le traitement de surface de l`inox est primordial

TRAITEMENT DE SURFACE
LE TRAITEMENT DE SURFACE DE L'INOX
EST PRIMORDIAL
L'INOX CONVIENT AUX INDUSTRIES
ALIMENTAIRE ET PHARMACEUTIQUE
L'acier inoxydable (inox) est largement utilisé dans les
industries alimentaire et pharmaceutique.
Le matériau se nettoie aisément et ne produit aucune
substance pouvant s'introduire dans le produit final.
Ceci explique pourquoi l'acier inoxydable est le
matériau de construction choisi pour la production, le
stockage et le transport des aliments.
L'un des principaux critères de l'utilisation de l'inox en
relation avec les aliments est l'hygiène, un aspect en
relation directe avec la rugosité de surface.
Par Ing. Thomas van OS
Décaper des aliments au moyen d'une circulation interne
LES PROPRIETES DE L'INOX
En comparaison des autres
matériaux, l'utilisation de l'acier
inoxydable présente d'importants
avantages: une haute résistance
mécanique, une usinabilité
relativement bonne, une bonne
capacité de nettoyage, une
grande résistance à la corrosion et
une surface inerte qui évite que
des substances entrent dans le
produit fini.
En fonction de l'application,
plusieurs types d'inox peuvent être
employés mais en règle générale,
on utilise l'acier inoxydable
austénitique standard AISI 316.
L'américain 3-A Sanctuary
Standards prescrit l'AISI 316 pour
toutes les surfaces en inox qui
entrent en contact avec les
aliments.
Certains éléments d'une
installation, les 'utilities' comme les
canalisations, constituent une
exception et permettent aussi
Pièce après polissage électrolytique
que ceci entraîne uniquement une
l'utilisation de l'AISI 304.
inoxydable qui entre en contact
salissure encastrée qu'il faudra
La bonne capacité de nettoyage
avec les aliments doit avoir une
enlever plus tard.
de l'acier inoxydable dépend
valeur Ra inférieure à 0,8 μm.
étroitement de l'état de
Une plus grande
Polissage électrolytique
la surface, à son tour
rugosité n'est tolérée
L' UTILISATION
Le polissage électrolytique est
influencé par le
que si l'on peut montrer
DE PATES POUR
appliqué commercialement sur
traitement de surface.
que la capacité de
nettoyage de la surface l'acier inoxydable, y compris le
UN FINISH LISSE
L'hygiène
duplex et 'hastalloy'.
satisfait aux exigences
DOIT ETRE EVITEE
L'industrie alimentaire
Dans la pratique, c'est un
spéciales posées.
est soumise à de
processus comparable à
Parfois, on prescrit des
l'electroplating, à la différence
sévères exigences en matière
rugosités inférieures, en fonction
d'hygiène afin de lutter contre la
qu'on n'appose pas de finition
des exigences qualitatives d'un
mais qu'on enlève du matériau de
prolifération indésirable des microcertain processus.
organismes (bactéries et
la surface. A l'instar de
LE POLISSAGE
moisissures).
l'electroplating, l'élément est
Cette prolifération s'organise
plongé dans un électrolyte. Après
Polissage mécanique
notamment dans les micro-fissures
immersion de l'élément et de la
Une première étape peut être le
et autres défauts, qui ne sont
cathode dans l'électrolyte (un
polissage mécanique afin de
généralement pas visibles à l'œil
liquide conducteur), le circuit
hausser le niveau de la surface. Il
nu. Pour visualiser ces fissures et
électrique est fermé et un courant
est très important de travailler
défauts sur une surface en inox, il
continu passe.
d'une grenaille 180 à une
est indispensable de procéder à
Pour polir par électrolyse des
grenaille 240, puis 320, afin
des essais non destructifs à l'aide
éléments de formes complexes, on
d'obtenir un finish uniforme, étape
d'un pénétrant.
conçoit des contre-électrodes
par étape.
En plus de l'exigence importante
spéciales (jigging). Puisqu'il s'agit
L'utilisation de pâtes pour donner
que la surface en inox soit
d'un procédé électrolytique, les
un finish lisse doit être évitée parce zones les plus proches de la
exempte de fissures, la rugosité
surfacique est également
importante. Les salissures
accrocheront plus facilement sur
TAILLE DE GRAIN ET ETAT DE SURFACE
une surface rugueuse mais plus
(SUIVANT EURONORME 683/13 88)
important encore, il existe une
relation entre la rugosité surfacique
TAILLE DE
RUGOSITE
et la capacité de nettoyage. La
DESCRIPTION
GRAIN
(MM)
capacité de nettoyage augmente
si la rugosité surfacique de l'inox
Brossé
2,5
80-100
est moindre.
Brossé
1,25
La rugosité surfacique est mesurée
180
avec un rugosimètre ou
Poli mat
0,6
240
perthomètre, et restituée comme Ra
dans l'unité micromètre (μm).
Poli satiné
0,5
320
L'EHEDG (European Hygienic
Equipment Design Group) et l'US
Poli brillant
0,05
590-630
3A Sanitation stipulent que la
Poli très brillant
0,05
800
rugosité surfacique de l'acier
TRAITEMENT DE SURFACE
Il est essentiel d'éliminer les décolorations de soudage avant d'exposer l'inox à un milieu
agressif ou aqueux
Fonctionnement du polissage électrolytique
cathode sont enlevées plus vite
que les zones situées plus loin.
L'ébavurage et l'égalisation font
partie du processus. On obtient un
aspect étincelant uniforme, même
aux parties difficiles à atteindre
autrement.
L'exigence habituelle de rugosité
surfacique pour les industries
pharmaceutiques est Ra 0,25 –
0,6 et la diminution de rugosité
typique est de 30 à 50%. La
faible rugosité atténue les
propriétés d'adhésion de la
surface, ce qui entraîne
effectivement une diminution de
l'accrochage de salissure et une
surface facile à nettoyer.
Le polissage électrolytique
débarrasse la surface des
pollutions parce que le matériau
peut être éliminé de la surface par
dissolution. Le polissage
électrolytique enlève environ
30 – 40 microns, y compris toutes
les pollutions possibles dans la
surface, ce qui crée une surface
extrêmement propre, uniforme et
homogène.
La faible rugosité et homogénéité
de surface obtenues sont du reste
un avantage pour les applications
ayant une faible résistance au
frottement.
L'enrichissement au chrome dans la
couche surfacique donne par
ailleurs aux éléments polis par
électrolyse une meilleure résistance
à la corrosion.
Le bon finish
Un matériau mal poli peut avoir
une résistance à la corrosion
inférieure. Les interstices
Pendant le soudage de l'inox apparaît la
décoloration de soudage typique par
oxydation de la surface métallique
microscopiques, provoqués par le
polissage grossier, peuvent cacher
des salissures qui entraînent des
dépôts et la corrosion. Ceci n'est
peut-être pas un problème dans un
milieu sauvage mais une étude
avec un test de pulvérisation saline
a montré qu'une valeur Ra
(rugosité) de maximum 0,5 peut
être tolérée. Une rugosité de 0,5
fait office de critère, certains fûts
pharmaceutiques ayant une
spécification avec une valeur Ra
de 0,2 après polissage
électrolytique.
faire une exception. En cas de
doute quant à l'élimination de la
décoloration de soudage, il
convient d'interroger un spécialiste
de la corrosion.
On peut éliminer la décoloration
au moyen d'un traitement de
surface mécanique ou chimique,
ou d'une combinaison des deux.
CONTAMINATION AU FER
ÉTRANGER
Une autre cause importante de la
corrosion est la contamination au
fer étranger, qui peut survenir pour
SOUDAGE/FABRICATION
différentes raisons.
Par exemple, suite au ponçage,
Au cours du soudage de l'acier
meulage, sertissage, avec un
inoxydable apparaît la
matériel (outillage) en
décoloration de
acier carbone ou un
U NE FAIBLE
soudage typique par
outillage qui est
RUGOSITE
l'oxydation de la
également utilisé pour
surface métallique, si la
l'usinage de l'acier
SURFACIQUE
protection sous forme
carbone. La
GARANTIT
de gaz inerte (comme
contamination peut
l'argon) fait défaut.
aussi provenir de
UNE MOINDRE
Primo, ces décolorations
travaux de meulage ou
CONTAMINATION
de soudage (aussi
de salissure à proximité
dénommées oxydes
de l'acier inoxydable.
ET UN MEILLEUR
thermiques) induisent un
Ceci peut être dans
NETTOYAGE
aspect inacceptable du
l'atelier ou sur site. Les
matériau inox.
traitements de surface
Secundo, les oxydes thermiques
chimiques sont indispensables pour
poreux peuvent souiller le média
éliminer ces pollutions.
de processus. En plus, et ceci a les
NETTOYAGE
conséquences les plus fâcheuses,
ces films d'oxyde thermique poreux
Interne
entraîne la fragilité de l'acier
Après la fabrication et
inoxydable face à certains types
l'assemblage, un dernier nettoyage
de corrosion.
sur site peut être souhaitable avant
Les formes possibles de cette
la mise en service afin d'éliminer
corrosion:
toutes les traces de graisse et de
• corrosion formant des cavités
contamination au fer étranger. On
• corrosion intercristalline
fait alors circuler une solution
• corrosion par interstices
acide ou alcaline à travers les
• corrosion microbiologique
conduites ou la sphère de
induite
pulvérisation, suivi par une
Afin d'éviter ces formes de
passivation à l'acide nitrique ou
corrosion, il est essentiel d'éliminer
acide citrique.
les décolorations de soudage
Ces travaux sont généralement
avant d'exposer l'acier inoxydable
exécutés par des entreprises
à un milieu agressif ou aqueux.
spécialisées et sont précédés par
Dans le cas de l'inox utilisé pour
une pré-inspection, afin de
des outils ayant un effet décapant,
déterminer la méthode de
comme l'acide nitrique, on peut
circulation et d'élaborer une
analyse des risques des tâches.
Certaines parties de l'appareillage
doivent être enlevées ou 'pontées'.
On peut utiliser une unité de
pompe temporaire, bien que de
nombreux systèmes CIP aient une
capacité de pompage suffisante.
Lorsque tout est branché avec des
pompes temporaires, tuyaux et
réservoirs de circulation, on
effectue un essai de pression afin
de contrôler l'étanchéité. Après le
nettoyage, les produits chimiques
utilisés et l'eau de vidange sont
évacués vers un transformateur
agréé.
Externe
Un détergent et produit de posttraitement peuvent enlever la
plupart des sortes de pollutions
organiques, feutre et encre, traces
de pas, dépôts calcaires et
pellicule oxydée suite à des
dégâts. L'acier inoxydable reçoit
un brillant égal.
CONCLUSION
En raison de propriétés uniques,
l'acier inoxydable convient très
bien comme matériau de
construction pour les applications
dans les industries alimentaire et
pharmaceutique.
Le bon traitement de surface est ici
primordial: une faible rugosité
surfacique rend le matériau moins
sensible à la contamination et
simplifie le nettoyage du matériau.
Brosser et polir sont les traitements
par excellence pour obtenir les
faibles rugosités exigées, surtout
lorsqu'il s'agit de citernes de
production, stockage ou transport
en inox.
Une bonne passivation par la
suite, ainsi qu'une inspection et
une maintenance régulières,
garantissent une longue durée de
vie. ‰
Ingénieur Thomas van Os, directeur
du laboratoire de Vecom