Le linee di riempimento e dosaggio sono costruite in acciaio inossidabile 316L perché è adatto alla maggior parte dei prodotti alimentari, delle bevande e dei prodotti per la cura personale. La questione del materiale diventa rilevante solo nelle condizioni limite: candeggina e ipoclorito, salamoie di cloruri, detergenti acidi e liquidi di processo caldi che restano in macchina durante il fine settimana. In questi impieghi pochi componenti a contatto con il fluido passano al titanio, mentre il resto della macchina rimane in acciaio inossidabile. Questa pagina tratta quali componenti, quale grado e cosa deve indicare l'ordine d'acquisto.
Quali parti sono effettivamente a contatto con il fluido
La decisione è delimitata dal circuito a contatto con il fluido, non dalla macchina. In una tipica riempitrice di liquidi il prodotto tocca un serbatoio di alimentazione o una tramoggia, tubazioni e tubi flessibili del prodotto, una pompa o un pistone e il suo cilindro, corpi e sedi delle valvole, ugelli di riempimento, sensori di livello o portata e guarnizioni di ogni giunto. Tutto il resto è telaio, azionamento e protezioni, e rimane nei normali materiali costruttivi.
| Elemento a contatto con il fluido | Cosa afferma la guida |
|---|---|
| Serbatoio di alimentazione o tramoggia | Il prodotto vi entra in contatto |
| Tubazioni e tubi flessibili del prodotto | Il prodotto vi entra in contatto |
| Pompa o pistone | Il prodotto vi entra in contatto |
Definire l'ambito conta commercialmente. Un rivestimento del serbatoio, una serie di ugelli e i corpi delle valvole costituiscono un ordine molto diverso da una macchina in titanio, e raramente il processo richiede la seconda soluzione.
I limiti del 316L
L'acciaio inossidabile austenitico si basa su un film di ossido di cromo che gli ioni cloruro penetrano localmente. Per questo 316L può apparire intatto in un acido organico forte e poi subire corrosione per vaiolatura in una soluzione blanda di cloruri. Tre condizioni di impiego portano una linea di riempimento oltre i suoi limiti.
Ipoclorito e cloro umido. Candeggina, dosaggio di ipoclorito di sodio e detergenti clorati attaccano l'acciaio inossidabile per corrosione per vaiolatura e corrosione interstiziale, e il danno si concentra proprio nei punti più sensibili della riempitrice: punte degli ugelli, sedi delle valvole e zone schermate sotto le guarnizioni. Il titanio si comporta in modo opposto perché il suo film di ossido è stabile in ambienti ossidanti contenenti cloruri.
Salamoie di cloruri e prodotti salati. Contano sia concentrazione sia temperatura, e conta anche la geometria. Un giunto con guarnizione o un deposito sotto un morsetto crea l'interstizio povero di ossigeno in cui inizia l'attacco.
Ambienti acidi di lavaggio. Molte linee sono sottoposte a un ciclo di lavaggio più aggressivo del prodotto. Disincrostanti e cicli CIP acidi possono determinare il materiale anche quando il prodotto riempito non è aggressivo.
Quale grado di titanio
La scelta del grado dipende dal fluido, dalla sua temperatura e dalla presenza di un interstizio stretto creato dalla geometria. Non dipende dal nome del grado.
| Condizioni di impiego nella linea di riempimento | Grado iniziale | Motivo |
|---|---|---|
| Ipoclorito, cloro umido, biossido di cloro | Grade 2 (UNS R50400) | Il film passivo è stabile in ambienti ossidanti contenenti cloruri |
| Salamoia neutra di cloruri a temperatura ambiente | Grade 2 | Sufficiente in assenza di interstizi stretti caldi |
| Salamoia calda, giunti con guarnizione, depositi sotto morsetti | Grade 12 (UNS R53400), poi Grade 7 | Molibdeno e nichel innalzano la soglia della corrosione interstiziale ad alta temperatura |
| Acidi riducenti: cloridrico, solforico, fosforico | Grade 7 (UNS R52400) | Il palladio mantiene la lega nel campo passivo dove il titanio CP non riesce |
| Acido fluoridrico o soluzioni acide contenenti fluoruro libero | Generalmente non titanio | Anche HF molto diluito può attaccare rapidamente il film passivo; verificare la speciazione del fluoruro e qualsiasi effetto inibitore dimostrato |
La corrosione interstiziale è la soglia che più spesso determina la scelta tra Grade 2 e Grade 12 su una linea di riempimento, perché una macchina presenta numerosi giunti con guarnizioni. Corrosion Resistance of Titanium di TIMET riporta che, in interstizi stretti in salamoia satura di cloruro di sodio a pH quasi neutro, l'attacco interstiziale sul titanio non legato diventa possibile a circa 93 °C (200 °F) e oltre, mentre è improbabile sotto 70 °C (158 °F); un pH inferiore o concentrazioni elevate di ioni calcio o magnesio possono abbassare la temperatura di innesco. La nostra guida ai gradi di titanio per la resistenza alla corrosione esamina i fluidi più in dettaglio.
Combinare titanio e acciaio inossidabile nello stesso circuito
La maggior parte degli adeguamenti mantiene l'acciaio inossidabile nel circuito e sostituisce solo le parti che cedono. Questo crea una coppia galvanica, e la direzione conta: il titanio è il più nobile dei due, quindi in un elettrolita conduttivo è l'acciaio inossidabile a subire l'attacco maggiore, non il titanio.
Il rapporto delle aree determina la gravità del fenomeno. Una piccola parte in acciaio inossidabile collegata a una grande superficie di titanio è la configurazione peggiore, perché l'intera area di titanio convoglia corrente su un piccolo anodo. Un morsetto in acciaio inossidabile su una linea di prodotto in titanio è un esempio concreto. Quando la coppia non può essere evitata, isolare il giunto, mantenere un'area esposta di acciaio inossidabile ampia rispetto al titanio, oppure sostituire anche le parti adiacenti.
Forme e norme di riferimento per l'ordine
Le parti a contatto con il fluido di una linea di riempimento provengono da quattro forme di prodotto, ciascuna con la propria specifica.
| Parte a contatto con il fluido |
|---|
| Pareti di serbatoi, rivestimenti e lamiera spessa tagliata secondo ASTM B265, indicando spessore, larghezza, lunghezza, stato superficiale e planarità. |
| Tubazioni del prodotto e linee di dosaggio secondo ASTM B338 per i tubi, oppure ASTM B861 e B862 per i tubi senza saldatura e saldati, indicando diametro esterno, spessore di parete, lunghezza e tolleranza. |
| Corpi valvola, sedi e ugelli lavorati da barra secondo ASTM B348, indicando diametro, stato, tolleranza e sovrametallo di lavorazione. |
| Flange e raccordi secondo la norma di progetto, con la norma dimensionale indicata separatamente dalla norma del materiale. |
Due aspetti documentali causano la maggior parte delle contestazioni. Indicare il tipo di certificato: EN 10204 3.1 con tracciabilità tramite il numero di colata è il requisito normale per le apparecchiature di processo e deve essere riportato nell'ordine anziché richiesto successivamente. E indicare il grado con la relativa norma, non soltanto il grado, perché i valori di accettazione dello stesso grado differiscono tra specifiche.
Chi costruisce la macchina e chi fornisce il metallo
Si tratta di due discussioni diverse, e sovrapporle rallenta i progetti. Il costruttore dell'apparecchiatura è responsabile del principio di riempimento, della precisione di dosaggio, della progettazione del lavaggio e della prova di accettazione. Uno specialista come un fabbricante di macchine per il riempimento di liquidi è il soggetto adatto a definire quali componenti rientrano nel percorso del prodotto, quale sarà il ciclo di lavaggio e come una linea completa di riempimento di liquidi viene integrata dall'inizio alla fine. Tale specifica costituisce il dato di ingresso per la scelta del materiale, non il suo risultato.
Beiyu Titanium opera solo sul versante dei materiali. Forniamo barre, lamiere spesse, tubi e pezzi forgiati in titanio secondo specifiche ASTM, con certificati di collaudo secondo EN 10204 3.1 e tracciabilità tramite il numero di colata in funzione dell'ambito dell'ordine, e non costruiamo apparecchiature di riempimento né competiamo con i fabbricanti e i costruttori di apparecchiature.
Cosa inviare per un'offerta
Una richiesta di materiale per parti di linee di riempimento può essere quotata in un solo passaggio se contiene quanto segue.
| Campo da indicare |
|---|
| Il prodotto e la composizione chimica dei fluidi di lavaggio, con concentrazione e temperatura, non soltanto il nome del prodotto |
| Indicazione se la parte si trova in un giunto con guarnizione, sotto un morsetto o in qualsiasi punto in cui possano formarsi depositi |
| Forma del prodotto, grado e norma applicabile, per esempio barra ASTM B348 Grade 7 |
| Dimensioni con tolleranza, stato e requisito superficiale |
| Quantità e disegno quando la parte è lavorata meccanicamente |
| Ambito del certificato e del controllo, per esempio EN 10204 3.1 con tracciabilità tramite il numero di colata |
Quando il grado è ancora da definire, inviare fluido, temperatura e geometria per consentire un riesame rispetto ai dati di corrosione prima di formulare il prezzo della richiesta. Inviare i requisiti a [email protected].
Domande frequenti
Una linea di riempimento di candeggina richiede una macchina in titanio? No. La soluzione abituale è una macchina in acciaio inossidabile con titanio in alcune parti a contatto con il fluido: ugelli, corpi valvola, linea del prodotto e, in caso di esposizione prolungata, superficie del serbatoio. Definire l'ambito in base al circuito a contatto con il fluido.
Il titanio è approvato per il contatto alimentare? La conformità al contatto alimentare è una questione normativa che compete al costruttore dell'apparecchiatura e alle regole regionali applicabili, non alla specifica del materiale. Il certificato del materiale dimostra grado, composizione chimica, proprietà meccaniche e tracciabilità tramite il numero di colata.
Titanio e 316L possono essere saldati insieme? Non mediante saldatura per fusione. Titanio e ferro formano composti intermetallici fragili nella zona di fusione, quindi un giunto di questo tipo non resiste in esercizio. I circuiti misti vengono uniti meccanicamente con isolamento della connessione, oppure tramite un giunto di transizione progettato e qualificato da un costruttore specializzato, che gestisce anche la coppia galvanica e il rapporto delle aree.
Qual è il grado di riferimento? Grade 2 per impiego in ambienti ossidanti e neutri contenenti cloruri, Grade 12 in presenza di salamoia calda e interstizi, Grade 7 quando l'ambiente chimico è un acido riducente. Confermare rispetto alla norma applicabile prima dell'offerta.
Cosa deve definire un ordine di componenti a contatto con il fluido oltre al grado
Nelle apparecchiature di riempimento e di processo, la superficie a contatto con il materiale è il prodotto. Il grado determina il comportamento alla corrosione, ma la condizione superficiale, il controllo e l'ambito documentale determinano se il componente consegnato può essere messo in servizio senza rilavorazioni.
| Campo | Cosa controlla su un componente a contatto con il fluido | Dove si applica |
|---|---|---|
| Stato superficiale | Pulibilità e punto di partenza per qualsiasi operazione di finitura | Indicata separatamente dallo stato di fornitura |
| Stato di fornitura | Lo stato metallurgico alla consegna | Una riga dedicata nell'ordine |
| Ambito dei controlli | Cosa viene controllato, con quale copertura e secondo quale classe di accettazione | Indicato nell'ordine d'acquisto |
| Ambito del certificato | Cosa arriva insieme al metallo | Definito dall'ordine, quindi l'ordine dovrebbe indicarlo |
Cosa viene controllato e con quale copertura
| Verifica | Copertura sul percorso delle barre rettificate di precisione | Cosa definisce |
|---|---|---|
| Rilevamento dei difetti a ultrasuoni | 100 per cento del lotto | Discontinuità interne rispetto alla classe di accettazione indicata nell'ordine |
| Correnti indotte | 100 per cento del lotto | Discontinuità superficiali e subsuperficiali |
| Controllo ottico della superficie | 100 per cento del lotto | Condizione superficiale visibile lungo tutta la lunghezza |
| Misura del diametro con laser a infrarossi | 100 per cento del lotto | Diametro lungo tutta la lunghezza, non un controllo puntuale alle estremità |
| rettilineità | 100 per cento del lotto | Curvatura rispetto al valore pubblicato su una lunghezza di riferimento dichiarata |
Questi sono i controlli eseguiti sul percorso di precisione oggetto dell'offerta, verificati come capacità produttiva anziché proposti come dichiarazione di disponibilità a magazzino. Una richiesta che indica la classe di accettazione insieme al controllo può ricevere un'offerta senza uno scambio di chiarimenti.
Dettagli delle specifiche con fonti
La scelta del grado per i componenti bagnati in titanio si basa sulle tabelle di composizione chimica ASTM anziché sui nomi commerciali. ASTM B265 e B348 mantengono Grade 7 tra 0.12 e 0.25 per cento di palladio e Grade 12 tra 0.2 e 0.4 per cento di molibdeno con 0.6 a 0.9 per cento di nichel, le aggiunte di frazioni di per cento alla base delle posizioni sulla corrosione interstiziale e sugli acidi riducenti nella tabella sopra. Per la barra che diventa ugelli e sedi di valvole lavorati meccanicamente, ASTM B348 stabilisce per Grade 2 minimi di 345 MPa di resistenza a trazione e 275 MPa di carico di snervamento, valori riportati per colata sul certificato del materiale che il fabbricante archivia insieme ai documenti di saldatura.
| Grado | Aggiunta secondo ASTM B265 e B348 |
|---|---|
| Grade 7 | 0.12 a 0.25 per cento di palladio |
Beiyu Titanium fornisce con un'unica richiesta le forme per parti a contatto con il fluido trattate in questa pagina: barre per componenti lavorati meccanicamente da 1 a 500 mm di diametro secondo ASTM B348 e tubi senza saldatura per linee del prodotto e di dosaggio da 5 a 325 mm di diametro esterno con spessori di parete da 0.5 a 12 mm secondo ASTM B338, ciascuno disponibile in Grade 2, Grade 7 e Grade 12. Nella prassi di fornitura Beiyu, le voci dei materiali di una richiesta per una linea di riempimento vengono esaminate per grado, norma, dimensioni, tolleranza, stato superficiale e ambito del controllo prima dell'offerta, affinché il confronto sul metallo rimanga separato da quello sulla macchina, come raccomanda questa pagina.