Tiges magnétiques et de contrôle : choix et utilisation

Des impuretés ferromagnétiques peuvent pénétrer dans les matériaux pendant la production, le stockage, le transport ou à la suite de l’usure des équipements. Il peut s’agir de copeaux métalliques, de limaille, de calamine, de fragments de fils métalliques, de restes de fixations ou de poussières magnétiques très fines.

Une tige magnétique crée un champ magnétique puissant qui attire ces particules à la surface de l'acier inoxydable et les y retient jusqu'à leur nettoyage. Ceci contribue à protéger les machines et, simultanément, à améliorer la pureté du produit transformé.

Qu'est-ce qu'une tige magnétique ?

Une tige magnétique est un tube fermé en acier inoxydable contenant un noyau magnétique fixe composé de puissants aimants néodyme et de pièces polaires.

Dans une barre de séparation classique, le noyau magnétique n'est pas amovible. Le boîtier en acier inoxydable protège les aimants du contact direct avec le matériau, de l'humidité et de certaines contraintes mécaniques.

Principaux composants de la barre magnétique

• Tube extérieur en acier inoxydable,
• Aimants néodyme permanents,
• Extensions polaires concentrant le champ magnétique,
• Noyau magnétique fermé et solidement fixé,
• Filetage interne pour la fixation à un cadre ou une structure auxiliaire.

Comment fonctionne une barre magnétique ?

De puissants aimants permanents à l'intérieur de la barre créent des pôles magnétiques à sa surface. Une particule ferromagnétique qui s'en approche est attirée par le tube en acier inoxydable et y reste piégée.

La force magnétique la plus élevée se situe généralement au niveau des pôles. Les impuretés piégées forment ainsi des anneaux caractéristiques à la surface de la tige.

1. Le matériau s'écoule autour de la tige magnétique.
2. Des particules ferromagnétiques pénètrent dans le champ magnétique.
3. Les particules sont attirées par la surface du tube en acier inoxydable.
4. Elles restent sur la tige jusqu'à son nettoyage.
5. Le matériau nettoyé passe à l'étape suivante du processus.

Que capture la tige magnétique ?

La tige magnétique est surtout destinée à séparer les métaux ferromagnétiques et leurs particules.

Impuretés généralement retenues

• Copeaux de fer,
• limaille d’acier,
• particules d’acier magnétique courant,
• calamine,
• fragments de fils métalliques,
• Petites vis, boulons et rondelles,
• Particules issues de l'usure des machines,
• Fines poussières ferromagnétiques.

Qu'est-ce qu'un aimant classique ne peut pas attirer ?

Un aimant permanent n'attire pas les matériaux non magnétiques courants ni les métaux non ferreux.

• l'aluminium,
• le cuivre,
• Le laiton,
• Le bronze,
• Plastique,
• Verre,
• Bois,
• Certains aciers inoxydables,
• Autres impuretés non magnétiques.

Quelle est la différence entre une barre magnétique et une barre de test ?

Les barres magnétiques et les barres de test se ressemblent, mais leur construction et leur mode d'utilisation diffèrent.

Barre de séparation magnétique

La tige magnétique possède un noyau fixe, non amovible. Elle s’utilise seule ou se fixe au cadre d’une grille magnétique au moyen d’un filetage.

Les impuretés retenues doivent être essuyées manuellement ou retirées à l'aide d'un outil approprié.

Tige magnétique de contrôle

La tige de test est un outil d'inspection manuel. Elle est composée d'un noyau magnétique coulissant et d'une poignée en plastique. Elle sert à vérifier la présence d'impuretés ferromagnétiques dans un échantillon de matériau, un conteneur ou un lot de production.

Une fois le test terminé, on tire sur la poignée. Le noyau magnétique remonte et les impuretés piégées dans la partie active inférieure se détachent plus facilement.

Comment utiliser la barre d’essai magnétique ?

1. Vérifier l’adéquation de la barre au matériau testé.
2. Contrôler la propreté et l’intégrité de la surface en acier inoxydable.
3. Introduire la partie active de la barre dans l’échantillon ou le récipient.
4. Effectuer des mouvements circulaires ou longitudinaux lents.
5. Retirer la barre et examiner les particules.
6. Déplacez la tige au-dessus d'un récipient contenant des déchets métalliques.
7. Tirez sur la poignée et remontez le noyau vers le haut.
8. Retirez soigneusement les débris.
9. Nettoyez la tige et inspectez-la avant de la réutiliser.

Le résultat du test peut-il confirmer la pureté totale du matériau ?

Non. La tige de test ne contrôle que la partie du matériau avec laquelle sa surface magnétique entre en contact. Le résultat dépend de la taille de l'échantillon, de la durée du test, de la distribution granulométrique et de la procédure choisie.

Pour un contrôle qualité régulier, il est conseillé d'utiliser une procédure prédéfinie, une taille d'échantillon, une durée de test et une méthode d'évaluation identiques.

Tiges magnétiques pour matériaux secs et en vrac

Les tiges magnétiques peuvent être utilisées dans des matériaux homogènes qui s’écoulent facilement. Le matériau doit pouvoir circuler librement autour de la tige sans former de couche épaisse et collante à sa surface.

Exemples de matières sèches appropriées

• Farine et poudres alimentaires fines,
• Sucre et sel après vérification de leur compatibilité chimique,
• Épices,
• Céréales,
• Graines,
• Granulés et regranulés de plastique,
• Regranulés de caoutchouc,
• Enduits de construction fins,
• Matières premières céramiques,
• Aliments pour animaux.

Quelles peuvent être les causes du problème ?

• Mauvaise fluidité,
• formation de voûtes de matériau au-dessus des tiges,
• Adhérence,
• Gros morceaux de matériau,
• Forte abrasivité,
• Vitesse d'impact trop élevée,
• Encombrement de l'espace entre plusieurs barres.

Barres magnétiques dans les matériaux liquides

Certaines barres magnétiques peuvent également être insérées dans des mélanges liquides. Le boîtier en acier inoxydable protège le noyau magnétique de l'humidité, mais l'application dépend toujours de la composition chimique, du pH, de la température et de la viscosité du liquide.

Exemples d'applications dans les liquides

• Eau de refroidissement,
• Émulsions réfrigérantes,
• Huiles techniques,
• huiles végétales,
• Sirops,
• Lait,
• Jus de fruits,
• Yaourts et préparations alimentaires semi-liquides,
• Émaux céramiques et produits liquides.

Un produit donné peut présenter des limites de pH, de température maximale d'utilisation ou de granulométrie. Ces informations doivent être consultées dans sa notice.

Tiges magnétiques pour la fabrication d'une grille magnétique

Les tiges magnétiques peuvent être vissées à un cadre pour constituer une grille. Celle-ci couvre une plus grande section de passage et oblige le matériau à contourner plusieurs zones magnétiques actives.

Avantages d'une grille magnétique

• Surface de séparation active plus importante,
• Capture des impuretés plus uniforme,
• Possibilité d'ajuster le nombre et la longueur des barres,
• Utilisation dans les trémies, les tuyaux et les réservoirs,
• Possibilité de remplacer une barre endommagée,
• Rendement supérieur à celui d'une barre unique mal fixée.

De quel matériau doit être fait le cadre de la grille ?

Le cadre et les fixations à proximité immédiate des barres doivent être fabriqués dans un matériau non magnétique approprié. Une structure ferromagnétique attirerait le champ magnétique, réduisant ainsi son effet sur le matériau et compliquant l'assemblage.

Quel espacement dois-je choisir entre les tiges ?

L’espacement doit permettre un montage sûr et un débit de matériau suffisant. Un écart trop faible peut provoquer la formation de voûtes, un colmatage ou l’attraction mutuelle des tiges.

La distance minimale et optimale dépend toujours du produit, du matériau et de la conception de la grille.

Barres magnétiques pour filtres à manches

Des séparateurs magnétiques spéciaux peuvent également être installés dans les filtres à manches et autres systèmes de filtration. Ils contiennent une ou plusieurs barres magnétiques qui capturent les impuretés ferromagnétiques présentes dans le fluide filtrant.

Modèles possibles

• Séparateur à une barre magnétique,
• Séparateur à deux barres magnétiques,
• Modèle standard en acier inoxydable AISI 304,
• Modèle en acier inoxydable AISI 316L pour environnements chimiques plus exigeants,
• Modèle adapté aux dimensions du filtre et au raccordement.

Pour une utilisation en environnements agressifs, acides ou soumis à des exigences d'hygiène strictes, il est nécessaire de choisir l'acier inoxydable, les joints et le traitement de surface appropriés.

Où utilise-t-on des barres magnétiques et des tiges de test ?

Industrie alimentaire

Les barres permettent d'éliminer les particules ferromagnétiques de la farine, du sucre, des épices, du lait, des huiles et autres matières premières. Leur conception spécifique doit répondre aux exigences d'hygiène et de matériaux de l'opération.

Agriculture

Elles sont utilisées dans les aliments pour animaux, les semences, les céréales et autres produits agricoles.

Industrie des plastiques et du caoutchouc

Elles contribuent à protéger les machines de moulage par injection, les extrudeuses, les broyeurs et autres équipements contre les impuretés métalliques présentes dans les granulés ou les regranulés.

Industrie chimique

Les barres peuvent être utilisées dans les poudres, les liquides et les produits intermédiaires chimiques, à condition que les matériaux séparateurs soient chimiquement compatibles avec la substance.

Industrie de la céramique et du verre

La séparation magnétique permet d'éliminer les particules métalliques des matériaux céramiques, des émaux et autres matières premières.

Construction

Les tiges peuvent être utilisées dans des charges fines pour matériaux de construction qui s’écoulent librement, à condition que le matériau ne soit pas trop abrasif, collant ou grossier.

Génie mécanique

Elles conviennent, par exemple, au nettoyage des fluides de refroidissement, des émulsions et de certaines huiles techniques.

Induction magnétique et force d’arrachement

Pour les barres magnétiques, l'induction magnétique est généralement exprimée en gauss et la force d'arrachement en newtons.

Induction magnétique en Gs

L'induction magnétique décrit l'intensité du champ magnétique en un point de mesure précis. Les valeurs les plus élevées se trouvent généralement à la surface de la barre, au niveau des pôles.

Force d’arrachement en N

La force d'arrachement exprime la force nécessaire pour arracher un étalon d'acier de la surface magnétique.

La valeur en gauss ou en newtons est-elle plus importante ?

Ces deux paramètres doivent être évalués conjointement. Une induction magnétique élevée permet d'agir sur de petites particules, tandis que la force d'arrachement indique la capacité à maintenir un objet en acier de taille définie sur la surface.

L'efficacité résultante est également influencée par :

• la distance entre la particule et la tige,
• l'épaisseur du boîtier en acier inoxydable,
• la vitesse d’écoulement ou de passage du matériau,
• les propriétés du matériau,
• la taille et la forme de l'impureté,
• l'accumulation de particules déjà capturées,
• l'espacement entre les tiges.

Quel diamètre et quelle longueur de barre magnétique choisir ?

Les barres magnétiques classiques sont disponibles en plusieurs diamètres et longueurs. La taille doit correspondre à l'espace disponible, à la section de passage et à la quantité de matériau.

Diamètre de la barre

Un diamètre plus important permet l'utilisation d'un noyau magnétique plus puissant et offre une surface active plus grande. Cependant, il occupe également plus d'espace dans le flux de matériau.

Longueur totale

La longueur totale inclut les extrémités et le filetage. Elle peut différer de la longueur réelle de la surface magnétique active.

Longueur de la surface magnétique

Indique la partie de la tige sur laquelle le champ magnétique de séparation est actif. Lors de la conception de la grille, il est impératif de s'assurer que cette surface couvre la portion requise du flux de matériau.

Filetage

La taille et la longueur du filetage doivent correspondre au cadre ou à la structure auxiliaire. Le vissage doit être effectué avec précaution et à l'aide d'outils non magnétiques ou d'accessoires de montage appropriés.

Comment choisir la barre magnétique adaptée ?

Force magnétique

Pour les particules grossières et la protection des équipements, une puissance magnétique plus faible peut suffire. Pour les particules ferromagnétiques fines, il faut une tige plus puissante et un contact adapté du matériau avec sa surface.

Flux de matière

Un espace trop grand autour de la tige peut laisser passer les particules hors du champ magnétique efficace. Un espace trop faible peut limiter l’écoulement ou entraîner la formation de voûtes.

Résistance à la température

Les tiges en néodyme classiques sont conçues pour des températures allant jusqu'à environ 80 °C. Pour des températures plus élevées, une nuance magnétique spéciale et une conception appropriée sont nécessaires.

Matériau du tube en acier inoxydable

L'acier inoxydable AISI 304 convient à de nombreuses applications générales et alimentaires. Pour les environnements chimiques plus agressifs, l'acier inoxydable AISI 316L ou d'autres conceptions spéciales peuvent être nécessaires.

Méthode de nettoyage

Pour les applications nécessitant un nettoyage fréquent, une grille complète avec noyaux rétractables ou un autre système facile à nettoyer peut s'avérer plus pratique que plusieurs barres fixes séparées.

Les barres magnétiques sont-elles adaptées aux matériaux abrasifs ?

Le boîtier en acier inoxydable est généralement très fin en raison de la forte puissance magnétique. Le matériau abrasif peut l'user progressivement, l'amincir ou le faire disparaître complètement.

Les matériaux abrasifs peuvent comprendre, par exemple :

• du sable,
• de la céramique,
• des granulés de verre,
• certaines charges pour matériaux de construction,
• des matériaux contenant des particules minérales coupantes,
• des granulés contenant du verre.

Si l’utilisation de matériaux abrasifs est autorisée, l’état du boîtier en acier inoxydable doit être contrôlé plus fréquemment. Une tige endommagée doit être mise hors service.

Les tiges magnétiques conviennent-elles aux matériaux collants ?

Les matériaux collants peuvent s’accumuler sur la tige, recouvrir les impuretés et limiter l’écoulement. Des voûtes ou des blocages peuvent aussi se former entre plusieurs tiges.

Pour les matériaux denses, collants ou peu fluides, un autre type de séparateur peut être plus approprié, tel qu'un séparateur à flux continu, un séparateur rotatif ou une grille spécialement conçue.

Utilisation des barres magnétiques dans l'industrie alimentaire

Une barre magnétique peut convenir au contact alimentaire si son matériau, son état de surface et sa construction sont adaptés à l'application spécifique et aux exigences applicables.

Il convient de vérifier en particulier :

• la nuance d’acier inoxydable,
• la régularité et l’état de la surface,
• la résistance chimique,
• la possibilité d’un nettoyage complet,
• la température de fonctionnement,
• la documentation relative aux matériaux,
• les exigences d’hygiène interne,
• la méthode d’assemblage sans interstices susceptibles de poser des problèmes d’hygiène.

La désignation AISI 304 ne garantit pas à elle seule l’adéquation de la conception de l’ensemble de la grille magnétique à une opération alimentaire spécifique.

Comment installer correctement la barre magnétique ?

1. Vérifier l'adéquation du produit au matériau spécifique.
2. Contrôler les dimensions des tiges et des filetages.
3. Préparer une structure en matériau non magnétique.
4. Retirer les outils en acier et les pièces détachées de la zone de travail.
5. Séparez les tiges avec des cales non magnétiques.
6. Installer les tiges une à une.
7. Respecter l'espacement minimal.
8. Vérifier que la structure ne gêne pas l'écoulement du matériau.
9. Contrôler la résistance de tous les assemblages avant de commencer.
10. Effectuez un essai et vérifiez le nettoyage.

Quelle doit être la distance des structures en acier ?

Une barre magnétique puissante peut attirer les poutres, tables, trémies ou outils en acier environnants. Cela emprisonne une partie du champ magnétique dans la structure et réduit son efficacité sur le matériau séparé.

Par conséquent, respectez les distances minimales spécifiées par le fabricant du produit.

À quelle fréquence la barre magnétique doit-elle être nettoyée ?

Il n’y a pas d’intervalle uniforme. La barre doit être nettoyée avant que la couche de métal emprisonné ne commence à réduire ses performances magnétiques ou à entraver le flux de matériau.

La fréquence dépend notamment :

• de la quantité d’impuretés métalliques,
• du débit et du volume de matériau,
• de la granulométrie,
• du nombre de tiges,
• de la pureté requise du produit,
• du risque d’endommager les équipements en aval.

Lors de la première utilisation, contrôler la barre plus fréquemment. Définir ensuite un intervalle régulier en fonction de la quantité réelle de particules capturées.

Comment nettoyer une barre magnétique fixe ?

Le flux de matière doit être interrompu avant le nettoyage. Retirer la barre ou la grille entière de l'appareil et la mettre en lieu sûr.

1. Arrêter l'alimentation en matériau.
2. Fixer l'appareil pour éviter tout démarrage accidentel.
3. Retirer délicatement la tige ou la grille.
4. Portez des gants de travail.
5. Déplacer les particules les plus grosses le long de la surface vers l'extrémité de la tige.
6. Essuyer les fines saletés avec un outil non magnétique approprié.
7. Placer le métal récupéré dans un récipient prévu à cet effet.
8. Laver ou nettoyer la tige conformément au mode d'emploi.
9. Vérifier l'état du boîtier en acier inoxydable.
10. Remettre la tige dans sa position de travail initiale.

Comment nettoyer la tige de test ?

La tige de test permet d'éloigner le noyau magnétique de la partie active inférieure.

1. Retirez la tige du matériau testé.
2. Déplacez-la au-dessus du conteneur à débris métalliques.
3. Tirez sur la poignée en plastique.
4. Le noyau magnétique se déplacera vers le haut.
5. Le champ magnétique dans la partie inférieure sera nettement plus faible.
6. Les particules piégées se détacheront ou pourront être facilement essuyées.
7. Nettoyez la tige et replacez le noyau dans sa position initiale.

Comment vérifier l'état de la tige magnétique ?

• Inspectez la surface avant chaque utilisation.
• Recherchez les rayures, les bosses et les traces d'abrasion.
• Vérifiez l'état des soudures et des extrémités.
• Vérifiez la résistance du filetage.
• Recherchez toute trace de corrosion.
• Mesurez régulièrement l'induction magnétique et la force d'arrachement.
• Comparez toujours les résultats obtenus avec la même méthode.
• Mettez hors service toute tige endommagée.

Pourquoi mesurer les performances magnétiques ?

Les aimants peuvent s’affaiblir sous l’effet de températures élevées, de dommages mécaniques ou de champs magnétiques opposés puissants. Des mesures régulières permettent de documenter l’état du séparateur et de surveiller toute évolution.

Sécurité lors de la manipulation de barres magnétiques

Tiges magnétiques et de test recommandées

Les produits sélectionnés comprennent une longue tige de séparation pour les grandes surfaces actives, une tige compacte pour les petits assemblages et une tige de contrôle manuelle permettant de libérer les impuretés.

Questions fréquentes sur les barres magnétiques

Résumé

Les tiges magnétiques capturent les impuretés ferromagnétiques présentes dans les matériaux secs, en vrac et certains liquides. Elles peuvent être utilisées seules ou assemblées à partir de plusieurs tiges pour former une grille magnétique.

Une tige magnétique classique possède un noyau fixe et non amovible. La tige d'essai, quant à elle, est dotée d'un noyau coulissant, ce qui facilite la libération des impuretés piégées.

Lors du choix d'une tige magnétique, tenez compte de l'induction magnétique, de la force d'arrachement, du diamètre, de la longueur de la surface magnétique, de la résistance à la température, du matériau de l'enveloppe et des propriétés de fonctionnement du mélange à séparer.

Les tiges ne conviennent pas systématiquement à tous les matériaux abrasifs, collants, acides ou grossiers. L'application spécifique doit être évaluée conformément aux instructions du produit et, dans les cas plus exigeants, il est conseillé de consulter le fabricant.