CitriSurf – Solution de passivation d’acide Citrique – Tableaux de compatibilité des matériaux en acier inoxydable

Qu’est-ce que la passivation d’acide citrique?

La passivation de l’acide citrique est l’utilisation de l’acide citrique pour passiver l’acier inoxydable (SS) et d’autres alliages pour prévenir la corrosion. En éliminant les ions de fer libres et en formant une couche d’oxyde passive protectrice à la surface, l’acier inoxydable ou un autre métal devient très résistant à la rouille. La passivation à l’acide citrique est un processus de finition post-fabrication effectué en immergeant les pièces en acier inoxydable dans un bain d’acide citrique.

Pour plus de détails sur le fonctionnement de la passivation, consultez notre article « Qu’est-ce que la passivation? »

Historiquement, les fabricants passivaient l’acier inoxydable à l’aide d’acide nitrique. Bien que l’acide nitrique soit un agent de passivation très efficace, il présente des risques importants sur le lieu de travail et l’environnement et nécessite une stricte conformité réglementaire.

Pour éviter les dangers de l’acide nitrique, les entreprises ont cherché la passivation de l’acide citrique comme alternative. Les premières tentatives de passivation de l’acide citrique ont cependant souffert de problèmes de croissance organique et de moisissures.

Beaucoup de choses ont changé depuis ces jours. Les progrès modernes des biocides ont rendu l’acide citrique extrêmement stable contre la croissance organique. Aujourd’hui, la passivation à l’acide citrique est la méthode de passivation préférée et respectueuse de l’environnement pour la plupart des nuances d’acier inoxydable.

Avantages de la passivation de l’acide citrique

Le principal avantage de l’utilisation de la passivation de l’acide citrique plutôt que de l’acide nitrique est que l’acide citrique est plus sûr et plus écologique. La FDA inclut l’acide citrique sur sa liste GRAS (Généralement reconnue comme Sûre) en tant que matériau sûr, ne présentant aucun danger pour les personnes lorsqu’il est manipulé avec de bonnes pratiques de fabrication.

L’acide citrique est le même acide naturel présent dans les oranges et autres agrumes, couramment utilisé dans de nombreux aliments et boissons. Il est non toxique et biodégradable. Les entreprises utilisant la passivation de l’acide citrique peuvent éviter de nombreux problèmes réglementaires gouvernementaux, car l’acide citrique peut généralement être éliminé dans un réseau d’égouts avec un traitement minimal des déchets requis (sous réserve des exigences municipales individuelles).

Pour une comparaison détaillée de la passivation de l’acide nitrique par rapport à la passivation de l’acide citrique, voir notre article « Passivation de l’acide nitrique par rapport à la passivation de l’acide citrique ».

Les solutions d’acide citrique telles que CitriSurf® de Stellar Solutions fonctionnent en éliminant le fer libre de la surface métallique et en formant un complexe hydrosoluble avec les ions fer. Ceci empêche le fer de précipiter à nouveau et d’avoir l’effet néfaste que l’acide nitrique est connu pour faire. L’élimination du fer contribue à créer une couche d’oxyde passif plus résistante à la rouille à la surface.

Un autre avantage de la passivation de l’acide citrique à l’aide de CitriSurf® est que le traitement élimine uniquement le fer de la surface, et non les autres métaux de l’alliage. Cela affecte la profondeur du traitement de surface et atténue les modifications de la taille globale de la pièce, ce qui peut être un facteur important pour une tolérance étroite et un usinage de haute précision.

Les fabricants des industries nécessitant des performances élevées dépendent de la passivation à l’acide citrique, en particulier dans les industries des dispositifs médicaux et de l’aérospatiale où la passivation des pièces est essentielle à la performance et à la durabilité, y compris les exigences de cytotoxicité et de bio-charge. L’acide citrique est maintenant la solution de choix pour de nombreuses entreprises qui apportent leurs besoins de passivation en interne plutôt que de les externaliser dans un atelier de placage de métal.

Principaux avantages de la passivation de l’acide citrique

• Chimie sans danger pour l’environnement – facile à utiliser et à éliminer
• Chimie à faible risque sur le lieu de travail – pas de vapeurs toxiques ou corrosives
• Répond à toutes les normes industrielles actuelles – passe les tests de pulvérisation de sel, d’immersion, de sulfate de cuivre et d’humidité élevée
• Excellents résultats avec toutes les qualités d’acier inoxydable
• Élimination améliorée et plus rapide du fer libre de la surface
• Élimine uniquement le fer, en préservant les autres métaux en alliage

Procédé de passivation de l’acier inoxydable avec de l’citrique acide

Normes industrielles

Les fabricants doivent finalement effectuer une passivation selon des critères d’acceptation établis par leurs clients. La plupart des critères d’acceptation relèvent de l’une des deux normes de l’industrie pour la passivation de l’acide citrique: ASTM A967 et AMS 2700.

ASTM A967

ASTM A967 concerne les traitements chimiques pour la passivation de pièces en acier inoxydable. Il établit des normes pour les traitements par immersion à l’acide nitrique et à l’acide citrique. Le procédé à l’acide citrique est subdivisé en 5 catégories. Citrique 1-3 spécifiez des teneurs en solution de 4 à 10% d’acide citrique (en poids de composition), avec des temps de traitement plus courts à des températures plus élevées.

Procédé à l’acide citrique	Température ºF	Temps en minutes
1	140 – 160	4
2	120 – 140	10
3	70 – 120	20

Les citriques 4 et 5 permettent d’autres paramètres, y compris l’utilisation d’additifs. CitriSurf de Stellar Solutions appartient à la catégorie Citric 4, mais les procédures recommandées conservent la même concentration et les autres paramètres définis dans Citric 1-3.

La norme ASTM A967 permet également toute combinaison de temps d’immersion, de température et de concentration en acide citrique, à condition que le traitement de surface résultant réponde aux critères d’essai d’acceptation.

AMS 2700

AMS 2700 concerne la passivation des aciers résistants à la corrosion. Cette norme est utilisée dans l’industrie aérospatiale. Comme avec la norme ASTM A967, elle établit des normes pour les traitements par immersion à l’acide nitrique (Méthode 1) et à l’acide citrique (méthode 2). La norme de passivation de l’acide citrique de la méthode 2 spécifie des teneurs en solution de 4 à 10% d’acide citrique (en poids de composition), avec des temps de traitement plus courts à des températures plus élevées.

CitriSurf par Stellar Solutions relève de la méthode 2 d’AMS 2700.

Étapes du processus de passivation de l’acide citrique

Les étapes du processus de passivation courantes pour l’acier inoxydable sont énumérées ci-dessous:

1. Nettoyage alcalin des matériaux pour éliminer tous les contaminants, huiles, corps étrangers, etc. – Utilise généralement des nettoyants détergents comme le Micro90, le Vert simple, etc.
2. Rinçage à l’eau – généralement avec de l’eau DI (désionisée) ou de l’eau RO (Osmose inverse) dans les industries de haute précision
3. Bain d’immersion à l’acide citrique (CitriSurf) pour dissoudre complètement les fers libres et les sulfures et accélérer la formation d’un film passif ou d’une couche d’oxyde
4. Rinçage à l’eau – généralement avec de l’eau DI dans les industries de haute précision
5. Deuxième rinçage à l’eau – généralement avec de l’eau DI en haute précision industries
6. Pièces sèches
7. Tester les pièces d’échantillons via des normes de spécification en utilisant: les étapes exactes du processus de passivation dépendent de la teneur en chrome de l’alliage, des caractéristiques d’usinabilité et d’autres traitements de surface appliqués à l’acier inoxydable, au titane ou à un autre alliage.
   

   Vidéo: Système de Passivation Nitrique et Citrique Personnalisable Automatisé

   

   Résultats des tests de passivation de l’acide citrique

   Les tests des pièces après passivation ont généralement lieu par lot. Les normes de l’industrie telles que la norme ASTM A967 permettent une variété de protocoles d’essai, notamment:

   • Test d’immersion dans l’eau
   • Test d’humidité élevée
   • Test au brouillard salin
   • Test au sulfate de cuivre
   • Test au fer libre

   Le test au sulfate de cuivre est particulièrement utile, car il peut être effectué plus rapidement que d’autres tests. L’essai au sulfate de cuivre consiste à appliquer une solution de sulfate de cuivre et d’acide sulfurique à la surface d’une pièce d’échantillon représentant le lot testé. La surface doit être maintenue humide avec la solution pendant au moins 6 minutes. Après le retrait de la solution, la pièce est examinée pour les dépôts de cuivre. Toute preuve de placage de cuivre sur la pièce indique un échec d’essai.

   Le test au sulfate de cuivre n’est cependant pas pour tout le monde. Il ne peut être appliqué sur aucune surface utilisée dans le traitement des aliments et n’est pas recommandé pour les zones marquées au laser. L’essai ne doit pas être utilisé avec des aciers inoxydables martensitiques de la série 400 ou avec des aciers inoxydables ferritiques de la série 400 contenant moins de 16% de chrome, car il peut entraîner de fausses défaillances (par exemple, montrant un échec d’essai lorsque la passivation est effectivement réussie).

   À surveiller avec la passivation à l’acide citrique

   Ne confondez pas le nettoyage avec la passivation. Il peut être facile de supposer que l’immersion dans l’acide citrique non seulement passivera, mais nettoiera également les pièces. Ce n’est pas le cas. Le nettoyage des pièces doit avoir lieu AVANT l’immersion dans la solution d’acide citrique. Sinon, les débris d’atelier tels que les restes de graisse de fabrication peuvent interagir avec l’acide citrique et former des bulles de gaz à la surface qui interfèrent avec la passivation.

   Dans ces cas, envisagez d’utiliser un dégraissant ou de changer de détergent pour vous assurer que la pièce est complètement exempte de contaminants. Dans certains cas, les oxydes thermiques peuvent nécessiter un broyage ou un décapage pour être éliminés.

   Il est important d’effectuer un test de rupture d’eau après le nettoyage et le rinçage de la pièce et avant de la placer dans la solution d’acide citrique, comme décrit dans la section 7.2.4 de la norme ASTM A380. Le but du test de rupture d’eau est de détecter tout résidu huileux ou contaminants hydrophobes tels que la graisse ou les empreintes digitales.

   Gardez la solution d’acide citrique exempte de contaminants. Remédier à la contamination de la solution d’acide citrique peut être aussi simple que de remplir le bain d’acide citrique avec une solution fraîche. Si le problème persiste, envisagez d’utiliser une eau de qualité supérieure telle que de l’eau RO ou de l’eau DI dans la solution d’acide citrique qui est moins susceptible de contenir des contaminants que l’eau du robinet.

   Une autre recommandation de bonne pratique consiste à utiliser des racks pour empêcher le contact métal-métal entre des pièces individuelles. Cela facilite la libre circulation de la solution pour éliminer les contaminants corrosifs et éviter les poches d’acide.

   Attention à la corrosion galvanique. Évitez de mélanger deux types d’acier inoxydable différents (série 300 et série 400, par exemple) dans le même bain de passivation d’acide citrique pour éviter la corrosion galvanique, également appelée corrosion bimétallique. Ceci est particulièrement important lorsque vous travaillez avec un grand volume de nuances mixtes d’acier inoxydable dans un seul bain, car le volume plus important augmente le risque de corrosion galvanique. Il en résulte que le métal moins noble se corrode plus rapidement qu’il ne l’aurait fait si les métaux différents n’avaient pas été en contact dans la solution.

   CitriSurf® pour la passivation de l’acide citrique

   Best Technology s’associe à Stellar Solutions pour offrir une solution de passivation de l’acide citrique CitriSurf à nos clients. Au cours des 15 dernières années, CitriSurf est rapidement devenue la marque leader de l’acide citrique haute performance. CitriSurf offre des performances de passivation optimales pour prévenir la corrosion des pièces en acier inoxydable.

   

   La solution d’acide citrique la plus couramment utilisée par nos clients est CitriSurf 2250. Si vos spécifications sont ASTM A380, A967, B600, F983, F86 ou autres, CitriSurf est très couramment utilisé dans les spécifications pour l’acier inoxydable et d’autres alliages.

   Consultez notre Guide de compatibilité des matériaux CitriSurf.

   Les produits CitriSurf suivants sont principalement utilisés pour la passivation dans la fabrication et la fabrication:

   • CitriSurf 2050
   • CitriSurf 2250
   • CitriSurf 2450
   • CitriSurf 3050
   • CitriSurf 3250
   • CitriSurf 77
   • CitriSurf 2210

   CitriSurf 2050 est la solution la plus rentable et est la plus utile pour les nuances austénitiques d’acier inoxydable de la série 300. CitriSurf 3050 est une version peu moussante pour les applications de pulvérisation ou les réservoirs avec des soufflantes d’air immergées.

   CitriSurf 2250 utilise un pH accru pour assurer le maintien de la surface sur les nuances ferritiques et martensitiques d’acier inoxydable de la série 400, plus sensibles. CitriSurf 3250 est une version peu moussante.

   CitriSurf 2450 utilise un pH encore plus élevé pour les grades de chrome les plus sensibles et extrêmement faibles.

   CitriSurf 77 et CitriSurf 2210 sont des produits pour les travaux sur site et les gros articles. Le CitriSurf 77 est un liquide pour une application facile par pulvérisation, et le CitriSurf 2210 est une version gel plus épaisse qui s’accroche bien aux surfaces verticales et peut être utilisée pour la passivation « ponctuelle » après marquage au laser.

   Comparaison des produits CitriSurf

   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   Composition chimique	Acide citrique, eau, ingrédients exclusifs	Acide citrique, eau, ingrédients exclusifs	Acide citrique, eau, ingrédients exclusifs
   Température de fonctionnement	Température ambiante ou supérieure (120-160 °F préféré)	Température ambiante ou supérieure (120-160 °F préféré)	Température ambiante ou supérieure (120-160 °F préféré) préféré)
   Point d’éclair	Aucun	Aucun	Aucun
   Solubilité dans l’eau	Complète	Complète	Complète
   Concentration de travail normale	7-13% en volume dans l’eau	9-18% en volume dans l’eau	10-20% en volume dans l’eau
   pH à la concentration de travail	env. 1,8	environ 3,0	environ. 4.3

   Utilisez ce tableau comme référence pour la compatibilité de votre catégorie d’acier inoxydable ou d’un autre alliage avec CitriSurf.

   CitriSurf Material Compatibility Guide
   Austenitic Stainless Steels (Non-Magnetic)
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   S20100 (201)	✔	✔	✔
   S20200 (202)	✔	✔	✔
   S30100 (301)	✔	✔	✔
   S30200 (302)	✔	✔	✔
   S30400 (304)	✔	✔	✔
   S30403 (304L)	✔	✔	✔
   S30409 (304 H)	✔	✔	✔
   S30430 (18-9LW)	✔	✔	✔
   S30451 (304N)	✔	✔	✔
   S30500 (305)	✔	✔	✔
   S30800 (308)	✔	✔	✔
   S30900 (309)	✔	✔	✔
   S30940 (309Cb)	✔	✔	✔
   S31000 (310)	✔	✔	✔
   S31400 (314)	✔	✔	✔
   S31600 (316)	✔	✔	✔
   S31603 (316L)	✔	✔	✔
   S31609 (316H)	✔	✔	✔
   S31620 (316F)	✔	✔	✔
   S32100 (321)	✔	✔	✔
   S32109 (321H)	✔	✔	✔
   S34700 (347)	✔	✔	✔
   S34709 (347H)	✔	✔	✔
   Free Machining Stainless Steels
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   S30300 (303)	✔	✔	✔
   S30323 (303Se)	✔	✔	✔
   S30310	✔	✔	✔
   S30330 (303Cu)	✔	✔	✔
   S30345 (303 MA)	✔	✔	✔
   S30360 (303 Pb)	✔	✔	✔
   S34720	✔	✔	✔
   S34723	✔	✔	✔
   S43020 (430F)		✔	✔
   S43023 (430FSe)		✔	✔
   S44020 (440 F)		✔	✔
   Martensitic Stainless Steels (Magnetic)
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   S40300 (403)		✔	✔
   S41000 (410)		✔	✔
   S41400 (414)		✔	✔
   S41600 (416)		✔	✔
   S41623 (416Se)		✔	✔
   S42000 (420)			✔
   S42020 (420F)			✔
   S43100 (431)		✔	✔
   S44002 (440A)		✔	✔
   S4403 (440B)		✔	✔
   S44004 (440C)		✔	✔
   Ferritic Stainless Steels (Magnetic)
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   S40500 (405)		✔	✔
   S40900 (409)		✔	✔
   S42900 (429)		✔	✔
   S43000 (430)		✔	✔
   S43400 (436)		✔	✔
   S44200 (442)		✔	✔
   S44600 (446)		✔	✔
   S44627		✔	✔
   Precipitation Hardening Stainless Steels (Magnetic)
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   S66286 (A286)		✔	✔
   S13800 (13-8 Mo)		✔	✔
   S15500 (15-5)		✔	✔
   S15700 (15-7 Mo)		✔	✔
   S17400 (17-4)		✔	✔
   S17700 (17-7)		✔	✔
   S35500 (AM 355)		✔	✔
   S36200 (362)		✔	✔
   Other Materials
   	CitriSurf 2050	CitriSurf 2250	CitriSurf 2450
   Titanium (Ti)	✔	✔	✔
   Aluminium (Al)	✔	✔	✔
   Inconel (alliage austénitique nickel-chrome)	✔	✔	✔
   Altemp 625, Haynes 625, Nickelvac 625 et Nicrofer 6020	✔	✔	✔
   Inconel 600	✔	✔	✔
   Inconel 617	✔	✔	✔
   Inconel 625	✔	✔	✔
   Inconel 718	✔	✔	✔
   Inconel X-750	✔	✔	✔
   * REMARQUE : Informations provenant de Stellar Solutions

   CitriSurf est une marque déposée de Stellar Solutions, Inc.

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   Pour obtenir des renseignements sur la commande de CitriSurf, communiquez avec notre service des ventes de produits chimiques au 612-392-2414, poste 1. 104, ou utilisez notre formulaire de contact Web.

   Systèmes de passivation applicables

   Plusieurs de nos systèmes de passivation utilisent régulièrement CitriSurf pour l’acide de passivation:

   Équipement de Passivation de pièces en Acier Inoxydable à ultrasons de paillasse

   Systèmes de Passivation automatisés à ultrasons

   Système de Passivation automatisé à ultrasons à l’acide Citrique / Nitrique pour Dispositifs Médicaux et Pièces Générales

   Banc Humide pour l’Électropolissage, la Passivation Citrique et le Traitement Chimique Humide