Selección de material de válvula es una de las decisiones más importantes en la compra de válvulas industriales. Una válvula con el tamaño y la clase de presión correctos aún puede fallar si el material del cuerpo, el material de los internos, el material del asiento o el material del sello no son adecuados para el medio, la presión, la temperatura o el entorno de corrosión.
Las válvulas industriales se utilizan en tratamiento de agua, aguas residuales, procesamiento químico, petróleo y gas, plantas de energía, sistemas de vapor, servicios de lodos, minería, sistemas marinos, HVAC, procesamiento de alimentos y tuberías industriales en general. Cada servicio tiene diferentes requerimientos materiales. Una válvula de acero al carbono puede funcionar bien en servicios de petróleo o vapor, pero puede no ser adecuada para agua de mar o ácidos fuertes. Un asiento de EPDM puede ser adecuado para agua, pero no para muchos aceites e hidrocarburos.
Esta guía explica cómo elegir materiales para cuerpos de válvulas, materiales de internos, materiales de asientos, materiales de sellos y componentes relacionados para diferentes servicios industriales. Los compradores también pueden revisar Vcore Valve gama de productos de válvulas industriales para válvulas de bola, válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de mariposa, válvulas de retención, válvulas de control y válvulas revestidas.
Por qué es importante la selección del material de la válvula
Los materiales de las válvulas afectan directamente el rendimiento de la presión, la resistencia a la corrosión, la capacidad de temperatura, el rendimiento de las fugas, la vida útil del mantenimiento y la seguridad del proyecto. Una elección incorrecta del material puede causar corrosión, grietas, hinchazón del asiento, fugas, erosión, agarrotamiento del vástago, falla de la junta o reemplazo temprano de la válvula.
Para los compradores B2B, la selección de materiales no debe basarse únicamente en el precio. El material correcto depende de las condiciones de servicio reales, incluida la composición del medio, la concentración, la temperatura, la presión, la velocidad del flujo, el contenido de sólidos, el nivel de cloruro, la acidez, la alcalinidad y la documentación requerida.
La selección del material de la válvula afecta:
- Fuerza que contiene la presión
- Resistencia a la corrosión
- Resistencia a la temperatura
- Rendimiento de fuga del asiento
- Durabilidad del vástago y del borde
- Resistencia a la abrasión o erosión
- Frecuencia de mantenimiento
- Aprobación de proyectos y trazabilidad de materiales.
Áreas principales de materiales de válvulas que los compradores deben verificar
Una revisión completa del material de la válvula no solo debe verificar el cuerpo de la válvula. El cuerpo, el casquete, el disco, la bola, el vástago, el asiento, el sello, la junta, el resorte, los pernos y el revestimiento pueden entrar en contacto con el medio o soportar una carga mecánica.
| Pieza de válvula | Importancia material | Notas del comprador |
|---|---|---|
| Cuerpo / Capó | Piezas que contienen presión | Debe coincidir con la presión, la temperatura, el riesgo de corrosión y el estándar. |
| Bola/Disco/Tapón/Puerta | Elemento de cierre principal | Expuesto directamente al medio; La resistencia a la corrosión y al desgaste son importantes. |
| tallo | Transfiere el par de operación o el movimiento. | Debe resistir la corrosión, la flexión, la carga de torsión y el irritamiento. |
| Asiento | Interfaz de sellado principal | Determina fugas, rango de temperatura, compatibilidad química y torque. |
| Sellos / juntas tóricas | Evite fugas alrededor de las juntas del vástago y del cuerpo. | Se debe comprobar la compatibilidad con elastómero o PTFE. |
| Junta | Sella juntas de cuerpo, capó y bridas. | Debe coincidir con la presión, la temperatura, el medio y el tipo de brida. |
| Atornillado | Mantiene la fuerza de la junta de presión. | Debe coincidir con la clase de presión, la temperatura, el entorno de corrosión y el estándar. |
| primavera | Utilizado en válvulas de retención y componentes de alivio. | El material del resorte es fundamental en servicios corrosivos, de agua de mar y de alto ciclo. |
Materiales comunes del cuerpo de válvula
Hierro fundido
El hierro fundido se usa comúnmente en sistemas de agua a baja presión, HVAC, drenaje y servicios públicos en general. Es económico y está ampliamente disponible, pero tiene una resistencia limitada a la presión, el impacto y la corrosión en comparación con el hierro dúctil, el acero al carbono o el acero inoxidable.
Las válvulas de hierro fundido normalmente no se seleccionan para servicios industriales severos, alta presión, corrosión fuerte, choque térmico o aplicaciones críticas de petróleo y gas.
Hierro dúctil
El hierro dúctil tiene mayor resistencia y tenacidad que el hierro fundido gris. Es ampliamente utilizado en tratamiento de agua, aguas residuales, protección contra incendios, HVAC, riego y tuberías de servicios públicos.
Las válvulas de mariposa, válvulas de retención y válvulas de compuerta de hierro dúctil son comunes en los sistemas de agua. En caso de agua corrosiva o abrasiva, se deben revisar cuidadosamente el revestimiento, el revestimiento, el material del disco y el material del asiento.
WCB de acero al carbono
WCB es uno de los materiales de válvulas fundidas de acero al carbono más comunes para servicios industriales. Se utiliza en sistemas de petróleo, gas, vapor, agua, energía, petroquímicos y de procesos generales donde la corrosión no es severa.
Las válvulas WCB a menudo se seleccionan para servicios de presión media a alta, pero pueden requerir recubrimiento, tolerancia a la corrosión o materiales diferentes cuando se usan en medios corrosivos, servicios de baja temperatura o ambientes ricos en cloruro.
LCB de acero al carbono de baja temperatura
LCB se utiliza comúnmente cuando se requiere tenacidad a baja temperatura. A menudo se considera para aplicaciones de petróleo, gas, GLP y procesos de baja temperatura donde el WCB estándar puede no ser adecuado.
Los compradores deben confirmar la temperatura mínima de diseño requerida, los requisitos de la prueba de impacto y las especificaciones del material del proyecto antes de elegir LCB.
Acero Inoxidable CF8 y CF8M
CF8 es un material de acero inoxidable fundido ampliamente comparable al acero inoxidable 304. CF8M es un material de acero inoxidable fundido ampliamente comparable al acero inoxidable 316 y contiene molibdeno para una mejor resistencia a la corrosión en muchos entornos.
A menudo se prefiere el CF8M al CF8 para procesamiento químico, exposición al agua de mar, agua que contiene cloruro y servicios más corrosivos. Sin embargo, CF8M no es una solución universal para todos los ácidos, cloruros o medios químicos severos.
Acero inoxidable forjado F304 y F316
F304 y F316 son materiales comunes de acero inoxidable forjado. A menudo se utilizan en válvulas de acero forjado, válvulas de alta presión de tamaño pequeño, válvulas de instrumentación y servicios de procesos que requieren una mejor integridad del material.
El F316 generalmente proporciona una mejor resistencia a la corrosión que el F304 en entornos químicos y que contienen cloruro, pero la selección final siempre debe considerar la concentración y la temperatura reales del medio.
Acero aleado WC6 y WC9
WC6 y WC9 son materiales fundidos de acero aleado comúnmente utilizados en servicios de alta temperatura, especialmente aplicaciones de vapor, plantas de energía, refinerías y procesos térmicos.
WC6 se utiliza a menudo para servicios de temperatura moderadamente alta, mientras que WC9 se selecciona para rangos de temperatura más altos según el diseño y los requisitos estándar. Los compradores deben confirmar la temperatura, la presión, la resistencia a la fluencia y el estándar de material aplicable.
Acero inoxidable dúplex y súper dúplex
El acero inoxidable dúplex ofrece mayor resistencia y mejor resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por cloruro que muchos aceros inoxidables austeníticos. A menudo se selecciona para servicios de agua de mar, alta mar, desalinización, marinos y químicos ricos en cloruro.
El acero inoxidable súper dúplex se utiliza en condiciones de corrosión y cloruro más severas. Estos materiales son más caros, pero pueden reducir el riesgo de fallas en servicios severos donde el acero inoxidable 316 no es suficiente.
Bronce y Latón
Las válvulas de bronce y latón se utilizan comúnmente en aplicaciones de agua, marinas, de pequeños servicios públicos y de HVAC seleccionadas. El bronce tiene mejor resistencia a la corrosión que el latón en muchos servicios marítimos y acuáticos, pero se debe verificar la aleación exacta y las regulaciones locales.
Para proyectos industriales, generalmente se selecciona bronce o latón para condiciones de servicio específicas en lugar de aplicaciones generales de procesos de servicio pesado.
Materiales de válvulas revestidas
Las válvulas revestidas utilizan un material de cuerpo base como hierro dúctil, acero al carbono o acero fundido, con un revestimiento interno como PTFE, PFA, caucho u otros materiales de revestimiento. El revestimiento protege el cuerpo de la válvula de medios corrosivos o abrasivos.
Las válvulas revestidas son comunes en procesos químicos, tuberías de ácidos y álcalis, sistemas de lodos, aguas residuales y servicios corrosivos. Los compradores también pueden revisar Vcore Valve gama de válvulas revestidas de caucho para aplicaciones corrosivas y abrasivas.
Tabla comparativa de materiales del cuerpo de la válvula
| Materiales | Uso típico | Fortaleza principal | Limitación principal |
|---|---|---|---|
| Hierro fundido | Agua a baja presión, climatización, drenaje. | Económico | Capacidad limitada de presión, impacto y servicio severo |
| Hierro dúctil | Tratamiento de agua, aguas residuales, protección contra incendios. | Mejor dureza que el hierro fundido | Necesita recubrimiento o revestimiento en servicio corrosivo |
| Acero al carbono WCB | Petróleo, gas, vapor, energía, industria en general. | Fuerte y ampliamente utilizado | No es ideal para corrosión fuerte o servicio a baja temperatura sin revisión |
| Acero al carbono de baja temperatura LCB | Petróleo, gas, GLP y servicio de procesos a baja temperatura. | Mejor tenacidad a bajas temperaturas | Requisito de aplicación más específico |
| Acero inoxidable CF8 | Agua, productos químicos suaves, servicio de proceso limpio | Resistencia general a la corrosión del acero inoxidable | Menos resistente a la corrosión que el CF8M en muchos servicios de cloruro. |
| Acero inoxidable CF8M | Sustancias químicas, exposición al agua de mar, agua que contiene cloruros | Mejor resistencia a la corrosión que el CF8 en muchos servicios. | No apto para todos los ácidos severos o condiciones con alto contenido de cloruro. |
| Acero de aleación WC6/WC9 | Servicio de vapor y energía a alta temperatura. | Resistencia a altas temperaturas | Requiere una revisión cuidadosa de la temperatura y el estándar. |
| Dúplex / Súper Dúplex | Agua de mar, costa afuera, desalinización, servicio de cloruro | Alta resistencia a la corrosión por cloruro y resistencia. | Mayor coste y control de fabricación más estricto |
| Revestimiento de PTFE/goma | Productos químicos, ácidos, álcalis, lodos, agua corrosiva | Protege el cuerpo del contacto con los medios. | Se deben verificar los límites mecánicos, de presión, de vacío y de temperatura del revestimiento. |
Selección de materiales de internos de válvulas
Los accesorios de válvula generalmente se refieren a piezas internas que entran en contacto con el medio y controlan el flujo o el sellado. Dependiendo del tipo de válvula, los internos pueden incluir el vástago, el asiento, el disco, la bola, el obturador, la compuerta, el anillo del asiento, el casquillo, el resorte o las piezas guía.
El material de moldura puede ser más importante que el material de la carrocería en algunas aplicaciones. Por ejemplo, un cuerpo de acero al carbono con molduras de acero inoxidable puede ser adecuado para algunos servicios de agua o aceite. Pero en el servicio de productos químicos corrosivos, se deben revisar todas las partes mojadas, no solo el cuerpo.
Consideraciones comunes sobre el material de moldura:
- Resistencia a la corrosión contra el medio.
- Dureza y resistencia al desgaste.
- Resistencia al rozamiento entre el vástago y el casquillo
- Compatibilidad del sellado del asiento
- Resistencia a la temperatura
- Resistencia al impacto y la erosión.
- Compatibilidad con revestimiento, revestimiento o revestimiento duro
Selección del material del asiento de válvula
El asiento de la válvula es la principal interfaz de sellado. La selección del material del asiento afecta el rendimiento de fugas, el par de operación, el rango de temperatura, la compatibilidad química, la presión nominal y la vida útil.
| Material del asiento | Uso común | Notas importantes para el comprador |
|---|---|---|
| EPDM | Agua, aguas residuales, agua de refrigeración, productos químicos seleccionados | Bueno para muchos servicios basados en agua; No apto para muchos aceites e hidrocarburos. |
| NBR | Mezclas de aceite y agua, aguas residuales aceitosas, servicios públicos. | Mejor resistencia al aceite que EPDM; Se deben verificar los límites de temperatura y productos químicos. |
| FKM | Aceites, combustibles, productos químicos seleccionados, servicio de elastómeros a mayor temperatura. | Buena resistencia química en servicios seleccionados, pero no universal para todos los medios. |
| PTFE | Servicio químico, medios corrosivos, sellado de baja fricción | Fuerte resistencia química, pero los límites de presión, temperatura y deformación son importantes. |
| PPL / PTFE reforzado | Asientos de válvulas de bola para temperaturas más altas y servicios de proceso seleccionados | Mejor resistencia a la temperatura que el PTFE estándar en algunas aplicaciones. |
| Asiento Metálico | Vapor, alta temperatura, servicio abrasivo o severo | Se utiliza donde los asientos blandos no son adecuados; La clase de fuga y la calidad del mecanizado son importantes. |
| Grafito | Sellado y embalaje a alta temperatura. | Común en servicios de vapor, a prueba de incendios y de alta temperatura. |
Selección de materiales por medio
Agua y aguas residuales
Para agua limpia, agua de refrigeración y servicio general de agua, son comunes el hierro dúctil, el acero al carbono, el acero inoxidable, los asientos de EPDM y las estructuras recubiertas o revestidas. En el caso de aguas residuales, se deben revisar cuidadosamente los sólidos, la corrosión y la durabilidad del recubrimiento.
Las válvulas de mariposa, las válvulas de retención, las válvulas de compuerta y las válvulas revestidas de caucho son comunes en los sistemas de agua. Para la selección de válvulas de mariposa, los compradores también pueden revisar Vcore Valve categoría de válvula de mariposa.
Petróleo y gas
El servicio de petróleo y gas a menudo utiliza acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado y materiales de acabado especiales según la presión, la temperatura, el servicio amargo, los requisitos de seguridad contra incendios y el estándar del proyecto.
Los materiales blandos para los asientos deben seleccionarse con cuidado. El EPDM generalmente no es adecuado para muchos servicios de petróleo e hidrocarburos. Dependiendo del medio exacto, pueden ser necesarios NBR, FKM, PTFE, asientos metálicos o materiales especiales.
Procesamiento químico
El servicio químico requiere una cuidadosa revisión de la compatibilidad del material. Es posible que se necesiten acero inoxidable, CF8M, revestimiento de PTFE, revestimiento de PFA, revestimiento de caucho, materiales de aleación y materiales de asiento especiales según la concentración química, la temperatura y la presión.
Para aplicaciones químicas, los compradores pueden leer nuestra guía en válvulas industriales para procesamiento químico.
Vapor y alta temperatura
El servicio con vapor y alta temperatura a menudo requiere acero al carbono, acero aleado como WC6 o WC9, molduras de acero inoxidable, empaquetaduras de grafito, empaquetaduras en espiral y asientos metálicos. Los asientos de goma generalmente no son adecuados para vapor a alta temperatura.
Los compradores deben confirmar la temperatura de diseño, la clase de presión, el material de la junta, el material de empaque, el material de los pernos y el estándar aplicable antes de realizar el pedido.
Servicio de agua de mar y cloruros
El agua de mar y los entornos ricos en cloruros pueden provocar una corrosión grave. El acero inoxidable 316 puede ser mejor que el 304 en muchos servicios que contienen cloruro, pero las aplicaciones severas con agua de mar pueden requerir revestimientos dúplex, súper dúplex, bronce, especiales o revestimientos no metálicos.
También se deben revisar los materiales de los resortes, los pernos, las molduras y el revestimiento externo. Un cuerpo de acero inoxidable por sí solo no garantiza una resistencia total a la corrosión si los resortes o pernos internos no son adecuados.
Lodos y medios abrasivos
El servicio de lodos requiere resistencia a la abrasión. Se pueden considerar caucho natural, poliuretano, revestimiento cerámico, metal revestido y aleaciones resistentes a la abrasión dependiendo del tamaño de las partículas, la velocidad, la concentración y la presión.
Para servicios de lodos y corrosivos-abrasivos, los compradores pueden revisar rubber lined valves donde se requiere protección corporal y revestimiento resistente.
Selección de materiales por tipo de válvula
Válvulas de bola
La selección del material de la válvula de bola debe revisar el material del cuerpo, el material de la bola, el material del vástago, el material del asiento y el material del sello. Se pueden seleccionar válvulas de bola de acero inoxidable, asientos de PTFE, asientos de PTFE reforzado, empaquetaduras de grafito y diseños con asientos metálicos para diferentes condiciones de presión, temperatura y medios.
Los compradores pueden comparar las opciones disponibles en Vcore Valve categoría de válvula de bola.
Válvulas de mariposa
La selección del material de la válvula de mariposa depende en gran medida del material del asiento y del disco. Se pueden utilizar EPDM, NBR, PTFE, caucho natural, asientos metálicos, discos de acero inoxidable, discos de hierro dúctil recubiertos y discos dúplex según el medio y la temperatura.
Válvulas de retención
La selección del material de la válvula de retención debe revisar el cuerpo, el disco, la placa, el resorte, el pasador de la bisagra, el asiento, la junta y los pernos. Para válvulas de retención de boquilla, de placa doble y asistidas por resorte, el material del resorte es especialmente importante.
Para conocer los tipos y la selección de válvulas de retención, lea nuestra guía de selección de válvulas de retención industriales.
Válvulas de compuerta y válvulas de globo
Las válvulas de compuerta y las válvulas de globo suelen utilizar acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, bronce o materiales revestidos, según la presión y el medio. Las válvulas de globo utilizadas para estrangulación pueden requerir un material interno más fuerte porque la velocidad del flujo y el riesgo de erosión pueden ser mayores cerca del asiento y el obturador.
Válvulas revestidas de caucho y PTFE
Las válvulas revestidas se seleccionan cuando el cuerpo de metal base no puede contactar directamente con el medio. Las válvulas revestidas de caucho se utilizan a menudo para aguas residuales, lodos, agua de mar y medios corrosivos-abrasivos seleccionados. Las válvulas revestidas de PTFE se utilizan a menudo para ácidos, álcalis y productos químicos corrosivos.
Errores comunes en la selección de materiales
Error 1: seleccionar solo por material del cuerpo
El material del cuerpo es importante, pero el asiento, el sello, la junta, el vástago, la moldura, el resorte y los pernos también pueden fallar si no son adecuados para el medio.
Error 2: usar EPDM para servicio de petróleo
El EPDM es común en el servicio de agua, pero generalmente no es adecuado para muchos aceites e hidrocarburos. Los asientos de NBR, FKM, PTFE o metal pueden ser más adecuados según el medio exacto.
Error 3: Suponer que el acero inoxidable 316 resuelve toda la corrosión
El acero inoxidable 316 tiene mejor resistencia a la corrosión que el 304 en muchas aplicaciones, pero aún así puede fallar en condiciones severas de cloruro, ácido fuerte o productos químicos a alta temperatura.
Error 4: ignorar los límites de temperatura
Los asientos blandos, los revestimientos de goma, los asientos de PTFE, las juntas y los materiales de embalaje tienen límites de temperatura. El vapor o el aceite a alta temperatura pueden requerir asientos metálicos, empaquetaduras de grafito y materiales de aleación de acero.
Error 5: ignorar la abrasión
La resistencia a la corrosión y la resistencia a la abrasión no son lo mismo. Un material adecuado para la corrosión química aún puede desgastarse rápidamente en servicio con lodos o abrasivos.
Error 6: No solicitar certificados de materiales
Para válvulas de proyecto, válvulas de acero inoxidable, válvulas de aleación o servicios críticos, los compradores deben confirmar si se requieren certificados de materiales o documentos MTC antes de realizar el pedido.
Para obtener detalles sobre la documentación, lea nuestra guía en Certificados de válvulas y documentos de calidad..
Información que los compradores deben proporcionar antes de la selección de materiales
- Tipo y tamaño de válvula
- Nombre medio y composición química.
- Concentración si servicio químico
- Presión de operación y presión de diseño.
- Temperatura de funcionamiento y temperatura máxima.
- Caudal y si hay sólidos presentes.
- Riesgo de corrosión, nivel de cloruro, valor de pH o riesgo de abrasión, si se conoce.
- Material de carrocería requerido
- Material de acabado requerido
- Material requerido para asiento y sello
- Estándar de conexión y clase de presión.
- Estándar de prueba requerido y certificado de material.
- Requisitos de cantidad y documentación del proyecto.
Recomendaciones finales para compradores industriales
La selección del material de la válvula debe basarse en las condiciones reales de trabajo, no sólo en la disponibilidad de existencias estándar. El mismo tipo de válvula puede requerir diferentes materiales para agua, vapor, petróleo, gas, productos químicos, lodos, agua de mar y servicio de alta temperatura.
Para servicios generales de agua, pueden ser adecuados los diseños de hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, EPDM y revestidos de caucho. Para petróleo y gas, es posible que se necesiten acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, empaquetaduras de grafito y asientos blandos o metálicos compatibles. Para servicio químico, es posible que se requiera PTFE, revestimiento de caucho, acero inoxidable, CF8M, dúplex o aleaciones especiales. Para vapor y altas temperaturas, el acero aleado, los asientos metálicos y los materiales de sellado de grafito suelen ser más adecuados.
Si necesita ayuda para seleccionar materiales para el cuerpo de la válvula, los internos, el asiento, el sello, la junta o el revestimiento para el tratamiento de agua, procesamiento químico, petróleo y gas, plantas de energía, lodos, agua de mar, HVAC o servicio de procesos industriales, Válvula Vcore Puede revisar sus condiciones de trabajo y recomendar una configuración de material de válvula adecuada.
Para el abastecimiento industrial, la pregunta clave no es sólo "¿De qué material es esta válvula?" La mejor pregunta es: "¿Son el cuerpo, el revestimiento, el asiento, el sello, la junta, los pernos y la documentación adecuados para este medio, presión, temperatura y requisitos exactos del proyecto?"
Preguntas frecuentes
1. ¿Cuál es el material del cuerpo de válvula más común?
Los materiales comunes del cuerpo de la válvula incluyen hierro dúctil, acero al carbono WCB, acero inoxidable CF8 o CF8M, acero al carbono para bajas temperaturas LCB, acero aleado WC6 o WC9, acero inoxidable dúplex, bronce y materiales del cuerpo revestidos.
2. ¿Cuál es la diferencia entre el material de las válvulas WCB y LCB?
WCB es un material de válvula fundido de acero al carbono común para servicios industriales en general. LCB es un material de acero al carbono de baja temperatura que se utiliza cuando se requiere una mejor tenacidad a baja temperatura.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el material de las válvulas CF8 y CF8M?
CF8 es ampliamente comparable al acero inoxidable 304 fundido. CF8M es ampliamente comparable al acero inoxidable 316 fundido y generalmente proporciona una mejor resistencia a la corrosión en muchos servicios químicos y que contienen cloruro.
4. ¿Qué material de asiento de válvula es mejor para el servicio de agua?
El EPDM se utiliza comúnmente para agua, aguas residuales, agua de refrigeración y servicios públicos de agua. Sin embargo, la selección final aún debe considerar la temperatura, los aditivos químicos, la presión y los requisitos de aplicación.
5. ¿Qué material de válvula es mejor para el servicio químico?
El servicio químico puede requerir materiales de acero inoxidable, CF8M, revestimiento de PTFE, revestimiento de PFA, revestimiento de caucho, dúplex o aleaciones especiales según el tipo de producto químico, la concentración, la presión y la temperatura.
