Les lignes de remplissage et de dosage sont fabriquées en acier inoxydable 316L car il convient à la plupart des produits alimentaires, des boissons et des produits de soins personnels. La question du matériau ne devient pertinente qu'aux limites : eau de Javel et hypochlorite, saumures chlorurées, nettoyants acides et liquides de procédé chauds qui restent dans une machine pendant un week-end. Dans ces services, quelques composants en contact avec le produit passent au titane tandis que le reste de la machine demeure en acier inoxydable. Cette page indique quels composants, quelle nuance et ce que la commande doit préciser.
Quelles pièces sont réellement en contact avec le produit
La décision est définie par le circuit en contact avec le produit, et non par la machine. Sur une remplisseuse de liquides typique, le produit entre en contact avec une cuve d'alimentation ou une trémie, des tuyauteries et flexibles produit, une pompe ou un piston et son cylindre, des corps et sièges de vanne, les buses de remplissage, des capteurs de niveau ou de débit, ainsi que les joints à chaque raccordement. Tout le reste constitue le bâti, l'entraînement et les protections, et reste en matériaux de construction ordinaires.
| Élément en contact avec le fluide | Ce que le guide indique |
|---|---|
| Réservoir d'alimentation ou trémie | Le produit est en contact avec celui-ci |
| Tuyauteries et flexibles de produit | Le produit est en contact avec ceux-ci |
| Pompe ou piston | Le produit est en contact avec celui-ci |
La définition du périmètre est importante sur le plan commercial. Un revêtement de cuve, un ensemble de buses et les corps de vanne constituent une commande très différente d'une machine en titane, et la seconde est rarement ce dont le procédé a besoin.
Là où le 316L ne suffit plus
L'acier inoxydable austénitique repose sur un film d'oxyde de chrome que les ions chlorure pénètrent localement. C'est pourquoi le 316L peut paraître intact dans un acide organique fort puis subir une corrosion par piqûres dans une solution chlorurée douce. Trois conditions de service font dépasser cette limite à une ligne de remplissage.
Hypochlorite et chlore humide. L'eau de Javel, le dosage d'hypochlorite de sodium et les nettoyants chlorés attaquent l'acier inoxydable par corrosion par piqûres et corrosion caverneuse, et les dommages se concentrent exactement là où une remplisseuse est la plus sensible : extrémités de buses, sièges de vanne et zone masquée sous un joint. Le titane se comporte à l'inverse, car son film d'oxyde est stable dans une composition chimique chlorurée oxydante.
Saumures chlorurées et produits salés. La concentration et la température sont toutes deux importantes, de même que la géométrie. Un raccord à joint ou un dépôt sous un collier crée la interstice pauvre en oxygène où l'attaque commence.
Composition chimique de nettoyage acide. De nombreuses lignes subissent un cycle de nettoyage plus agressif que le produit. Les détartrants et les cycles CIP acides peuvent déterminer le matériau même lorsque le produit rempli est bénin.
Quelle nuance de titane
Le choix de la nuance dépend du milieu, de sa température et de la présence éventuelle d'une interstice étroite créée par la géométrie. Il ne dépend pas du nom de la nuance.
| Service dans la ligne de remplissage | Nuance de départ | Pourquoi |
|---|---|---|
| Hypochlorite, chlore humide, dioxyde de chlore | Grade 2 (UNS R50400) | Le film passif est stable dans une composition chimique chlorurée oxydante |
| Saumure chlorurée neutre à température ambiante | Grade 2 | Suffisant lorsqu'il n'existe pas de interstice étroite chaude |
| Saumure chaude, raccords à joint, dépôts sous les colliers | Grade 12 (UNS R53400), puis Grade 7 | Le molybdène et le nickel augmentent le seuil de corrosion caverneuse à température élevée |
| Acides réducteurs : chlorhydrique, sulfurique, phosphorique | Grade 7 (UNS R52400) | Le palladium maintient l'alliage dans le domaine passif là où le titane CP ne le fait pas |
| Acide fluorhydrique ou solutions acides contenant du fluorure libre | Généralement pas du titane | Même un HF très dilué peut attaquer rapidement le film passif; vérifiez la spéciation des fluorures et tout effet inhibiteur démontré |
La corrosion caverneuse est le seuil qui décide le plus souvent entre le Grade 2 et le Grade 12 sur une ligne de conditionnement, parce qu'une machine est pleine de joints avec garniture. Le document Corrosion Resistance of Titanium de TIMET rapporte que, dans des interstices étroits en saumure de chlorure de sodium saturée et de pH proche du neutre, l'attaque caverneuse du titane non allié devient possible à partir d'environ 93 °C (200 °F), alors qu'elle est peu probable en dessous de 70 °C (158 °F) ; un pH plus bas ou de fortes concentrations d'ions calcium ou magnésium peuvent abaisser la température d'amorçage. Notre guide des nuances de résistance à la corrosion du titane analyse le milieu plus en détail.
Association du titane et de l'acier inoxydable dans un même circuit
La plupart des rénovations conservent l'acier inoxydable dans le circuit et ne remplacent que les pièces défaillantes. Cela crée un couple galvanique, et le sens importe : le titane est le plus noble des deux, de sorte que dans un électrolyte conducteur, c'est l'acier inoxydable qui subit l'attaque accrue, et non le titane.
Le rapport de surface détermine la gravité du phénomène. Une petite pièce en acier inoxydable reliée à une grande surface en titane constitue la pire configuration, car toute la surface de titane dirige le courant vers une petite anode. Une bride de serrage en acier inoxydable sur une ligne de produit en titane en est un exemple réel. Lorsque le couple ne peut être évité, isolez au niveau du joint, maintenez une surface d'acier inoxydable exposée importante par rapport au titane, ou remplacez également les pièces voisines.
Formes et normes selon lesquelles vous commanderez
Les pièces en contact avec le produit sur une ligne de remplissage proviennent de quatre formes de produits, chacune ayant sa propre spécification.
| Partie en contact avec le produit |
|---|
| Parois de réservoir, revêtements et plaque découpée pour ASTM B265, en précisant l'épaisseur, la largeur, la longueur, l'état de surface et la planéité. |
| Tuyauteries de produit et conduites de dosage pour ASTM B338 pour les tubes, ou ASTM B861 et B862 pour les tubes sans soudure et soudés, en précisant le diamètre extérieur, l'épaisseur de paroi, la longueur et la tolérance. |
| Corps de vanne, sièges et buses usinés à partir de barre pour ASTM B348, en précisant le diamètre, l'état, la tolérance et la surépaisseur d'usinage. |
| Brides et raccords selon la norme du projet, la norme dimensionnelle étant indiquée séparément de la norme matière. |
Deux points relatifs à la documentation sont à l'origine de la plupart des litiges. Indiquez le type de certificat : EN 10204 3.1 avec traçabilité par numéro de coulée est l'exigence normale pour les équipements de procédé, et cela doit figurer sur la commande plutôt que d'être demandé ultérieurement. Indiquez également la Grade avec sa norme plutôt que la Grade seule, car les valeurs d'acceptation diffèrent entre les spécifications pour une même Grade.
Qui construit la machine et qui fournit le métal
Il s'agit de deux discussions distinctes, et les mener conjointement ralentit les projets. Le constructeur d'équipements est responsable du principe de remplissage, de la précision du dosage, de la conception du nettoyage et de l'essai de réception. Un spécialiste tel qu'un fabricant de machines de remplissage de liquides est l'interlocuteur approprié pour définir quels composants se trouvent dans le circuit produit, quel sera le cycle de nettoyage et comment une ligne complète de remplissage de liquides est intégrée de bout en bout. Cette spécification constitue l'entrée de la décision relative au matériau, et non son résultat.
Beiyu Titanium intervient uniquement du côté des matériaux. Nous fournissons des barres, plaques, tubes et pièces forgées en titane selon les spécifications ASTM, avec des certificats de réception 3.1 selon EN 10204 et une traçabilité par numéro de coulée selon le périmètre de la commande, et nous ne fabriquons pas d'équipements de remplissage ni ne concurrençons les fabricants d'équipements et les fabricants.
Éléments à envoyer pour une offre
Une demande de prix de matériaux pour des pièces de ligne de remplissage peut faire l'objet d'une offre en une seule fois lorsqu'elle contient les éléments suivants.
| Champ à indiquer |
|---|
| Le produit et la composition chimique de nettoyage, avec la concentration et la température, et pas seulement le nom du produit |
| Indication si la pièce se trouve dans un joint avec garniture, sous une bride de serrage, ou à tout endroit où un dépôt peut se former |
| Forme du produit, Grade et norme applicable, par exemple barre ASTM B348 Grade 7 |
| Dimensions avec tolérance, état et exigence de surface |
| Quantité, et le plan lorsque la pièce est usinée |
| Périmètre du certificat et du contrôle, par exemple EN 10204 3.1 avec traçabilité par numéro de coulée |
Lorsque la Grade reste ouverte, envoyez le milieu, la température et la géométrie, et elle peut être évaluée au regard des données de corrosion avant que la demande de prix ne soit chiffrée. Envoyez les exigences à [email protected].
Questions fréquemment posées
Une ligne de remplissage d'eau de Javel nécessite-t-elle une machine en titane ? Non. La réponse habituelle est une machine en acier inoxydable avec du titane dans certaines pièces en contact avec le produit : buses, corps de vanne, ligne de produit et, lorsque l'exposition est longue, surface du réservoir. Définissez le périmètre selon le circuit en contact avec le produit.
Le titane est-il approuvé pour le contact alimentaire ? La conformité au contact alimentaire est une question réglementaire à laquelle répondent le constructeur d'équipements et les règles régionales applicables, et non la spécification du matériau. Le certificat matière prouve la Grade, la composition chimique, les propriétés mécaniques et la traçabilité par numéro de coulée.
Le titane et le 316L peuvent-ils être soudés ensemble ? Pas par soudage par fusion. Le titane et le fer forment des composés intermétalliques fragiles dans la zone de fusion, de sorte qu'un tel assemblage ne résiste pas en service. Les circuits mixtes sont assemblés mécaniquement avec une isolation au raccordement, ou au moyen d'un joint de transition conçu et qualifié par un fabricant spécialisé, qui traite également le couple galvanique et le rapport de surface.
Quelle Grade est utilisée par défaut ? Grade 2 pour les environnements chlorurés oxydants et neutres, Grade 12 lorsqu'une saumure chaude et des interstices sont présentes, Grade 7 lorsque la composition chimique est un acide réducteur. Confirmez par rapport à la norme applicable avant l'offre.
Ce qu'une commande de pièce en contact avec le fluide doit préciser au-delà de la nuance
Sur les équipements de remplissage et de procédé, la surface en contact avec le matériau est le produit. La nuance détermine le comportement à la corrosion, mais l'état de surface, le contrôle et l'étendue documentaire déterminent si la pièce livrée peut être mise en service sans reprise.
| Champ | Ce qu'il contrôle sur une pièce en contact avec le fluide | Où elle s'applique |
|---|---|---|
| État de surface | L'aptitude au nettoyage et le point de départ de toute opération de finition | Indiquée séparément de l'état de livraison |
| Condition de livraison | L'état métallurgique à la livraison | Ligne distincte dans la commande |
| Étendue du contrôle | Ce qui est contrôlé, selon quelle couverture et selon quelle classe d'acceptation | Indiqué sur la commande |
| Périmètre du certificat | Ce qui est livré avec le métal | Défini par la commande, la commande devrait donc le préciser |
Ce qui est contrôlé, et selon quelle couverture
| Vérification | Couverture selon le procédé de barre rectifiée de précision | Ce qu’elle fixe |
|---|---|---|
| Détection de défauts par ultrasons | 100 pour cent du lot | Discontinuités internes par rapport à la classe d'acceptation indiquée dans la commande |
| Courants de Foucault | 100 pour cent du lot | Discontinuités de surface et proches de la surface |
| Contrôle optique de surface | 100 pour cent du lot | État de surface visible sur toute la longueur |
| Mesure du diamètre par laser infrarouge | 100 pour cent du lot | Diamètre sur toute la longueur, et non un contrôle ponctuel aux extrémités |
| Rectitude | 100 pour cent du lot | Flèche par rapport à la valeur publiée sur une longueur entre repères indiquée |
Il s'agit des contrôles effectués selon le procédé de précision faisant l'objet de l'offre, évalués comme une capacité de production plutôt que présentés comme une déclaration de stock. Une demande qui indique la classe d'acceptation en même temps que le contrôle peut être chiffrée sans cycle de clarification.
Détails des spécifications avec sources
La sélection de Grade pour les pièces en contact avec le titane repose sur les tableaux de composition chimique ASTM plutôt que sur les noms commerciaux. ASTM B265 et B348 fixent Grade 7 à 0.12 à 0.25 pour cent de palladium et Grade 12 à 0.2 à 0.4 pour cent de molybdène avec 0.6 à 0.9 pour cent de nickel, les ajouts de fractions de pour cent à l'origine des positions relatives à la corrosion caverneuse et aux acides réducteurs dans le tableau ci-dessus. Pour la barre destinée à devenir des buses et sièges de vanne usinés, ASTM B348 fixe les minimums de Grade 2 à 345 MPa de résistance à la traction et 275 MPa de limite d'élasticité, valeurs déclarées par numéro de coulée sur le certificat matière qu'un fabricant archive avec les enregistrements de soudage.
| Nuance | Ajout selon ASTM B265 et B348 |
|---|---|
| Grade 7 | 0.12 à 0.25 pour cent de palladium |
Beiyu Titanium fournit, à partir d'une seule demande de prix, les formes de parties en contact avec le produit couvertes par cette page : barre pour composants usinés de 1 à 500 mm de diamètre selon ASTM B348, et tube sans soudure pour conduites de produit et de dosage de 5 à 325 mm de diamètre extérieur avec des épaisseurs de paroi de 0.5 à 12 mm selon ASTM B338, chacune disponible en Grade 2, Grade 7 et Grade 12. Dans les pratiques d'approvisionnement de Beiyu, les lignes matière d'une demande concernant une ligne de remplissage sont examinées selon la nuance, la norme, les dimensions, la tolérance, l'état de surface et le périmètre de contrôle avant l'offre, afin que la discussion sur le métal reste distincte de celle sur la machine, comme le recommande cette page.