Classificazione degli Acciai – Le normative ASTM

Introduzione

Per acciai inossidabili si intendono leghe a base di ferro, cromo e carbonio – eventualmente contenenti altri elementi come Ni, Mo, Si, ecc. – la cui caratteristica principale è la resistenza alla corrosione. Questa caratteristica è dovuta alla loro proprietà di passivarsi in ambiente ossidante, quindi anche all’aria. La passivazione consiste nella formazione di uno strato invisibile di ossido, variabile in funzione di: composizione chimica dell’acciaio, trattamento termico e tipo di ambiente ossidante. Nella tabella seguente ci sono le principali classi di acciai inossidabili.

Acciai Austenitici Sono acciai inossidabili contenenti Cr (16 – 20%), Ni (7 – 18%) e in alcuni tipi Mo (2 – 6%) con un tenore di carbonio di solito inferiore a 0,08%; la presenza di elementi stabilizzanti, ad es. Ti, migliora ulteriormente la resistenza alla corrosione, in particolare quella inter-granulare, e contemporaneamente conferisce maggiore resistenza alle alte temperature.
Acciai Martensitici Sono acciai al solo cromo (11% – 18%) contenenti eventualmente piccole quantità di altri elementi. Caratteristica fondamentale di questi acciai è l’attitudine a migliorare le loro proprietà meccaniche mediante trattamenti termici di tempra e di rinvenimento.
Acciai Ferritici Sono acciai contenenti cromo (12-27%) e carbonio generalmente ≤ 0,20% con eventuali piccole aggiunte di altri elementi. La loro caratteristica principale è di avere una struttura ferritica a qualsiasi temperatura e di non variare le caratteristiche meccaniche nei trattamenti termici.
Acciai Duplex / Super Duplex Il termine Duplex deriva dal fatto che il materiale ha una microstruttura a 2 fasi, formata da grani di acciaio inox ferritico e austenitico, incorporati nello stesso materiale. Il termine Super Duplex denota acciaio duplex ad alte prestazioni, basato su un elevato contenuto di cromo, nichel e molibdeno per migliorare la resistenza alla corrosione.

 

Settori di mercato di interesse

I settori di mercato di interesse sono l’industria Alimentare e Farmaceutica. Gli acciai inox offrono un’eccellente protezione contro la corrosione e sono pertanto ampiamente utilizzati nell’industria alimentare. La gamma di acciai inox disponibili è molto vasta e la scelta del tipo più adatto dipende dalle dinamiche di corrosione del processo produttivo (ioni interessati, PH, temperature) e dalle sostanze chimiche detergenti e antimicrobiche utilizzate. Tuttavia, la scelta è dettata anche dalle sollecitazioni alle quali l’acciaio verrà sottoposto in condizioni di uso e da altri fattori quali lavorabilità meccanica, malleabilità e duttilità, saldabilità, durezza e costo del materiale.

Tra i requisiti supplementari essenziali di sicurezza e di tutela della salute per talune categorie di macchine, si riportano di segutio i punti salienti, per le macchine alimentari e le macchine per prodotti cosmetici o farmaceutici.

Considerazioni generali

Le macchine destinate ad essere utilizzate per prodotti alimentari o per prodotti cosmetici o farmaceutici devono essere progettate e costruite in modo da evitare qualsiasi rischio di infezione, di malattia e di contagio. Vanno osservati i seguenti requisiti:

a) i materiali a contatto o che possono venire a contatto con prodotti alimentari, cosmetici o farmaceutici devono essere conformi alle direttive in materia. La macchina deve essere progettata e costruita in modo tale che detti materiali possano essere puliti prima di ogni utilizzazione; se questo non è possibile devono essere utilizzati elementi monouso;

b) tutte le superfici a contatto con i prodotti alimentari, cosmetici o farmaceutici ad eccezione di quelle degli elementi monouso devono:

– essere lisce e prive di rugosità o spazi in cui possono fermarsi materie organiche. Lo stesso requisito va rispettato per i collegamenti fra le superfici

– essere progettate e costruite in modo da ridurre al minimo le sporgenze, i bordi e gli angoli

– poter essere pulite e disinfettate facilmente, se del caso, dopo aver asportato le parti facilmente smontabili; gli angoli interni devono essere raccordati con raggi tali da consentire una pulizia completa

c) i liquidi e i gas aerosol provenienti da prodotti alimentari, cosmetici o farmaceutici e dai prodotti di pulizia, di disinfezione e di risciacquatura devono poter defluire completamente verso l’esterno della macchina (se possibile in una posizione “pulizia”)

d) la macchina deve essere progettata e costruita al fine di evitare l’ingresso di sostanze o di esseri vivi, in particolare insetti o accumuli di materie organiche, in zone impossibili da pulire

e) la macchina deve essere progettata e costruita in modo che i prodotti ausiliari pericolosi per la salute, inclusi i lubrificanti, non possano entrare in contatto con i prodotti alimentari, cosmetici o farmaceutici. All’occorrenza, la macchina deve essere progettata e costruita per permettere di verificare regolarmente il rispetto di questo requisito.

Specifiche di produzione di tubi in acciaio inossidabile e raccordi

Se destinati all’industria alimentare, la specifica di produzione per tubi in acciaio inossidabile e raccordi è la AS 1528 Tubes (stainless steel) and tube fittings for the food industry(Standard Australia):

  • AS 1528.1 del 2001         Tubi (in acciaio inox) e raccordi per tubi per l’industria alimentare–Tubi
  • AS 1528.2 del 2001         Tubi (in acciaio inox) e raccordi per tubi per l’industria alimentare–Giunti a vite
  • AS 1528.3 del 2001         Tubi (in acciaio inox) e raccordi per tubi per l’industria alimentare–Raccordi saldati alle estremità.

Principali normative di riferimento

Nell’elenco sono descritte le principali norme a cui fare riferimento sono:

  • ASTM A270 – “Standard Specification for Seamless and Welded Austenitic and Ferritic/Austenitic Stainless Steel Sanitary Tubing”. La normaè il principale riferimento per la produzione di tubi e raccordi in acciaio inossidabile per l’industria alimentare.
  • ASTM A376 “Standard Specification for Seamless Austenitic Steel Pipe for High-Temperature Service”
  • ASTM A 403/A 403M
  • ASTM 960 – 960M
  • ASTM 961 – 961M

Trattamenti Termici

Gli acciai inossidabili sono spesso trattati termicamente e la natura del trattamento dipende dal tipo di acciaio e allo scopo che si vuole raggiungere.

Si definisce trattamento termico l’operazione, o la successione di operazioni nel caso di un trattamento complesso, durante la quale l’acciaio viene sottoposto ad uno o più cicli termici, cioè a variazioni entro limiti determinati della temperatura in funzione del tempo.

I principali trattamenti termici spmp:

  • Normalizzazione
  • Ricottura
  • Tempra
  • Rinvenimento
  • Solubilizzazione
  • Bonifica Isometrica
  • Distensione

Tra i requisiti supplementari essenziali di sicurezza e di tutela della salute per talune categorie di macchine, si riportano nella tabella i punti salienti, per le macchine alimentari e le macchine per prodotti cosmetici o farmaceutici.

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