Las líneas de llenado y dosificación se fabrican en acero inoxidable 316L porque es adecuado para la mayoría de los productos alimentarios, bebidas y productos de cuidado personal. La cuestión del material solo cobra interés en los casos límite: lejía e hipoclorito, salmueras con cloruros, limpiadores ácidos y líquidos de proceso calientes que permanecen en una máquina durante un fin de semana. En estos servicios, algunos componentes en contacto con el producto pasan a ser de titanio, mientras que el resto de la máquina sigue siendo de acero inoxidable. Esta página describe qué componentes, qué calidad y qué debe indicar el pedido.
Qué piezas están realmente en contacto con el producto
La decisión se delimita por el circuito en contacto con el producto, no por la máquina. En una llenadora de líquidos típica, el producto toca un depósito de suministro o una tolva, tuberías y mangueras de producto, una bomba o un pistón y su cilindro, cuerpos y asientos de válvula, las boquillas de llenado, sensores de nivel o caudal y las juntas en cada unión. Todo lo demás es bastidor, accionamiento y resguardos, y permanece en materiales de construcción convencionales.
| Elemento en contacto con el fluido | Qué indica la guía |
|---|---|
| Depósito de alimentación o tolva | El producto entra en contacto con él |
| Tubos y mangueras de producto | El producto entra en contacto con ellos |
| Bomba o pistón | El producto entra en contacto con él |
La delimitación es importante desde el punto de vista comercial. Un revestimiento interior de depósito, un conjunto de boquillas y los cuerpos de válvula constituyen un pedido muy distinto de una máquina de titanio, y el segundo rara vez es lo que necesita el proceso.
Dónde deja de ser suficiente 316L
El acero inoxidable austenítico depende de una capa de óxido de cromo que los iones cloruro penetran localmente. Por ello, 316L puede parecer intacto en un ácido orgánico fuerte y después sufrir corrosión por picaduras en una solución suave de cloruros. Tres condiciones de servicio llevan una línea de llenado más allá de sus límites.
Hipoclorito y cloro húmedo. La lejía, la dosificación de hipoclorito de sodio y los limpiadores clorados atacan el acero inoxidable por corrosión por picaduras y corrosión por resquicio, y el daño se concentra precisamente donde una llenadora es más sensible: puntas de boquilla, asientos de válvula y la zona protegida bajo una junta. El titanio se comporta de forma opuesta, porque su capa de óxido es estable en química de cloruros oxidante.
Salmueras con cloruros y productos salados. Tanto la concentración como la temperatura son importantes, al igual que la geometría. Una unión con junta o un depósito bajo una abrazadera crea el resquicio pobre en oxígeno donde comienza el ataque.
Química de limpieza ácida. Muchas líneas están sometidas a un ciclo de limpieza más agresivo que el producto. Los desincrustantes y los ciclos CIP ácidos pueden determinar el material incluso cuando el producto llenado es benigno.
Qué calidad de titanio
La selección de calidad depende del medio, de su temperatura y de si la geometría crea un resquicio estrecho. No depende del nombre de la calidad.
| Servicio en la línea de llenado | Calidad inicial | Motivo |
|---|---|---|
| Hipoclorito, cloro húmedo, dióxido de cloro | Grade 2 (UNS R50400) | La capa pasiva es estable en química de cloruros oxidante |
| Salmuera de cloruros neutra a temperatura ambiente | Grade 2 | Suficiente cuando no existe un resquicio estrecho caliente |
| Salmuera caliente, uniones con junta, depósitos bajo abrazaderas | Grade 12 (UNS R53400), después Grade 7 | El molibdeno y el níquel elevan el umbral de corrosión por resquicio a temperatura |
| Ácidos reductores: clorhídrico, sulfúrico, fosfórico | Grade 7 (UNS R52400) | El paladio mantiene la aleación en el intervalo pasivo donde el titanio CP no lo hace |
| Ácido fluorhídrico o soluciones ácidas que contienen fluoruro libre | Por lo general, no titanio | Incluso HF muy diluido puede atacar rápidamente la película pasiva; verifique la especiación de fluoruro y cualquier efecto inhibidor comprobado |
La corrosión por resquicio es el umbral que con mayor frecuencia determina la elección entre Grade 2 y Grade 12 en una línea de llenado, porque una máquina contiene numerosas uniones con juntas. Corrosion Resistance of Titanium de TIMET indica que, en resquicios estrechos en salmuera saturada de cloruro sódico casi neutra, el ataque por resquicios del titanio sin alear puede producirse a partir de unos 93 °C (200 °F), mientras que es poco probable por debajo de 70 °C (158 °F); un pH más bajo o concentraciones elevadas de iones de calcio o magnesio pueden reducir la temperatura de inicio. Nuestro guía de calidades de resistencia a la corrosión del titanio analiza los medios con mayor detalle.
Mezcla de titanio y acero inoxidable en un circuito
La mayoría de las modernizaciones mantienen el acero inoxidable en el circuito y cambian únicamente las piezas que fallan. Esto crea un par galvánico, y la dirección importa: el titanio es el más noble de los dos, por lo que en un electrolito conductor es el acero inoxidable el que sufre el mayor ataque, no el titanio.
La relación de áreas determina la gravedad de este efecto. Una pequeña pieza de acero inoxidable conectada a una gran superficie de titanio es la peor configuración, porque toda el área de titanio impulsa corriente hacia un ánodo pequeño. Una abrazadera de acero inoxidable en una línea de producto de titanio es un ejemplo real. Cuando no pueda evitarse el par, aíslelo en la unión, mantenga generosa el área expuesta de acero inoxidable respecto al titanio, o convierta también las piezas adyacentes.
Formas y normas conforme a las que realizará el pedido
Las piezas en contacto con el producto en una línea de llenado proceden de cuatro formas de producto, cada una con su propia especificación.
| Pieza en contacto con el fluido |
|---|
| Paredes de depósitos, revestimientos y chapa gruesa cortada conforme a ASTM B265, indicando espesor, anchura, longitud, condición superficial y planitud. |
| Tubos de producto y líneas de dosificación conforme a ASTM B338 para tubo, o ASTM B861 y B862 para tubo sin soldadura y soldado, indicando diámetro exterior, espesor de pared, longitud y tolerancia. |
| Cuerpos de válvula, asientos y boquillas mecanizados a partir de barras conforme a ASTM B348, indicando diámetro, condición, tolerancia y sobremedida de mecanizado. |
| Bridas y accesorios conforme a la norma del proyecto, con la norma dimensional indicada por separado de la norma de material. |
Dos aspectos documentales causan la mayoría de las disputas. Indique el tipo de certificado: EN 10204 3.1 con trazabilidad por número de colada es el requisito habitual para equipos de proceso, y debe figurar en el pedido en lugar de solicitarse posteriormente. Asimismo, indique la calidad junto con su norma en lugar de la calidad por sí sola, porque los valores de aceptación difieren entre especificaciones para la misma calidad.
Quién fabrica la máquina y quién suministra el metal
Estas son dos conversaciones distintas, y tratarlas conjuntamente es lo que ralentiza los proyectos. El fabricante del equipo es responsable del principio de llenado, la precisión de dosificación, el diseño de limpieza y la prueba de aceptación. Un especialista como un fabricante de máquinas de llenado de líquidos es la parte adecuada para definir qué componentes están en la trayectoria del producto, cuál será el ciclo de limpieza y cómo una línea completa de llenado de líquidos se integra de extremo a extremo. Esa especificación es la entrada para la decisión de material, no su resultado.
Beiyu Titanium trabaja únicamente en el lado del material. Suministramos barra, chapa gruesa, tubo y piezas forjadas de titanio según especificaciones ASTM con certificados de inspección 3.1 según EN 10204 y trazabilidad por número de colada según el alcance del pedido, y no fabricamos equipos de llenado ni competimos con fabricantes de equipos y fabricantes.
Qué enviar para una oferta
Una consulta de material para piezas de líneas de llenado puede cotizarse de una sola vez cuando incluye lo siguiente.
| Campo que debe indicarse |
|---|
| El producto y la composición química de limpieza, con concentración y temperatura, no solo el nombre del producto |
| Si la pieza está en una unión con junta, bajo una abrazadera o en cualquier lugar donde pueda formarse un depósito |
| Forma de producto, calidad y la norma aplicable, por ejemplo barra ASTM B348 Grade 7 |
| Dimensiones con tolerancia, condición y requisito de superficie |
| Cantidad y el plano cuando la pieza se mecaniza |
| Alcance del certificado y de la inspección, por ejemplo EN 10204 3.1 con trazabilidad por número de colada |
Cuando la calidad aún no esté definida, envíe el medio, la temperatura y la geometría, y podrá revisarse frente a los datos de corrosión antes de poner precio a la consulta. Envíe los requisitos a [email protected].
Preguntas frecuentes
¿Una línea de llenado de lejía necesita una máquina de titanio? No. La respuesta habitual es una máquina de acero inoxidable con titanio en piezas seleccionadas en contacto con el producto: boquillas, cuerpos de válvula, la línea de producto y, cuando la exposición es prolongada, la superficie del tanque. Defina el alcance según el circuito en contacto con el producto.
¿Está aprobado el titanio para contacto alimentario? La conformidad para contacto alimentario es una cuestión reglamentaria que responden el fabricante del equipo y las normas regionales aplicables, no la especificación del material. Lo que demuestra el certificado de materiales es la calidad, la composición química, las propiedades mecánicas y la trazabilidad por número de colada.
¿Pueden soldarse juntos titanio y 316L? No mediante soldadura por fusión. El titanio y el hierro forman compuestos intermetálicos frágiles en la zona de fusión, por lo que tal unión no resiste el servicio. Los circuitos mixtos se unen mecánicamente con aislamiento en la conexión, o mediante una unión de transición diseñada y cualificada por un fabricante especializado, que también es donde se gestionan el par galvánico y la relación de áreas.
¿Qué calidad es la predeterminada? Grade 2 para servicio con cloruros oxidante y neutro, Grade 12 cuando intervienen salmuera caliente y resquicios, Grade 7 cuando la composición química es un ácido reductor. Confirme con la norma aplicable antes de la oferta.
Qué debe fijar un pedido de una pieza en contacto con el fluido además de la calidad
En equipos de llenado y de proceso, la superficie de contacto con el material es el producto. La calidad determina el comportamiento frente a la corrosión, pero el estado superficial, los ensayos y el alcance de la documentación determinan si la pieza suministrada puede ponerse en servicio sin retrabajo.
| Campo | Qué controla en una pieza en contacto con el fluido | Dónde corresponde |
|---|---|---|
| Condición superficial | Facilidad de limpieza y punto de partida para cualquier operación de acabado | Indicada por separado del estado de suministro |
| Estado de suministro | El estado metalúrgico de suministro | Su propia línea en el pedido |
| Alcance de los ensayos | Qué se inspecciona, con qué cobertura y conforme a qué clase de aceptación | Indicado en el pedido |
| Alcance del certificado | Qué llega con el metal | Fijado por el pedido, por lo que conviene que el pedido lo indique |
Qué se comprueba y con qué cobertura
| Comprobación | Cobertura en la vía de barra rectificada de precisión | Qué define |
|---|---|---|
| Detección de defectos por ultrasonidos | 100 por ciento del lote | Discontinuidades internas conforme a la clase de aceptación indicada en el pedido |
| Corrientes inducidas | 100 por ciento del lote | Discontinuidades superficiales y próximas a la superficie |
| Inspección óptica de la superficie | 100 por ciento del lote | Estado superficial visible a lo largo de toda la longitud |
| Medición de diámetro por láser infrarrojo | 100 por ciento del lote | Diámetro a lo largo de la longitud, no una comprobación puntual en los extremos |
| Rectitud | 100 por ciento del lote | Curvatura respecto al valor publicado sobre una longitud de referencia indicada |
Estas son las comprobaciones realizadas en la vía de precisión ofertada, utilizadas como referencia de capacidad de producción y no como declaración de existencias. Una consulta que indique la clase de aceptación junto al ensayo puede presupuestarse sin una ronda de aclaraciones.
Detalles de especificación con fuentes
La selección de calidad para piezas de titanio en contacto con el líquido se basa en las tablas de composición química ASTM, no en los nombres comerciales. ASTM B265 y B348 mantienen Grade 7 entre el 0.12 y el 0.25 por ciento de paladio y Grade 12 entre el 0.2 y el 0.4 por ciento de molibdeno con un 0.6 a 0.9 por ciento de níquel, las adiciones de fracciones porcentuales que explican las posiciones frente a resquicios y ácidos reductores en la tabla anterior. Para la barra que se convierte en boquillas mecanizadas y asientos de válvula, ASTM B348 establece los mínimos de Grade 2 en 345 MPa de resistencia a la tracción y 275 MPa de límite elástico, valores indicados por colada en el certificado de fábrica que el fabricante archiva con los registros de soldadura.
| Calidad | Adición según ASTM B265 y B348 |
|---|---|
| Grade 7 | 0.12 a 0.25 por ciento de paladio |
Beiyu Titanium suministra las formas de producto para piezas en contacto con el fluido incluidas en esta página a partir de una sola consulta: barras para componentes mecanizados de 1 a 500 mm de diámetro conforme a ASTM B348, y tubos sin soldadura para líneas de producto y dosificación de 5 a 325 mm de diámetro exterior con espesores de pared de 0.5 a 12 mm conforme a ASTM B338, cada uno disponible en Grade 2, Grade 7 y Grade 12. En la práctica de suministro de Beiyu, las partidas de material de una consulta para una línea de llenado se revisan por calidad, norma, dimensiones, tolerancia, estado superficial y alcance de inspección antes de ofertar, para que la conversación sobre el metal se mantenga separada de la conversación sobre la máquina, como recomienda esta página.