酸性食品システム用の耐食性ポンプおよびバルブ: 材料ガイド

トマトペーストラインを 2% クエン酸を使用して 85°C で稼働させると、標準的な 304 ステンレス鋼ポンプでは数週間以内に孔食が発生する可能性があります。ビネグレット投与バルブやピクルスブライン移送ポンプにも同じことが当てはまります。酸性の食品媒体は、ステンレス鋼を「ステンレス」にしている不動態酸化層を攻撃し、その層が破壊されると、腐食が急速に進行します。結論は簡単です。材料のグレードと鋳造の品質が、ポンプとバルブのコンポーネントが 1 シーズン持続するか 5 シーズン持続するかを決定する 2 つの要素です。精密な鋳造により、両方をコントロールできます。

酸性食品媒体が別の腐食問題となる理由

酸性食品は、一般的なステンレス鋼では常に処理できない攻撃的な状態を引き起こします。関与する酸はほとんどが有機酸 (クエン酸、酢酸、乳酸、リンゴ酸、リン酸) であり、鉱酸とは異なる挙動を示します。

重大度は 3 つの要素によって決まります。

• 酸の種類と濃度。 3% のクエン酸は、同じ濃度の酢酸とは異なる方法で不動態皮膜を攻撃します。
• 塩化物含有量。多くの食品には塩や消毒剤からの塩化物が含まれており、弱酸性の状況が孔食の問題に発展する可能性があります。
• 温度。通常、プロセス温度が 60°C を超えると腐食速度が加速します。

孔食、隙間腐食、応力腐食割れは、最も重要な 3 つの故障モードです。ピットが形成されると、それはさらなる攻撃の場所として機能します。ポンプやバルブでは、これはインペラの早期摩耗、バルブシートの浸食、そして最終的には漏れとして現れます。

酸性の食品媒体に耐える材料グレード

食品工場にとって現実的な問題は、ポンプとバルブのコンポーネントを実際にどのグレードから鋳造すべきかということです。答えは、処理する酸、温度、および存在する塩化物の量によって異なります。

CF8 と CF8M の違いはモリブデンの有無です。モリブデンは、塩化物の攻撃に対して不動態層を安定化させるのに役立ちます。酸性食品システムでは、この追加により、数か月ごとに交換が必要な部品と、何年も使用できる部品が区別されます。

鋳造コンポーネントを注文する場合は、実際の組成を確認する材料試験証明書を要求してください。 「316」という証明書だけでは十分ではありません。鋳造工場は、クロム、ニッケル、モリブデンのレベルが鋳造グレードの指定範囲を満たしていることを検証する必要があります。

ポンプとバルブが最初に故障する場所

酸性食品ラインでは、特定の成分が他の成分よりもはるかに多く露出されます。故障パターンを理解すると、調達時に材料や検査に優先順位を付けるのに役立ちます。

ポンプコンポーネント

インペラはポンプの最も動的な部分です。高速度、衝突、および継続的な酸への曝露に直面します。粗い表面や気孔が閉じ込められた鋳造インペラは、固体で緻密な材料​​で作られたインペラよりも早く孔食が発生します。ポンプケーシングとサクションカバーもプロセス流体に直接さらされるため、インペラと同じグレードで指定する必要があります。

酸性媒体用ステンレス鋼製精密遠心ポンプ鋳物 これらの鋳物は緻密なステンレス鋼で作られており、継続的な酸への曝露による孔食や腐食に耐え、食品加工システム用の耐久性のあるポンプ コンポーネントを保証します。 製品を見る→

食品用途では、ポンプ本体も衛生的な洗浄をサポートする必要があります。滑らかな内面により、生成物が蓄積する可能性が減り、その結果、堆積物の下での局所的な腐食のリスクが減ります。

バルブコンポーネント

バルブ本体、ボール、ディスク、ステムは同じ酸性媒体を扱いますが、応力や断続的な流れにさらにさらされます。トマトラインで使用されるボールバルブは、ボール表面の耐食性が十分でない場合、シートに漏れが発生する可能性があります。食品サービスのバタフライ バルブも同様に、ディスクの端の孔食に敏感です。

腐食用途向けステンレス鋼精密ボールバルブ鋳物 ボールバルブのコンポーネントには、酸性の食品ラインでのシートの漏れや孔食を防ぐために高い耐食性が必要です。これらの鋳物は、このような厳しい条件下でも信頼できる性能を発揮します。 製品を見る→

これが、バルブ鋳造品がポンプ部品と同様に材料と表面に注意を払う必要がある理由であり、単一の追跡可能な鋳造ソースからバルブ鋳造品を指定する必要がある理由です。

精密鋳造が腐食故障を軽減する理由

耐食性は合金の化学だけの問題ではありません。コンポーネントのキャスト方法は、酸性環境での動作に影響します。

鋳造品質の 3 つの要素が最も重要です。

• 表面仕上げ。滑らかな表面では、孔食が発生する場所が少なくなります。精密インベストメント鋳造では、砂型鋳造による粗い表面と比較して、Ra 3.2 μm 以上の表面粗さを実現できます。
• 気孔率。ガス穴と収縮気孔により応力集中が生じ、酸が浸透する可能性があります。シェルの構築および注入中の厳密なプロセス制御により、これらの欠陥が軽減されます。
• 肉厚の均一性。ポンプハウジングの薄い部分が最初に腐食します。精密鋳造により、設計者は一貫した肉厚を維持できるため、耐用年数がより予測可能になります。

インペラの設計も決定的な役割を果たします。適切に設計されたステンレス鋼のインペラは、油圧効率と材料の耐久性のバランスを保ち、鋳造プロセスではその形状を忠実に再現する必要があります。実際には、ブレードインペラの構成方法 (ブレード角度、厚さ分布、表面状態) によって、水力性能と酸性システムにおける腐食リスクの両方が変化する可能性があります。その方法について詳しく読むことができます インペラの設計は効率と性能に影響します このテーマに関する技術記事で。

ポンプ効率を高めるステンレス鋼の精密ブレードインペラ鋳物 ブレードインペラの鋳物は、油圧効率と材料の耐久性のバランスをとるために正確な形状を再現し、酸性ポンプシステムでの腐食リスクを軽減します。 製品を見る→

キャストコンポーネントを注文する際の指定内容

ポンプとバルブの鋳物は既製の部品ではありません。酸性食品システム用の耐食コンポーネントを注文する場合は、RFQ で次のことを指定してください。

1. 証明書付きの材質グレード。実際の化学組成と機械的特性を記載した材料試験証明書を請求してください。
2. 表面仕上げ要件。内部表面と外部表面、特に製品と接触するインペラやバルブ コンポーネントの Ra 値を指定します。
3. 寸法公差。精密鋳造は砂型鋳造よりも厳しい公差を保持できるため、重要な寸法の許容偏差範囲を指定する必要があります。
4. 検査要件。圧力下で液体を保持するコンポーネントの圧力テスト、染料浸透剤、または X 線撮影を含めます。
5. キャスト後の治療。部品にモリブデンまたは二相グレードが含まれている場合は、鋳造後に耐食性を回復する溶体化焼鈍および不動態化について問い合わせてください。

材料の選択は方程式の一部にすぎません。 ステンレス鋼ブレードインペラ鋳物は、他の材料で作られたインペラよりも優れた性能を発揮します。 滑らかな表面仕上げを保持し、繰り返し洗浄しても穴が開きにくいなどの理由から、酸性の食品サービスで使用されます。

結論

酸性食品システム用の耐食性ポンプとバルブは、適切な材料から始まり、適切な鋳造プロセスで終わります。滑らかな表面仕上げと制御された気孔率を備えた CF8M グレードのコンポーネントは、同一形状の低グレードの材料よりも優れた性能を発揮します。グレード、公差、検査要件を事前に指定し、それらの要件を一貫して提供できる精密鋳造サプライヤーと連携します。この組み合わせにより、ラインを酸の攻撃から保護し、ポンプとバルブの耐用年数を延ばします。