Čerpadlá a ventily odolné voči korózii pre systémy kyslých potravín: Sprievodca materiálmi

Keď linka na paradajkový pretlak beží pri 85 °C s 2% kyselinou citrónovou, štandardné čerpadlo z nehrdzavejúcej ocele 304 môže v priebehu týždňov vyvinúť jamky. To isté platí pre vinaigrettový dávkovací ventil alebo prečerpávacie čerpadlo soľanky. Kyslé potravinárske médiá napádajú pasívnu oxidovú vrstvu, ktorá robí nehrdzavejúcu oceľ „nerezovou“, a akonáhle sa táto vrstva rozpadne, korózia rýchlo napreduje. Záver je jednoduchý: trieda materiálu a kvalita odliatku sú dva faktory, ktoré určujú, či komponenty vášho čerpadla a ventilu vydržia jednu alebo päť sezón. Presné odlievanie vám dáva kontrolu nad oboma.

Prečo sú kyslé potravinové médiá iným problémom s koróziou

Kyslé potravinárske produkty vytvárajú agresívne podmienky, ktoré generická nehrdzavejúca oceľ vždy nedokáže zvládnuť. Zapojené kyseliny sú väčšinou organické – citrónová, octová, mliečna, jablčná, fosforečná – a správajú sa inak ako minerálne kyseliny.

Tri faktory určujú závažnosť:

• Typ a koncentrácia kyseliny. Kyselina citrónová v 3% napáda pasívny film inak ako kyselina octová v rovnakej koncentrácii.
• Obsah chloridov. Mnohé potravinové toky obsahujú chloridy zo soli alebo dezinfekčných prostriedkov, ktoré môžu z mierne kyslej situácie urobiť problém s jamkami.
• Teplota. Rýchlosť korózie sa zvyčajne zrýchľuje, keď procesná teplota stúpa nad 60 °C.

Jamková korózia, štrbinová korózia a korózne praskanie pod napätím sú tri spôsoby zlyhania, na ktorých najviac záleží. Akonáhle sa jama vytvorí, funguje ako miesto pre ďalší útok. V čerpadlách a ventiloch sa to prejavuje ako predčasné opotrebovanie obežných kolies, erózia sediel ventilov a prípadne netesnosť.

Materiály, ktoré odolajú kyslým potravinovým médiám

Praktická otázka pre každý potravinársky závod znie: z akej triedy by ste vlastne mali odliať komponenty čerpadla a ventilu? Odpoveď závisí od kyselín, ktoré spracovávate, teploty a množstva prítomných chloridov.

Rozdiel medzi CF8 a CF8M je v prítomnosti molybdénu. Molybdén pomáha stabilizovať pasívnu vrstvu proti napadnutiu chloridmi. V kyslých potravinových systémoch je tento prídavok tým, čo oddeľuje časť, ktorá potrebuje výmenu každých pár mesiacov, od časti, ktorá vydrží roky.

Pri objednávaní liatych komponentov si vyžiadajte certifikát o skúške materiálu, ktorý potvrdzuje skutočné zloženie. Certifikát s označením „316“ nestačí – zlieváreň musí overiť, či hladiny chrómu, niklu a molybdénu spĺňajú špecifikovaný rozsah pre odlievanú triedu.

Kde najskôr zlyhajú čerpadlá a ventily

V kyslej potravinovej línii sú určité zložky oveľa exponovanejšie ako iné. Pochopenie vzoru zlyhania vám pomôže uprednostniť materiály a kontrolu počas obstarávania.

Komponenty čerpadla

Obežné koleso je najdynamickejšia časť čerpadla. Čelí vysokej rýchlosti, nárazu a nepretržitému vystaveniu kyselinám. Liate obežné koleso s drsným povrchom alebo zachytenou pórovitosťou bude jamy rýchlejšie ako obežné koleso vyrobené z pevného a hustého materiálu. Teleso čerpadla a sací kryt sú tiež priamo vystavené procesnej kvapaline a musia byť špecifikované v rovnakej kvalite ako obežné koleso.

Presné odliatky s odstredivým čerpadlom z nehrdzavejúcej ocele pre kyslé médiá Tieto odliatky sú vyrobené z hustej nehrdzavejúcej ocele, aby odolávali jamkovej korózii a korózii v dôsledku nepretržitého vystavenia kyselinám, čím sa zaisťujú odolné komponenty čerpadiel pre systémy spracovania potravín. Zobraziť produkt →

V potravinárskych aplikáciách musí telo čerpadla podporovať aj hygienické čistenie. Hladké vnútorné povrchy znižujú možnosť nahromadenia produktu, čo následne znižuje riziko lokálnej korózie pod usadeninami.

Komponenty ventilov

Telesá ventilov, guľôčky, disky a drieky zvládajú rovnaké kyslé médiá, ale s dodatočným vystavením stresu a prerušovanému prietoku. Guľový ventil používaný v linke na paradajky môže spôsobiť netesnosť sediel, ak povrch gule nie je dostatočne odolný voči korózii. Klapkové ventily v stravovacích zariadeniach sú rovnako citlivé na jamkovanie na okraji disku.

Odliatky presného guľového ventilu z nehrdzavejúcej ocele pre koróznu prevádzku Komponenty guľového ventilu vyžadujú vysokú odolnosť proti korózii, aby sa zabránilo presakovaniu sedla a jamkovej jamke v linkách s kyslým jedlom; tieto odliatky ponúkajú spoľahlivý výkon v takýchto náročných podmienkach. Zobraziť produkt →

To je dôvod, prečo odliatky ventilov potrebujú rovnakú pozornosť na materiál a povrch ako komponenty čerpadla – a preto by mali byť špecifikované z jedného, sledovateľného odlievacieho zdroja.

Prečo presné liatie znižuje korózne zlyhania

Odolnosť proti korózii nie je len otázkou chémie zliatiny. Spôsob odlievania komponentu ovplyvňuje jeho správanie v kyslom prostredí.

Najdôležitejšie sú tri faktory kvality odliatku:

• Povrchová úprava. Hladký povrch má menej miest na začatie tvorby jamiek. Presné investičné odliatky môžu dosiahnuť drsnosť povrchu okolo 3,2 µm alebo lepšiu v porovnaní s drsnejšími povrchmi z pieskového odlievania.
• Pórovitosť. Plynové diery a zmršťovacia pórovitosť vytvárajú koncentrácie napätia, kde môže kyselina preniknúť. Prísne riadenie procesu počas stavby plášťa a liatia tieto chyby znižuje.
• Rovnomernosť hrúbky steny. Tenké časti v telese čerpadla sú prvé, ktoré korodujú. Presné odlievanie umožňuje dizajnérom udržiavať konzistentnú hrúbku steny, čo sa premieta do predvídateľnejšej životnosti.

Rozhodujúcu úlohu zohráva aj konštrukcia obežného kolesa. Dobre navrhnuté obežné koleso z nehrdzavejúcej ocele vyvažuje hydraulickú účinnosť s odolnosťou materiálu a proces odlievania musí verne reprodukovať túto geometriu. V praxi spôsob, akým je lopatkové obežné koleso konfigurované – uhol lopatky, rozloženie hrúbky a stav povrchu – môže zmeniť hydraulický výkon aj riziko korózie v kyslom systéme. Môžete si prečítať viac o tom, ako konštrukcia obežného kolesa ovplyvňuje účinnosť a výkon v našom technickom článku na túto tému.

Odliatky obežného kolesa s presnými lopatkami z nehrdzavejúcej ocele pre účinnosť čerpadla Odliatky obežného kolesa lopatiek reprodukujú presnú geometriu na vyváženie hydraulickej účinnosti a odolnosti materiálu, čím sa znižuje riziko korózie v kyslých čerpacích systémoch. Zobraziť produkt →

Čo špecifikovať pri objednávaní odlievaných komponentov

Odliatky čerpadiel a ventilov nie sú bežné diely. Pri objednávaní komponentov odolných voči korózii pre kyslé potravinové systémy uveďte vo svojej RFQ:

1. Materiálová trieda s certifikátom. Vyžiadajte si certifikát o skúške materiálu, ktorý uvádza skutočné chemické zloženie a mechanické vlastnosti.
2. Požiadavka na povrchovú úpravu. Špecifikujte hodnoty Ra pre vnútorné a vonkajšie povrchy, najmä pre obežné kolesá a komponenty ventilov, ktoré sú v kontakte s produktom.
3. Rozmerové tolerancie. Presné liatie môže mať užšie tolerancie ako liatie do piesku a mali by ste uviesť prijateľný rozsah odchýlok pre kritické rozmery.
4. Požiadavky na inšpekciu. Zahrňte tlakové testovanie, penetračný náter alebo rádiografiu komponentov, ktoré držia kvapalinu pod tlakom.
5. Ošetrenie po odliatku. Ak súčiastka obsahuje molybdén alebo duplexné triedy, požiadajte o rozpúšťacie žíhanie a pasiváciu, ktoré po odliatí obnovia odolnosť proti korózii.

Výber materiálu je len jednou časťou rovnice. Odliatky lopatiek obežného kolesa z nehrdzavejúcej ocele prekonávajú obežné kolesá vyrobené z iných materiálov v kyslom stravovaní z niekoľkých dôvodov, vrátane ich schopnosti udržať hladký povrch a odolávať tvorbe jamiek pri opakovanom čistení.

Zrátané a podčiarknuté

Čerpadlá a ventily odolné voči korózii pre kyslé potravinárske systémy začínajú správnym materiálom a končia správnym procesom odlievania. Komponenty triedy CF8M s hladkou povrchovou úpravou a kontrolovanou pórovitosťou prekonajú materiál nižšej kvality s rovnakou geometriou. Vopred špecifikujte požiadavky na triedu, toleranciu a kontrolu a spolupracujte s dodávateľom presných odliatkov, ktorý dokáže tieto požiadavky konzistentne plniť. Táto kombinácia chráni vaše vedenie pred útokom kyseliny a predlžuje životnosť čerpadiel a ventilov.