Pompe e valvole resistenti alla corrosione per sistemi alimentari acidi: guida ai materiali

Quando una linea di concentrato di pomodoro funziona a 85°C con il 2% di acido citrico, una pompa standard in acciaio inossidabile 304 può sviluppare vaiolature in poche settimane. Lo stesso vale per una valvola di dosaggio della vinaigrette o una pompa di trasferimento della salamoia. I mezzi alimentari acidi attaccano lo strato di ossido passivo che rende l'acciaio inossidabile "inossidabile" e una volta che lo strato si rompe, la corrosione avanza rapidamente. La conclusione è semplice: la qualità del materiale e la qualità della fusione sono i due fattori che determinano se i componenti della pompa e della valvola durano una o cinque stagioni. La fusione di precisione ti dà il controllo su entrambi.

Perché i mezzi alimentari acidi rappresentano un diverso problema di corrosione

I prodotti alimentari acidi creano condizioni aggressive che l'acciaio inossidabile generico non è sempre in grado di gestire. Gli acidi coinvolti sono per lo più organici – citrico, acetico, lattico, malico, fosforico – e si comportano diversamente dagli acidi minerali.

Tre fattori determinano la gravità:

• Tipo di acido e concentrazione. L'acido citrico al 3% attacca il film passivo in modo diverso rispetto all'acido acetico alla stessa concentrazione.
• Contenuto di cloruro. Molti flussi di cibo contengono cloruro di sale o agenti igienizzanti, che possono trasformare una situazione di lieve acidità in un problema di vaiolatura.
• Temperatura. I tassi di corrosione tipicamente accelerano quando la temperatura del processo supera i 60°C.

Vaiolatura, corrosione interstiziale e tensocorrosione sono le tre modalità di guasto che contano di più. Una volta che si forma una fossa, funge da sito per ulteriori attacchi. Nelle pompe e nelle valvole, ciò si manifesta sotto forma di usura prematura delle giranti, erosione delle sedi delle valvole ed eventualmente perdite.

Gradi di materiali che resistono a sostanze alimentari acide

La domanda pratica per qualsiasi impianto alimentare è: da quale qualità dovresti effettivamente fondere i componenti della pompa e della valvola? La risposta dipende dagli acidi lavorati, dalla temperatura e dalla quantità di cloruro presente.

La differenza tra CF8 e CF8M è la presenza di molibdeno. Il molibdeno aiuta a stabilizzare lo strato passivo contro l'attacco del cloruro. Nei sistemi alimentari acidi, questa aggiunta è ciò che separa una parte che necessita di essere sostituita ogni pochi mesi da una che dura anni.

Quando ordinate componenti fusi, richiedete un certificato di prova del materiale che confermi la composizione effettiva. Un certificato che riporta la dicitura "316" non è sufficiente: la fonderia deve verificare che i livelli di cromo, nichel e molibdeno soddisfino l'intervallo specificato per il grado di fusione.

Dove le pompe e le valvole si guastano per prime

In una linea alimentare acida, alcuni componenti sono molto più esposti di altri. Comprendere il modello di guasto aiuta a stabilire la priorità dei materiali e delle ispezioni durante l'approvvigionamento.

Componenti della pompa

La girante è la parte più dinamica di una pompa. Affronta l'alta velocità, il conflitto e l'esposizione continua all'acido. Una girante fusa con superfici ruvide o porosità intrappolata si buca più velocemente di una realizzata con un materiale solido e denso. Anche il corpo della pompa e il coperchio di aspirazione sono direttamente esposti al fluido di processo e devono essere specificati dello stesso grado della girante.

Pezzi fusi per pompe centrifughe di precisione in acciaio inossidabile per fluidi acidi Questi getti sono realizzati in acciaio inossidabile ad alta densità per resistere alla vaiolatura e alla corrosione derivanti dall'esposizione continua agli acidi, garantendo componenti durevoli delle pompe per i sistemi di lavorazione alimentare. Visualizza il prodotto →

Nelle applicazioni alimentari, il corpo della pompa deve supportare anche la pulizia igienica. Le superfici interne lisce riducono la possibilità di accumulo di prodotto, che a sua volta riduce il rischio di corrosione localizzata sotto i depositi.

Componenti della valvola

I corpi delle valvole, le sfere, i dischi e gli steli gestiscono gli stessi mezzi acidi ma con un'ulteriore esposizione allo stress e al flusso intermittente. Una valvola a sfera utilizzata in una linea di pomodoro può sviluppare sedi che perdono se la superficie della sfera non è sufficientemente resistente alla corrosione. Le valvole a farfalla nel settore della ristorazione sono ugualmente sensibili alla vaiolatura sul bordo del disco.

Pezzi fusi per valvole a sfera di precisione in acciaio inossidabile per servizi corrosivi I componenti delle valvole a sfera richiedono un'elevata resistenza alla corrosione per evitare perdite dalle sedi e vaiolature nelle linee di alimenti acidi; questi getti offrono prestazioni affidabili in condizioni così impegnative. Visualizza il prodotto →

Questo è il motivo per cui i getti delle valvole richiedono la stessa attenzione ai materiali e alla superficie dei componenti delle pompe e perché dovrebbero essere specificati da un'unica fonte di fusione tracciabile.

Perché la fusione di precisione riduce i guasti dovuti alla corrosione

La resistenza alla corrosione non è solo una questione di chimica delle leghe. Il modo in cui un componente viene fuso influisce sul suo comportamento in un ambiente acido.

Tre fattori di qualità del lancio contano di più:

• Finitura superficiale. Una superficie liscia ha meno siti in cui possono iniziare le vaiolature. Le fusioni di precisione possono raggiungere una ruvidità superficiale di circa Ra 3,2 µm o migliore, rispetto alle superfici più ruvide della fusione in sabbia.
• Porosità. I buchi di gas e la porosità da ritiro creano concentrazioni di stress in cui l'acido può penetrare. Uno stretto controllo del processo durante la costruzione e il versamento del guscio riduce questi difetti.
• Uniformità dello spessore delle pareti. Le sezioni sottili del corpo pompa sono le prime a corrodersi. La fusione di precisione consente ai progettisti di mantenere uno spessore delle pareti costante, il che si traduce in una durata di servizio più prevedibile.

Anche il design della girante gioca un ruolo decisivo. Una girante in acciaio inossidabile ben progettata bilancia l'efficienza idraulica con la durabilità del materiale e il processo di fusione deve riprodurre fedelmente tale geometria. In pratica, il modo in cui è configurata una girante a pale (angolo delle pale, distribuzione dello spessore e condizioni della superficie) può modificare sia le prestazioni idrauliche che il rischio di corrosione in un sistema acido. Puoi leggere di più su come il design della girante influisce sull'efficienza e sulle prestazioni nel nostro articolo tecnico sull’argomento.

Pezzi fusi per girante con pale di precisione in acciaio inossidabile per l'efficienza della pompa Le fusioni della girante a pale riproducono una geometria precisa per bilanciare l'efficienza idraulica e la durata del materiale, riducendo il rischio di corrosione nei sistemi di pompaggio acidi. Visualizza il prodotto →

Cosa specificare quando si ordinano componenti fusi

Le fusioni di pompe e valvole non sono parti standard. Quando si ordinano componenti resistenti alla corrosione per sistemi alimentari acidi, specificare quanto segue nella richiesta di offerta:

1. Grado del materiale con certificato. Richiedi un certificato di prova dei materiali che indichi l'effettiva composizione chimica e le proprietà meccaniche.
2. Requisito di finitura superficiale. Specificare i valori Ra per le superfici interne ed esterne, in particolare per giranti e componenti delle valvole a contatto con il prodotto.
3. Tolleranze dimensionali. La fusione di precisione può contenere tolleranze più strette rispetto alla fusione in sabbia ed è necessario indicare l'intervallo di deviazione accettabile per le dimensioni critiche.
4. Requisiti di ispezione. Includere test di pressione, coloranti penetranti o radiografia per i componenti che trattengono liquidi sotto pressione.
5. Trattamento post-gesso. Se la parte contiene molibdeno o qualità duplex, chiedere informazioni sulla solubilizzazione e sulla passivazione, che ripristinano la resistenza alla corrosione dopo la fusione.

La scelta dei materiali è solo una parte dell’equazione. Le fusioni delle giranti con pale in acciaio inossidabile superano le prestazioni delle giranti realizzate con altri materiali nel servizio di ristorazione acido per diversi motivi, inclusa la loro capacità di mantenere una finitura superficiale liscia e di resistere alla vaiolatura dopo ripetute pulizie.

La linea di fondo

Le pompe e le valvole resistenti alla corrosione per sistemi alimentari acidi iniziano con il materiale giusto e finiscono con il giusto processo di fusione. I componenti di qualità CF8M con finitura superficiale liscia e porosità controllata supereranno le prestazioni di un materiale di qualità inferiore con geometria identica. Specificare in anticipo qualità, tolleranza e requisiti di ispezione e collaborare con un fornitore di fusioni di precisione in grado di soddisfare tali requisiti in modo coerente. Questa combinazione è ciò che protegge la tua linea dagli attacchi acidi e prolunga la durata di pompe e valvole.