¿Cuáles son los materiales de válvulas más utilizados?

Las válvulas de bronce, las válvulas de hierro fundido y las válvulas de acero más utilizadas tienen una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 280°C. Los medios adecuados incluyen tuberías de vapor, agua, petróleo, aire y gas natural. El disco de la válvula y el asiento de la válvula también pueden estar hechos de una marca adecuada de bronce (el vástago de la válvula es de acero inoxidable), que se puede adaptar a medios de temperatura extremadamente baja, como gas licuado, oxígeno líquido, nitrógeno líquido, etc. .

Bronce sin zinc, normalmente bronce al aluminio. También se utiliza habitualmente en determinadas situaciones.

Hierro

A excepción del vástago de la válvula, que es de acero, el resto de la válvula es de hierro ("todo hierro"). Normalmente, el disco de válvula y el cuerpo de válvula tienen superficies de sellado completas. Para medios ácidos mixtos de ácido sulfúrico concentrado e hidrocarburos, las válvulas totalmente de hierro son una opción económica y también son muy satisfactorias para muchos otros líquidos químicos industriales como salmuera, amoníaco, alcohol, líquidos de lavado y soluciones de cloruro.

Acero inoxidable cromo 13

Este material se utiliza ampliamente en vástagos de válvulas, anillos de sellado de asientos de válvulas y discos de válvulas. Se utiliza en medios que contienen una cierta proporción de lubricantes y tiene las características de alta resistencia al desgaste, resistencia a la abrasión, resistencia a la corrosión y resistencia a la erosión. También tiene una fuerte resistencia a la oxidación y corrosión de los lubricantes vulcanizados en caliente. Este material se ha utilizado con éxito durante muchos años en oleoductos y oleoductos cuando las temperaturas de funcionamiento alcanzan los 600°C.

Aleación de níquel

La aleación de níquel (aquí se refiere a la combinación de aleación de níquel, cobre y estaño) se utiliza como asiento de válvula y se utiliza acero inoxidable de cromo 13 como válvula; disco, especialmente adecuado para válvulas sin válvulas y medios gaseosos y líquidos relativamente menos corrosivos. Otros medios adecuados incluyen vapor sobrecalentado y saturado, gas natural, fueloil, gasolina y aceites de baja viscosidad. Para el vapor, el medio de trabajo se limita a menos de 450 °C, y para otros medios, se limita a menos de 260 °C.

El uso de una aleación de níquel combinada como asiento y disco de válvula también es adecuado para vapor, agua y otros medios.

Acero inoxidable austenítico

Se ha introducido acero inoxidable austenítico basado en 18-8 Cr-Ni en el material del cuerpo de la válvula y se utiliza ampliamente en la fabricación de partes internas de válvulas. Es aplicable ya sea bajo corrosión extremadamente fuerte o temperatura extremadamente alta, o bajo condiciones de corrosión fuerte y alta temperatura.

Acero inoxidable especial

Estas aleaciones "20", "Inconel 825 resistente al calor" y "Carpenter 20CB 3" se utilizan comúnmente como partes internas de válvulas. Estos internos especiales de acero inoxidable se utilizan a menudo en válvulas normales de acero inoxidable y, a veces, sólo en válvulas de hierro fundido y acero.

Monel

Esta aleación se utiliza como internos de válvulas, principalmente en válvulas de hierro fundido y acero. El medio es principalmente agua de mar, solución salina o vapor.

Hastelloy, "b" y "c"

Estos materiales rara vez se usan para los internos de válvulas, pero a menudo se usan para toda la válvula. Pero cuando el medio es ácido sulfúrico o ácido clorhídrico diluido, Hastelloy B a veces se usa como material para internos de válvulas, mientras que Hastelloy C se usa generalmente para válvulas especiales de amoníaco y internos de válvulas para medios ácidos mixtos.

Metal duro

El disco de la válvula y el asiento de la válvula están recubiertos con una capa de aleación dura, lo que hace que la superficie de sellado sea muy resistente al desgaste y a los arañazos. Este material es particularmente adecuado para aplicaciones donde la temperatura del medio es elevada y seca.

La superficie de sellado suele estar hecha de aleaciones a base de cobalto y níquel, y la superficie de contacto suele estar revestida con materiales similares, pero con poca dureza para reducir los rayones durante el trabajo. Sin embargo, los lados coincidentes no siempre tienen forma de revestimiento y el tipo utilizado depende de la naturaleza del carburo utilizado.

Algunos fabricantes de válvulas ofrecen especificaciones de rendimiento similares para el carburo a base de cobalto y a base de níquel. La selección del material depende de muchos factores de evaluación. Un factor importante es la facilidad con la que se puede unir un material determinado a una pieza específica.

Plásticos y caucho sintético

Los plásticos y el caucho sintético se utilizan en las superficies de sellado y asientos de válvulas de varios tipos de válvulas.

El material plástico más utilizado es el politetrafluoroetileno (PTEF). Se utiliza como asiento de válvula en válvulas de bola y mariposa y como superficie de diafragma en válvulas de diafragma. En muchos tipos de válvulas, el PTFE se utiliza como empaquetadura de sellado del vástago.

Como material para asientos y sellos de válvulas, el politetrafluoroetileno es el mejor; es adecuado para casi todos los medios, tiene buena resistencia al desgaste y puede usarse a temperaturas de hasta 250 °C. Generalmente se usa PTFE puro, pero en muchos casos, para mejorar sus propiedades de deformación por compresión, se pueden agregar algunos rellenos químicamente inactivos, como el vidrio.

La resistencia química del PTFE lo convierte en un material de diafragma ideal. Su rigidez y resistencia a la fatiga también son propiedades útiles. En la mayoría de las válvulas que utilizan un diafragma, una fina capa de PTFE está unida a una matriz de caucho sintético que se puede separar o unir.

El caucho sintético se utiliza principalmente como juntas tóricas, juntas, asientos y casquillos de asiento de válvula, diafragmas y casquillos de válvula de mariposa en partes internas de válvulas.

Las juntas tóricas se utilizan ampliamente para sellar el vástago de la válvula y el material más utilizado es el caucho de nitrilo. El caucho de monofluorocarbono, el caucho de etileno propileno y el caucho de silicona son particularmente adecuados para su uso a altas temperaturas.

Diversos cauchos sintéticos se utilizan ampliamente en asientos de válvulas, casquillos, diafragmas y casquillos guía. Las combinaciones de polímeros básicos pueden lograr una gama más amplia de propiedades físicas y químicas. Los cauchos sintéticos más utilizados son los siguientes:

Caucho natural, caucho butílico, caucho etileno-propileno, neopreno, caucho nitrilo, caucho estireno-polibutadieno.

La ventaja de utilizar plástico y caucho sintético como accesorios de válvula es que tiene buena resistencia a la corrosión y a la erosión, y puede lograr un sellado sin fugas. La desventaja de estos materiales es que la temperatura de funcionamiento está limitada por el material utilizado. Además, la idoneidad de un material determinado depende de varios factores.