâmetros de furo do pino de 0,157", 0,202" e 0,236". Curiosamente, a corrente de passo #60 com pino oco tem classificação superior à corrente padrão de aço inoxidável #60: 230 lbf contra 190 lbf, devido à diferença na construção.
A escolha do material é apenas uma parte da conformidade com normas alimentares.
FDA 21 CFR 178.3570 abrangem lubrificantes com contato alimentar incidental. Essa é a base da norma H1 para lubrificantes. Se o lubrificante da corrente puder entrar em contato com o produto, ele deverá estar em conformidade.
Registro NSF H1 é a forma prática de demonstrar a conformidade do lubrificante. Especifique lubrificante H1 para qualquer corrente posicionada acima ou ao lado de produtos expostos.
EC 1935/2004 é o regulamento-quadro da UE para materiais em contato com alimentos: os materiais não devem transferir constituintes para os alimentos em quantidades que coloquem em risco a saúde humana ou alterem sua composição, sabor ou odor.
padrões Sanitários 3-A projeto de equipamentos de cobertura para facilitar a limpeza em processamento lácteo e alimentar. Eles afetam mais a forma como a corrente é protegida e suportada do que a própria corrente.
Um ponto que chama a atenção das pessoas: passificação . O aço inoxidável resiste à corrosão devido a uma camada de óxido de cromo. A limpeza agressiva, e particularmente o contato com ferramentas de aço carbono que deixam ferro incorporado, danifica essa camada. Correntes que enferrujam em instalações alimentares são normalmente aço inoxidável contaminado, e não um grau inadequado.
O método é direto, assim que se aceita a redução de capacidade:
1. Calcule a tensão real da corrente a partir do torque e do diâmetro primitivo da engrenagem
2. Aplique seu fator de serviço para cargas de impacto
3. Compare com a carga de trabalho do aço inoxidável, não com o valor do aço carbono
4. Se não for adequado, aumente o passo, adicione fileiras ou reavalie se realmente precisa de aço inoxidável
Aumentar um ou dois tamanhos é normal. Uma transmissão que necessita de corrente #40 em aço carbono pode exigir #60 ou #80 em aço inoxidável, com rodas dentadas e proteções compatíveis. Inclua esse custo na fase de projeto, em vez de descobri-lo durante a comissionamento.
Posso simplesmente usar uma corrente maior em aço inoxidável?
Sim, e muitas vezes você deve. Consulte a tabela de carga de trabalho em vez de presumir que aumentar um tamanho seja suficiente; a diferença é grande.
O aço inoxidável 316 é mais resistente que o 304?
Não. Ambos apresentam propriedades mecânicas semelhantes na condição recozida. O 316 é mais resistente à corrosão, não mais resistente mecanicamente. Ambos sofrem a mesma penalidade de resistência em comparação com o aço carbono.
Por que minha corrente em aço inoxidável enferrujou?
Muito provavelmente devido à contaminação por ferro proveniente de ferramentas ou utensílios de limpeza em aço carbono, o que degrada a camada passiva. A repassivação pode recuperá-la. Outra causa comum é o ataque por cloretos ao 304, onde o 316 seria necessário.
Posso usar corrente em aço inoxidável nas minhas rodas dentadas existentes?
Dimensionalmente, sim, as dimensões ANSI são idênticas. A verdadeira questão é se o acionamento pode operar com a carga de trabalho reduzida.
Qual é a faixa de temperatura suportada por correntes em aço inoxidável?
Mais larga do que o aço carbono em ambas as extremidades, o que constitui uma de suas reais vantagens. Consulte os valores específicos nos dados do fabricante da corrente para a sua classe e construção.
Preciso de lubrificante H1 se a corrente estiver abaixo do produto?
Sim, caso haja qualquer possibilidade de contato incidental. Salpicos, gotejamentos e névoa aerotransportada são todos considerados. A maioria das instalações padroniza o uso de lubrificante H1 em toda a zona alimentar, em vez de gerenciar dois tipos diferentes de lubrificantes.
A Tianjin HaoRongShengYe Electrical Equipment Co., Ltd. fornece correntes de rolos e rodas dentadas em aço inoxidável 304 e 316 para processamento de alimentos, além de aço carbono galvanizado a níquel e a zinco, quando o requisito principal é resistência à corrosão, e não conformidade com os padrões de contato com alimentos. Envie-nos a tensão real da corrente e a composição química do processo de lavagem (washdown), e dimensionaremos com base na carga de trabalho admissível do aço inoxidável, e não no valor correspondente ao aço carbono.