Quels matériaux de surface tels que l'Hastelloy sont recommandés pour les produits chimiques corrosifs dans les mélangeurs à poudres ?
Le choix du matériau approprié dépend avant tout du milieu, de la concentration, de la température, de la teneur en halogénures, du pH et de la sollicitation mécanique. Pour les mélangeurs de poudres traitant des produits chimiques corrosifs, l'acier inoxydable, les aciers plus fortement alliés, les alliages à base de nickel ou, dans des cas particuliers, des revêtements intérieurs et des revêtements de surface entrent en ligne de compte selon le cas d'application.
Groupes de matériaux appropriés
Aciers inoxydables austénitiques
Pour les milieux modérément corrosifs, on emploie fréquemment le 1.4301 ou, mieux, le 1.4404 ou le 1.4435. Les matériaux apparentés au 316L conviennent à de nombreux acides organiques, aux acides minéraux dilués et aux milieux légèrement chlorurés, mais ils atteignent leurs limites avec des produits chimiques fortement chlorurés ou très agressifs.
Aciers duplex et superduplex
Lorsque, à côté de la corrosion, une résistance mécanique plus élevée est également demandée, des matériaux duplex peuvent être judicieux. Ils offrent souvent une meilleure tenue à la corrosion sous contrainte et à la corrosion par piqûres que les aciers inoxydables standard, en particulier dans les milieux chlorurés ou légèrement acides.
Alliages à base de nickel
Pour les milieux fortement agressifs, les alliages à base de nickel sont souvent le choix le plus robuste. On utilise fréquemment, par exemple, le Hastelloy C-276 ou le Hastelloy-C22, lorsqu'une résistance élevée aux produits chimiques oxydants et réducteurs, aux chlorures, aux acides ou à des conditions de milieu changeantes est nécessaire.
Titane, zirconium et tantale
Ces matériaux sont mis en œuvre avec des milieux particulièrement critiques, par exemple avec des acides très agressifs, à des températures élevées ou pour des exigences de pureté spéciales. Ils sont techniquement très performants, mais nettement plus chers et plus exigeants sur le plan de la fabrication.
Revêtements de surface et revêtements intérieurs
Lorsque des solutions tout métal ne sont pas économiques ou pas suffisamment résistantes, des revêtements intérieurs ou des revêtements de surface peuvent être judicieux. Les options typiques sont des systèmes fluoropolymères tels que le PTFE, le PFA ou l'ECTFE, des émaillages ainsi que des céramiques techniques.
Ces solutions sont souvent très résistantes chimiquement, mais elles doivent être vérifiées quant à l'abrasion, aux variations de température, à la sollicitation mécanique et à la réparabilité.
Un traitement de surface important
Outre le matériau lui-même, la qualité de surface est déterminante. Une faible rugosité, des cordons de soudure propres, l'électropolissage et une passivation réalisée dans les règles améliorent la résistance à la corrosion et facilitent le nettoyage.
Règle de sélection pratique
- Pour les milieux modérément corrosifs, le 1.4404 ou le 1.4435 sont souvent suffisants.
- Pour les produits chimiques chlorurés ou nettement plus agressifs, le duplex, le superduplex ou les alliages à base de nickel sont le plus souvent préférables.
- Pour des conditions extrêmes, le titane, le zirconium, le tantale ou des systèmes revêtus intérieurement ou en surface peuvent être nécessaires.
La sélection définitive devrait toujours reposer sur une analyse du milieu, un essai de résistance et une prise en compte des conditions réelles du procédé.
Comment amixon® résout la qualité de surface et le choix des matériaux pour des procédés de poudres hygiéniques
Surfaces : polies, peu adhérentes, nettoyables
Chez amixon®, la chambre de mélange et l'outil de mélange sont soudés et polis sans joint apparent, afin que les restes de produit n'adhèrent autant que possible pas et qu'aucune zone difficile à nettoyer ne se forme. La qualité de surface est spécifiée selon l'application – des exécutions polies industriellement jusqu'aux surfaces hautement polies pour les procédés critiques du point de vue des BPF, telles qu'on les rencontre dans l'industrie pharmaceutique ou dans l'industrie des aliments pour bébés. Comme chaque appareil amixon® est une pièce unique fabriquée selon l'URS, la valeur Ra exigée est fixée et documentée de façon spécifique au projet. La profondeur de rugosité est sélectionnable de façon spécifique au projet, typiquement avec des valeurs Ra de 0,8 µm, 0,6 µm, 0,4 µm ou 0,2 µm ; au-delà, amixon® peut roder et électropolir jusqu'au poli miroir.
Des surfaces lisses et homogènes réduisent nettement les adhérences. Avec l'incorporation fine de liquides, la chambre de mélange reste également autant que possible exempte de dépôts lors des procédés d'humidification.
Une palette de matériaux pour des chimies de produit différentes
Selon l'application, amixon® met en œuvre différents matériaux, parmi lesquels l'acier ordinaire, les aciers résistants à l'usure, les aciers inoxydables austénitiques, les aciers inoxydables duplex ainsi que des alliages à base de nickel hautement résistants à la corrosion tels que l'Alloy 59 ou le Hastelloy-C22.
Pour les produits fortement abrasifs, des outils trempés et des solutions appropriées de protection contre l'usure sont en outre disponibles.
Complément constructif
Chez amixon®, la qualité de surface agit toujours conjointement avec l'absence d'espace mort. L'outil de mélange est monté uniquement en partie haute et les zones en contact avec le produit sont réalisées à faible espace mort. De grandes portes d'inspection avec joint hygiénique facilitent en outre l'accès, le nettoyage et le contrôle. La vidange résiduelle peut être très élevée avec des produits coulants, ce qui réduit la quantité de résidus à nettoyer.
La fabrication à Paderborn comme fondement de la qualité
amixon® développe et fabrique exclusivement à l'usine de Paderborn, avec une intégration verticale élevée, et n'emploie que des composants provenant d'Allemagne. En tant qu'entreprise de soudage certifiée disposant de qualifications européennes, japonaises, coréennes et américaines, amixon® construit chaque appareil en pièce unique sur la base de l'URS de l'exploitant. Le contrôle qualité reste sans lacune en interne et chaque spécification est justifiable jusqu'au niveau du composant.
Pendant le processus de fabrication, amixon® peut réaliser des Cabot-Tests sur des composants plaqués. Deux tôles plaquées identiques – Hastelloy C22 ou Alloy 59, de 6 mm d'épaisseur chacune, plaquées par explosion ou par laminage sur une tôle de chaudière en acier au carbone de 25 mm – sont soudées bout à bout après fraisage de la préparation de soudure. Le soudage est réalisé avec une faible énergie linéaire et de nombreux cordons individuels, afin que le matériau noble et le matériau de base se mélangent métallurgiquement le moins possible. Une éprouvette est découpée dans le cordon puis fraisée depuis le côté du matériau de base jusqu'à trois millimètres. Cette éprouvette est ensuite chauffée à différents degrés dans un bain acide sur des périodes prolongées ; l'objectif de l'essai est qu'elle ne se corrode pas.
Cette maîtrise de la fabrication assure en même temps l'approvisionnement à long terme, car chaque composant peut être refabriqué de façon reproductible même des décennies plus tard.
Qualifiable et documenté
Pour les environnements réglementés, amixon® livre des installations qualifiables : chaque appareil est une pièce unique fabriquée en interne selon l'URS, avec un contrôle qualité sans lacune. amixon® apporte son participation sur demande aux DQ, IQ et OQ. La documentation et l'exécution s'orientent sur les standards de BPF et d'hygiène exigés dans chaque cas. Sur demande, les mélangeurs sont conçus pour des exigences conformes à l'EHEDG, aux directives d'hygiène de la FDA, aux 3-A Sanitary Standards, à l'USDA, aux BPF, à l'ATEX ou à l'ASME et intégrés dans le concept de validation de l'exploitant.
Une sécurisation dans l'environnement de procédé du client
En préalable, amixon® vérifie avec le client si la recette concrète fournit les résultats attendus. À cette fin, des éprouvettes soudées des matériaux entrant en ligne de compte sont installées dans l'installation de procédé du client. Les essais se déroulent dans des conditions réelles. Des examens métallurgiques des éprouvettes constituent une base de décision solide avant l'investissement.