TRAITEMENT DE SURFACE

LES PROPRIETES DE L'INOX

En comparaison des autresmatériaux, l'utilisation de l'acierinoxydable présente d'importantsavantages: une haute résistancemécanique, une usinabilitérelativement bonne, une bonnecapacité de nettoyage, unegrande résistance à la corrosion etune surface inerte qui évite quedes substances entrent dans leproduit fini.En fonction de l'application,plusieurs types d'inox peuvent êtreemployés mais en règle générale,on utilise l'acier inoxydableausténitique standard AISI 316.L'américain 3-A SanctuaryStandards prescrit l'AISI 316 pourtoutes les surfaces en inox quientrent en contact avec lesaliments.Certains éléments d'uneinstallation, les 'utilities' comme lescanalisations, constituent uneexception et permettent aussi

l'utilisation de l'AISI 304.La bonne capacité de nettoyagede l'acier inoxydable dépendétroitement de l'état dela surface, à son tourinfluencé par letraitement de surface.

L'hygièneL'industrie alimentaireest soumise à desévères exigences en matièred'hygiène afin de lutter contre laprolifération indésirable des micro-organismes (bactéries etmoisissures).Cette prolifération s'organisenotamment dans les micro-fissureset autres défauts, qui ne sontgénéralement pas visibles à l'œilnu. Pour visualiser ces fissures etdéfauts sur une surface en inox, ilest indispensable de procéder àdes essais non destructifs à l'aided'un pénétrant. En plus de l'exigence importanteque la surface en inox soitexempte de fissures, la rugositésurfacique est égalementimportante. Les salissuresaccrocheront plus facilement surune surface rugueuse mais plusimportant encore, il existe unerelation entre la rugosité surfaciqueet la capacité de nettoyage. Lacapacité de nettoyage augmentesi la rugosité surfacique de l'inoxest moindre.La rugosité surfacique est mesuréeavec un rugosimètre ouperthomètre, et restituée comme Radans l'unité micromètre (μm).L'EHEDG (European HygienicEquipment Design Group) et l'US3A Sanitation stipulent que larugosité surfacique de l'acier

inoxydable qui entre en contactavec les aliments doit avoir unevaleur Ra inférieure à 0,8 μm.

Une plus granderugosité n'est toléréeque si l'on peut montrerque la capacité denettoyage de la surfacesatisfait aux exigencesspéciales posées.Parfois, on prescrit des

rugosités inférieures, en fonctiondes exigences qualitatives d'uncertain processus.

LE POLISSAGE

Polissage mécaniqueUne première étape peut être lepolissage mécanique afin dehausser le niveau de la surface. Ilest très important de travaillerd'une grenaille 180 à unegrenaille 240, puis 320, afind'obtenir un finish uniforme, étapepar étape.L'utilisation de pâtes pour donnerun finish lisse doit être évitée parce

que ceci entraîne uniquement unesalissure encastrée qu'il faudraenlever plus tard.

Polissage électrolytiqueLe polissage électrolytique estappliqué commercialement surl'acier inoxydable, y compris leduplex et 'hastalloy'. Dans la pratique, c'est unprocessus comparable àl'electroplating, à la différencequ'on n'appose pas de finitionmais qu'on enlève du matériau dela surface. A l'instar del'electroplating, l'élément estplongé dans un électrolyte. Aprèsimmersion de l'élément et de lacathode dans l'électrolyte (unliquide conducteur), le circuitélectrique est fermé et un courantcontinu passe. Pour polir par électrolyse deséléments de formes complexes, onconçoit des contre-électrodesspéciales (jigging). Puisqu'il s'agitd'un procédé électrolytique, leszones les plus proches de la

LE TRAITEMENT DE SURFACE DE L'INOXEST PRIMORDIAL

L'INOX CONVIENT AUX INDUSTRIESALIMENTAIRE ET PHARMACEUTIQUE

L'acier inoxydable (inox) est largement utilisé dans lesindustries alimentaire et pharmaceutique.Le matériau se nettoie aisément et ne produit aucunesubstance pouvant s'introduire dans le produit final.Ceci explique pourquoi l'acier inoxydable est lematériau de construction choisi pour la production, lestockage et le transport des aliments.L'un des principaux critères de l'utilisation de l'inox enrelation avec les aliments est l'hygiène, un aspect enrelation directe avec la rugosité de surface.

Par Ing. Thomas van OS

L'UTILISATION

DE PATES POUR

UN FINISH LISSE

DOIT ETRE EVITEE

Décaper des aliments au moyen d'une circulation interne

Pièce après polissage électrolytique

DESCRIPTION

80-100 Brossé 2,5

180 Brossé 1,25

240 Poli mat 0,6

320 Poli satiné 0,5

590-630 Poli brillant 0,05

800 Poli très brillant 0,05

TAILLE DE GRAIN ET ETAT DE SURFACE(SUIVANT EURONORME 683/13 88)

TAILLE DE GRAIN

RUGOSITE(MM)

TRAITEMENT DE SURFACE

cathode sont enlevées plus viteque les zones situées plus loin.L'ébavurage et l'égalisation fontpartie du processus. On obtient unaspect étincelant uniforme, mêmeaux parties difficiles à atteindreautrement.L'exigence habituelle de rugositésurfacique pour les industriespharmaceutiques est Ra 0,25 –0,6 et la diminution de rugositétypique est de 30 à 50%. Lafaible rugosité atténue lespropriétés d'adhésion de lasurface, ce qui entraîneeffectivement une diminution del'accrochage de salissure et unesurface facile à nettoyer.Le polissage électrolytiquedébarrasse la surface despollutions parce que le matériaupeut être éliminé de la surface pardissolution. Le polissageélectrolytique enlève environ30 – 40 microns, y compris toutesles pollutions possibles dans lasurface, ce qui crée une surfaceextrêmement propre, uniforme ethomogène.La faible rugosité et homogénéitéde surface obtenues sont du resteun avantage pour les applicationsayant une faible résistance aufrottement.L'enrichissement au chrome dans lacouche surfacique donne parailleurs aux éléments polis parélectrolyse une meilleure résistanceà la corrosion.

Le bon finishUn matériau mal poli peut avoirune résistance à la corrosioninférieure. Les interstices

microscopiques, provoqués par lepolissage grossier, peuvent cacherdes salissures qui entraînent desdépôts et la corrosion. Ceci n'estpeut-être pas un problème dans unmilieu sauvage mais une étudeavec un test de pulvérisation salinea montré qu'une valeur Ra(rugosité) de maximum 0,5 peutêtre tolérée. Une rugosité de 0,5fait office de critère, certains fûtspharmaceutiques ayant unespécification avec une valeur Rade 0,2 après polissageélectrolytique.

SOUDAGE/FABRICATION

Au cours du soudage de l'acierinoxydable apparaît ladécoloration desoudage typique parl'oxydation de lasurface métallique, si laprotection sous formede gaz inerte (commel'argon) fait défaut. Primo, ces décolorationsde soudage (aussidénommées oxydesthermiques) induisent unaspect inacceptable dumatériau inox.Secundo, les oxydes thermiquesporeux peuvent souiller le médiade processus. En plus, et ceci a lesconséquences les plus fâcheuses,ces films d'oxyde thermique poreuxentraîne la fragilité de l'acierinoxydable face à certains typesde corrosion. Les formes possibles de cettecorrosion:• corrosion formant des cavités• corrosion intercristalline• corrosion par interstices• corrosion microbiologiqueinduiteAfin d'éviter ces formes decorrosion, il est essentiel d'éliminerles décolorations de soudageavant d'exposer l'acier inoxydableà un milieu agressif ou aqueux. Dans le cas de l'inox utilisé pourdes outils ayant un effet décapant,comme l'acide nitrique, on peut

faire une exception. En cas dedoute quant à l'élimination de ladécoloration de soudage, ilconvient d'interroger un spécialistede la corrosion.On peut éliminer la décolorationau moyen d'un traitement desurface mécanique ou chimique,ou d'une combinaison des deux.

CONTAMINATION AU FERÉTRANGER

Une autre cause importante de lacorrosion est la contamination aufer étranger, qui peut survenir pourdifférentes raisons.Par exemple, suite au ponçage,meulage, sertissage, avec un

matériel (outillage) enacier carbone ou unoutillage qui estégalement utilisé pourl'usinage de l'aciercarbone. Lacontamination peutaussi provenir detravaux de meulage oude salissure à proximitéde l'acier inoxydable.Ceci peut être dansl'atelier ou sur site. Lestraitements de surface

chimiques sont indispensables pouréliminer ces pollutions.

NETTOYAGE

InterneAprès la fabrication etl'assemblage, un dernier nettoyagesur site peut être souhaitable avantla mise en service afin d'éliminertoutes les traces de graisse et decontamination au fer étranger. Onfait alors circuler une solutionacide ou alcaline à travers lesconduites ou la sphère depulvérisation, suivi par unepassivation à l'acide nitrique ouacide citrique.Ces travaux sont généralementexécutés par des entreprisesspécialisées et sont précédés parune pré-inspection, afin dedéterminer la méthode de

circulation et d'élaborer uneanalyse des risques des tâches.Certaines parties de l'appareillagedoivent être enlevées ou 'pontées'.On peut utiliser une unité depompe temporaire, bien que denombreux systèmes CIP aient unecapacité de pompage suffisante.Lorsque tout est branché avec despompes temporaires, tuyaux etréservoirs de circulation, oneffectue un essai de pression afinde contrôler l'étanchéité. Après lenettoyage, les produits chimiquesutilisés et l'eau de vidange sontévacués vers un transformateuragréé.

ExterneUn détergent et produit de post-traitement peuvent enlever laplupart des sortes de pollutionsorganiques, feutre et encre, tracesde pas, dépôts calcaires etpellicule oxydée suite à desdégâts. L'acier inoxydable reçoitun brillant égal.

CONCLUSION

En raison de propriétés uniques,l'acier inoxydable convient trèsbien comme matériau deconstruction pour les applicationsdans les industries alimentaire etpharmaceutique.Le bon traitement de surface est iciprimordial: une faible rugositésurfacique rend le matériau moinssensible à la contamination etsimplifie le nettoyage du matériau.Brosser et polir sont les traitementspar excellence pour obtenir lesfaibles rugosités exigées, surtoutlorsqu'il s'agit de citernes deproduction, stockage ou transporten inox.Une bonne passivation par lasuite, ainsi qu'une inspection etune maintenance régulières,garantissent une longue durée devie.

Ingénieur Thomas van Os, directeurdu laboratoire de Vecom

UNE FAIBLE

RUGOSITE

SURFACIQUE

GARANTIT

UNE MOINDRE

CONTAMINATION

ET UN MEILLEUR

NETTOYAGE

Il est essentiel d'éliminer les décolorations de soudage avant d'exposer l'inox à un milieuagressif ou aqueux

Pendant le soudage de l'inox apparaît ladécoloration de soudage typique paroxydation de la surface métallique

Fonctionnement du polissage électrolytique