Oxidación del acero inoxidable en aire costero

Dónde se instala el acero

Una planta láctea es un edificio de acero inoxidable por el que circula leche. La leche cruda se recibe y almacena, se pasteuriza, se homogeniza, se fermenta y se envasa, y cada uno de esos pasos se realiza mediante tuberías. Lo que sostiene las tuberías no es llamativo: soportes de tuberías, patas de equipos, estructuras de plataformas. Pero es el esqueleto sobre el que se sostiene toda la línea, y se encuentra dentro de la misma envolvente higiénica que el producto.

Esta planta procesa productos lácteos en la costa australiana. La distancia al agua lo define todo.

Dónde comienza la oxidación del acero inoxidable en aire costero

El acero inoxidable no es inerte. Está protegido. La protección consiste en una película de óxido de cromo de unos pocos átomos de espesor, que se forma en la superficie y se regenera cuando esta se raya. Mientras esa película sea densa y continua, el aire y el agua nunca llegan al metal subyacente.

Los cloruros logran atravesarla. La brisa marina arrastra iones de cloruro, que son pequeños y fuertemente polares. Se depositan en la superficie, penetran en la película y reaccionan con el metal para formar cloruros solubles. La película se disuelve de forma localizada y no uniforme, y en el punto donde se disuelve comienza una picadura. Una vez que se inicia una picadura, esta se autoperpetúa, ya que la química en su interior es más agresiva que la del exterior.

Menos de dos años después de la puesta en marcha, los soportes que se habían instalado con acabado brillante presentaban manchas marrones y picaduras visibles. El problema de la planta no era su aspecto estético. El óxido en un soporte situado sobre un tanque abierto o una cinta transportadora es un cuerpo extraño a punto de desprenderse. Una auditoría de seguridad alimentaria externa señaló los soportes como superficies de equipos no limpias que requerían rectificación. Además, las picaduras estaban comprometiendo la sección portante y algunos soportes habían empezado a deformarse.

Lo que suministramos

La calidad del material no cambió. La superficie sí.

La oxidación del 304 en ambiente salino casi siempre se debe a una superficie que nunca recibió un acabado adecuado. La fabricación deja cascarilla, salpicaduras de soldadura, hierro incrustado por el utillaje y una capa pobre en cromo a lo largo de las zonas afectadas térmicamente. Una película pasiva generada sobre esa base es fina, irregular y facilita que los cloruros penetren bajo ella.

Por lo tanto, los soportes se trataron como un proceso secuencial y no como una simple limpieza. Primero, chorreado abrasivo para eliminar la cascarilla, el aceite, las salpicaduras y la película degradada. Segundo, decapado, que disuelve la capa pobre en cromo y deja la superficie con una concentración de cromo superior a la inicial. Por último, pasivación, para desarrollar una película de óxido densa y uniforme sobre un metal que finalmente está lo suficientemente limpio como para formarla.

Los tres pasos se ejecutan conforme a ASTM A380. El resultado se verifica mediante una prueba de ferrocianuro (punto azul) que detecta cualquier resto de hierro libre en la superficie. O sale limpia o se repite el proceso. Los mismos instrumentos y la misma zona de acabado son los que utilizamos para nuestras comprobaciones de rugosidad superficial. La calidad del material se verifica mediante espectrómetro en la sección de ensayos de materiales antes de someter cualquier pieza al chorreado.

Lo que cambió

La vida útil estable en condiciones de niebla salina costera pasó de menos de dos años a más de cinco, y el gasto anual en mantenimiento de dichos soportes se redujo en torno a un 70 %.

El hallazgo de la auditoría desapareció junto con el óxido, que es exactamente lo que la planta necesitaba adquirir. Ya nadie recorre la línea con un cepillo de alambre antes de una inspección, y ningún elemento situado sobre un tanque abierto desprende partículas.

Cinco años es el límite en el que se detiene la medición, no el acabado; al cabo de cinco años los soportes seguían superando las inspecciones.

Por qué acudieron a nosotros

No tratamos un soporte simplemente como un soporte. En una instalación costera, forma parte del expediente de seguridad alimentaria y su fallo se traduce en una no conformidad en el informe de auditoría.

La creencia que merece la pena debatir es que el 304 se oxida. El 304 se oxida cuando tiene un mal acabado. El chorreado, el decapado y la pasivación parecen tareas de limpieza, pero no lo son. Son un proceso químico cuyas variables determinan el resultado final: qué medio abrasivo se utiliza y a qué presión; de qué está compuesta la solución de decapado y cuánto tiempo permanece la pieza en su interior; y cómo se enjuaga y se seca a fondo después. Si el enjuague se hace mal, ya habremos instalado el siguiente problema.

Cada uno de estos parámetros se rige estrictamente por la norma ASTM A380 en cada componente. Una película pasiva debe ser densa y uniforme; de lo contrario, se convierte en un punto de entrada para los cloruros. Lo que una planta situada en la costa está adquiriendo es la tranquilidad de dejar de preocuparse por sus soportes.