Seleção de material de válvula é uma das decisões mais importantes na compra de válvulas industriais. Uma válvula com o tamanho e classe de pressão corretos ainda pode falhar se o material do corpo, material do acabamento, material da sede ou material da vedação não for adequado para o meio, pressão, temperatura ou ambiente de corrosão.
As válvulas industriais são usadas em tratamento de água, águas residuais, processamento químico, petróleo e gás, usinas de energia, sistemas de vapor, serviço de lama, mineração, sistemas marítimos, HVAC, processamento de alimentos e tubulações industriais em geral. Cada serviço tem requisitos de materiais diferentes. Uma válvula de aço carbono pode funcionar bem em serviços de óleo ou vapor, mas pode não ser adequada para água do mar ou ácidos fortes. Uma sede EPDM pode ser adequada para água, mas não para muitos óleos e hidrocarbonetos.
Este guia explica como escolher os materiais do corpo da válvula, materiais dos internos, materiais da sede, materiais de vedação e componentes relacionados para diferentes serviços industriais. Os compradores também podem avaliar o Vcore Valve's gama de produtos de válvulas industriais para válvulas de esfera, válvulas gaveta, válvulas globo, válvulas borboleta, válvulas de retenção, válvulas de controle e válvulas revestidas.
Por que a seleção do material da válvula é importante
Os materiais da válvula afetam diretamente o desempenho da pressão, a resistência à corrosão, a capacidade de temperatura, o desempenho de vazamento, a vida útil de manutenção e a segurança do projeto. A escolha errada do material pode causar corrosão, rachaduras, inchaço da sede, vazamento, erosão, gripagem da haste, falha da gaxeta ou substituição antecipada da válvula.
Para compradores B2B, a seleção de materiais não deve ser baseada apenas no preço. O material correto depende das condições reais de serviço, incluindo composição do meio, concentração, temperatura, pressão, velocidade do fluxo, teor de sólidos, nível de cloreto, acidez, alcalinidade e documentação necessária.
A seleção do material da válvula afeta:
- Força contendo pressão
- Resistência à corrosão
- Resistência à temperatura
- Desempenho de vazamento no assento
- Durabilidade da haste e do acabamento
- Resistência à abrasão ou erosão
- Frequência de manutenção
- Aprovação de projetos e rastreabilidade de materiais
Principais áreas de material de válvula que os compradores devem verificar
Uma revisão completa do material da válvula não deve apenas verificar o corpo da válvula. O corpo, o castelo, o disco, a esfera, a haste, a sede, a vedação, a gaxeta, a mola, o parafuso e o revestimento podem entrar em contato com o meio ou suportar carga mecânica.
| Peça da válvula | Importância Material | Notas do comprador |
|---|---|---|
| Corpo / Capô | Peças contendo pressão | Deve corresponder à pressão, temperatura, risco de corrosão e padrão |
| Bola / Disco / Plugue / Gate | Elemento principal de fechamento | Diretamente exposto ao meio; corrosão e resistência ao desgaste são importantes |
| Caule | Transfere torque operacional ou movimento | Deve resistir à corrosão, flexão, carga de torque e escoriações |
| Assento | Interface de vedação principal | Determina vazamento, faixa de temperatura, compatibilidade química e torque |
| Vedações/anéis de vedação | Evite vazamentos ao redor das juntas da haste e do corpo | A compatibilidade de elastômero ou PTFE deve ser verificada |
| Junta | Veda corpo, castelo e juntas de flange | Deve corresponder à pressão, temperatura, meio e tipo de flange |
| Aparafusamento | Mantém a força da junta de pressão | Deve corresponder à classe de pressão, temperatura, ambiente de corrosão e padrão |
| Primavera | Usado em válvulas de retenção e componentes de alívio | O material da mola é crítico em serviços corrosivos, de água do mar e de alto ciclo |
Materiais comuns do corpo da válvula
Ferro Fundido
O ferro fundido é comumente usado em sistemas de água de baixa pressão, HVAC, drenagem e serviços gerais. É econômico e amplamente disponível, mas tem resistência limitada à pressão, ao impacto e à corrosão em comparação com o ferro dúctil, o aço carbono ou o aço inoxidável.
As válvulas de ferro fundido normalmente não são selecionadas para serviços industriais severos, alta pressão, forte corrosão, choque térmico ou aplicações críticas de petróleo e gás.
Ferro Dúctil
O ferro dúctil tem melhor resistência e tenacidade do que o ferro fundido cinzento. É amplamente utilizado em tratamento de água, águas residuais, proteção contra incêndio, HVAC, irrigação e tubulações de serviços públicos.
Válvulas borboleta de ferro dúctil, válvulas de retenção e válvulas gaveta são comuns em sistemas de água. Para água corrosiva ou abrasiva, o revestimento, o forro, o material do disco e o material da sede devem ser revisados cuidadosamente.
WCB em aço carbono
WCB é um dos materiais de válvula fundidos em aço carbono mais comuns para serviços industriais. É usado em sistemas de petróleo, gás, vapor, água, energia, petroquímicos e processos gerais onde a corrosão não é severa.
As válvulas WCB são frequentemente selecionadas para serviços de média a alta pressão, mas podem exigir revestimento, tolerância à corrosão ou materiais diferentes quando usadas em meios corrosivos, serviços de baixa temperatura ou ambientes ricos em cloreto.
LCB de aço carbono de baixa temperatura
LCB é comumente usado quando é necessária resistência a baixas temperaturas. É frequentemente considerado para aplicações de petróleo, gás, GLP e processos de baixa temperatura, onde o WCB padrão pode não ser adequado.
Os compradores devem confirmar a temperatura mínima exigida do projeto, os requisitos de teste de impacto e a especificação do material do projeto antes de escolher o LCB.
Aço inoxidável CF8 e CF8M
CF8 é um material de aço inoxidável fundido amplamente comparável ao aço inoxidável 304. CF8M é um material de aço inoxidável fundido amplamente comparável ao aço inoxidável 316 e contém molibdênio para melhor resistência à corrosão em muitos ambientes.
O CF8M é frequentemente preferido ao CF8 para processamento químico, exposição à água do mar, água contendo cloreto e serviços mais corrosivos. No entanto, o CF8M não é uma solução universal para todos os ácidos, cloretos ou meios químicos severos.
Aço Inoxidável Forjado F304 e F316
F304 e F316 são materiais comuns de aço inoxidável forjado. Eles são frequentemente usados em válvulas de aço forjado, válvulas de pequeno porte de alta pressão, válvulas de instrumentação e serviços de processo que exigem melhor integridade do material.
O F316 geralmente oferece melhor resistência à corrosão do que o F304 em ambientes químicos e contendo cloreto, mas a seleção final deve sempre considerar a concentração e a temperatura reais do meio.
Liga de aço WC6 e WC9
WC6 e WC9 são materiais fundidos de liga de aço comumente usados em serviços de alta temperatura, especialmente aplicações de vapor, usinas de energia, refinarias e processos térmicos.
O WC6 é frequentemente usado para serviços de alta temperatura moderada, enquanto o WC9 é selecionado para faixas de temperatura mais altas, dependendo do projeto e dos requisitos padrão. Os compradores devem confirmar a temperatura, pressão, resistência à fluência e padrão de material aplicável.
Aço Inoxidável Duplex e Super Duplex
O aço inoxidável duplex oferece maior resistência e melhor resistência à corrosão sob tensão por cloreto do que muitos aços inoxidáveis austeníticos. Muitas vezes é selecionado para água do mar, offshore, dessalinização, serviços químicos marinhos e ricos em cloreto.
O aço inoxidável super duplex é usado em condições mais severas de cloreto e corrosão. Esses materiais são mais caros, mas podem reduzir o risco de falhas em serviços severos, onde o aço inoxidável 316 não é suficiente.
Bronze e Latão
Válvulas de bronze e latão são comumente usadas em aplicações hídricas, marítimas, pequenas concessionárias e HVAC selecionadas. O bronze tem melhor resistência à corrosão do que o latão em muitos serviços marítimos e aquáticos, mas a liga exata e as regulamentações locais devem ser verificadas.
Para projetos industriais, o bronze ou o latão são geralmente selecionados para condições de serviço específicas, em vez de aplicações gerais de processos pesados.
Materiais de válvula revestidos
As válvulas revestidas usam um material de corpo base, como ferro dúctil, aço carbono ou aço fundido, com revestimento interno, como PTFE, PFA, borracha ou outros materiais de revestimento. O revestimento protege o corpo da válvula contra meios corrosivos ou abrasivos.
Válvulas revestidas são comuns em processamento químico, tubulações de ácidos e álcalis, sistemas de lama, águas residuais e serviços corrosivos. Os compradores também podem avaliar a Vcore Valve gama de válvulas revestidas de borracha para aplicações corrosivas e abrasivas.
Tabela de comparação de materiais do corpo da válvula
| Materiais | Uso típico | Força principal | Limitação Principal |
|---|---|---|---|
| Ferro Fundido | Água de baixa pressão, HVAC, drenagem | Econômico | Pressão limitada, impacto e capacidade de serviço severo |
| Ferro Dúctil | Tratamento de água, águas residuais, proteção contra incêndio | Melhor tenacidade que o ferro fundido | Precisa de revestimento ou forro em serviço corrosivo |
| Aço Carbono WCB | Petróleo, gás, vapor, energia, indústria em geral | Forte e amplamente utilizado | Não é ideal para corrosão forte ou serviço em baixa temperatura sem revisão |
| Aço carbono de baixa temperatura LCB | Óleo de baixa temperatura, gás, GLP, serviço de processo | Melhor resistência a baixas temperaturas | Requisito de aplicação mais específico |
| CF8 Aço Inoxidável | Água, produtos químicos suaves, serviço de processo limpo | Resistência geral à corrosão inoxidável | Menos resistente à corrosão que o CF8M em muitos serviços de cloreto |
| CF8M Aço Inoxidável | Exposição química, à água do mar, água contendo cloreto | Melhor resistência à corrosão que o CF8 em muitos serviços | Não é adequado para todos os ácidos severos ou condições com alto teor de cloreto |
| Liga de aço WC6 / WC9 | Serviço de vapor e energia em alta temperatura | Resistência a altas temperaturas | Requer temperatura cuidadosa e revisão padrão |
| Duplex/Super Duplex | Água do mar, offshore, dessalinização, serviço de cloreto | Alta resistência e resistência à corrosão por cloreto | Custo mais alto e controle de fabricação mais rígido |
| PTFE / Revestido com Borracha | Produtos químicos, ácidos, alcalinos, chorume, água corrosiva | Protege o corpo do contato com a mídia | A temperatura do revestimento, a pressão, o vácuo e os limites mecânicos devem ser verificados |
Seleção de material de guarnição de válvula
O interno da válvula geralmente se refere às peças internas que entram em contato com o meio e controlam o fluxo ou a vedação. Dependendo do tipo de válvula, o interno pode incluir haste, sede, disco, esfera, obturador, guilhotina, anel da sede, bucha, mola ou peças de guia.
O material do acabamento pode ser mais importante que o material do corpo em algumas aplicações. Por exemplo, um corpo de aço carbono com acabamento em aço inoxidável pode ser adequado para alguns serviços de água ou óleo. Mas em serviços químicos corrosivos, todas as partes molhadas devem ser revisadas, não apenas o corpo.
Considerações comuns sobre materiais de acabamento:
- Resistência à corrosão contra o meio
- Dureza e resistência ao desgaste
- Resistência ao desgaste entre a haste e a bucha
- Compatibilidade de vedação do assento
- Resistência à temperatura
- Resistência ao impacto e à erosão
- Compatibilidade com revestimento, forro ou revestimento duro
Seleção de material de sede de válvula
A sede da válvula é a principal interface de vedação. A seleção do material da sede afeta o desempenho de vazamento, o torque operacional, a faixa de temperatura, a compatibilidade química, a classificação de pressão e a vida útil.
| Material do assento | Uso Comum | Notas importantes do comprador |
|---|---|---|
| EPDM | Água, águas residuais, água de resfriamento, produtos químicos selecionados | Bom para muitos serviços baseados em água; não é adequado para muitos óleos e hidrocarbonetos |
| NBR | Misturas óleo-água, águas residuais oleosas, serviços públicos | Melhor resistência ao óleo que o EPDM; temperatura e limites químicos devem ser verificados |
| FKM | Óleos, combustíveis, produtos químicos selecionados, serviço com elastômeros em temperaturas mais altas | Boa resistência química em serviços selecionados, mas não universal para todos os meios |
| PTFE | Serviço químico, meios corrosivos, vedação de baixo atrito | Forte resistência química, mas pressão, temperatura e limites de deformação são importantes |
| PPL / PTFE Reforçado | Sedes de válvulas esféricas para temperaturas mais altas e serviços de processo selecionados | Melhor resistência à temperatura do que o PTFE padrão em algumas aplicações |
| Assento Metálico | Vapor, alta temperatura, serviço abrasivo ou severo | Usado onde assentos macios não são adequados; classe de vazamento e qualidade de usinagem são importantes |
| Grafite | Vedação e embalagem em alta temperatura | Comum em serviços de vapor, à prova de fogo e de alta temperatura |
Seleção de materiais por meio
Água e Águas Residuais
Para água limpa, água de resfriamento e serviços gerais de água, ferro dúctil, aço carbono, aço inoxidável, sedes de EPDM e estruturas revestidas ou revestidas são comuns. Para águas residuais, sólidos, corrosão e durabilidade do revestimento devem ser revisados cuidadosamente.
Válvulas borboleta, válvulas de retenção, válvulas gaveta e válvulas revestidas de borracha são comuns em sistemas de água. Para a seleção da válvula borboleta, os compradores também podem avaliar a Vcore Valve categoria de válvula borboleta.
Petróleo e Gás
Os serviços de petróleo e gás geralmente usam aço carbono, aço inoxidável, aço-liga e materiais de acabamento especiais, dependendo da pressão, temperatura, serviço ácido, requisitos de segurança contra incêndio e padrão do projeto.
Os materiais macios do assento devem ser selecionados com cuidado. O EPDM geralmente não é adequado para muitos serviços de petróleo e hidrocarbonetos. NBR, FKM, PTFE, sedes metálicas ou materiais especiais podem ser necessários dependendo do meio exato.
Processamento Químico
O serviço químico requer uma análise cuidadosa da compatibilidade do material. Aço inoxidável, CF8M, revestimento de PTFE, revestimento de PFA, revestimento de borracha, materiais de liga e materiais de sede especiais podem ser necessários dependendo da concentração química, temperatura e pressão.
Para aplicações químicas, os compradores podem ler nosso guia em válvulas industriais para processamento químico.
Vapor e alta temperatura
O serviço a vapor e em alta temperatura geralmente requer aço carbono, liga de aço como WC6 ou WC9, acabamento em aço inoxidável, gaxeta de grafite, juntas em espiral e sedes de metal. As sedes de borracha geralmente não são adequadas para vapor em alta temperatura.
Os compradores devem confirmar a temperatura do projeto, classe de pressão, material da junta, material de embalagem, material de aparafusamento e padrão aplicável antes de fazer o pedido.
Serviço de água do mar e cloreto
Água do mar e ambientes ricos em cloreto podem causar corrosão grave. O aço inoxidável 316 pode ser melhor que o 304 em muitos serviços que contêm cloreto, mas aplicações severas de água do mar podem exigir duplex, super duplex, bronze, revestimentos especiais ou revestimento não metálico.
Materiais de mola, parafusos, acabamentos e revestimento externo também devem ser revisados. Um corpo inoxidável por si só não garante resistência total à corrosão se as molas ou parafusos internos forem inadequados.
Pasta e mídia abrasiva
O serviço de lama requer resistência à abrasão. Borracha natural, poliuretano, revestimento cerâmico, metal revestido e ligas resistentes à abrasão podem ser considerados dependendo do tamanho da partícula, velocidade, concentração e pressão.
Para serviços de lama e abrasivos corrosivos, os compradores podem revisar rubber lined valves onde a proteção do corpo e o revestimento resiliente são necessários.
Seleção de materiais por tipo de válvula
Válvulas de esfera
A seleção do material da válvula esfera deve analisar o material do corpo, o material da esfera, o material da haste, o material da sede e o material da vedação. Válvulas esfera de aço inoxidável, sedes de PTFE, sedes de PTFE reforçadas, gaxetas de grafite e designs com sedes de metal podem ser selecionadas para diferentes condições de pressão, temperatura e meio.
Os compradores podem comparar as opções disponíveis na Vcore Valve's categoria de válvula de esfera.
Válvulas Borboleta
A seleção do material da válvula borboleta depende muito do material da sede e do disco. EPDM, NBR, PTFE, borracha natural, sedes metálicas, discos de aço inoxidável, discos revestidos de ferro dúctil e discos duplex podem ser usados dependendo do meio e da temperatura.
Válvulas de retenção
A seleção do material da válvula de retenção deve analisar o corpo, o disco, a placa, a mola, o pino da dobradiça, a sede, a junta e os parafusos. Para válvulas de retenção de bicos, de placa dupla e assistidas por mola, o material da mola é especialmente importante.
Para tipos e seleção de válvulas de retenção, leia nosso guia de seleção de válvulas de retenção industriais.
Válvulas gaveta e válvulas globo
Válvulas gaveta e válvulas globo geralmente usam aço carbono, aço inoxidável, liga de aço, bronze ou materiais revestidos, dependendo da pressão e do meio. As válvulas globo usadas para estrangulamento podem exigir material de acabamento mais forte porque a velocidade do fluxo e o risco de erosão podem ser maiores perto da sede e do obturador.
Válvulas revestidas de borracha e PTFE
As válvulas revestidas são selecionadas quando o corpo de metal base não pode entrar em contato direto com o meio. Válvulas revestidas de borracha são frequentemente usadas para águas residuais, lama, água do mar e meios corrosivos-abrasivos selecionados. Válvulas revestidas com PTFE são frequentemente usadas para ácidos, álcalis e produtos químicos corrosivos.
Erros comuns na seleção de materiais
Erro 1: Selecionar apenas pelo material do corpo
O material do corpo é importante, mas a sede, a vedação, a gaxeta, a haste, o acabamento, a mola e os parafusos também podem falhar se não forem adequados para o meio.
Erro 2: usar EPDM para serviços petrolíferos
O EPDM é comum em serviços de água, mas geralmente não é adequado para muitos óleos e hidrocarbonetos. NBR, FKM, PTFE ou sedes metálicas podem ser mais adequadas dependendo do meio exato.
Erro 3: presumir que o aço inoxidável 316 resolve toda a corrosão
O aço inoxidável 316 tem melhor resistência à corrosão do que o 304 em muitas aplicações, mas ainda pode falhar em cloretos severos, ácidos fortes ou serviços químicos em alta temperatura.
Erro 4: Ignorar os limites de temperatura
Assentos macios, revestimentos de borracha, assentos de PTFE, juntas e materiais de embalagem têm limites de temperatura. Vapor ou óleo em alta temperatura podem exigir sedes de metal, gaxetas de grafite e materiais de liga de aço.
Erro 5: Ignorar a Abrasão
A resistência à corrosão e a resistência à abrasão não são iguais. Um material adequado à corrosão química ainda pode desgastar-se rapidamente em serviço com lama ou abrasivo.
Erro 6: Não solicitar certificados de materiais
Para válvulas de projeto, válvulas de aço inoxidável, válvulas de liga ou serviços críticos, os compradores devem confirmar se são necessários certificados de material ou documentos MTC antes de fazer o pedido.
Para obter detalhes da documentação, leia nosso guia em certificados de válvula e documentos de qualidade.
Informações que os compradores devem fornecer antes da seleção do material
- Tipo e tamanho da válvula
- Nome médio e composição química
- Concentração se serviço químico
- Pressão operacional e pressão de projeto
- Temperatura operacional e temperatura máxima
- Taxa de fluxo e se sólidos estão presentes
- Risco de corrosão, nível de cloreto, valor de pH ou risco de abrasão, se conhecido
- Material corporal necessário
- Material de acabamento necessário
- Sede e material de vedação necessários
- Padrão de conexão e classe de pressão
- Padrão de teste exigido e certificado de material
- Requisitos de quantidade e documentação do projeto
Recomendações finais para compradores industriais
A seleção do material da válvula deve ser baseada em condições reais de trabalho e não apenas na disponibilidade padrão de estoque. O mesmo tipo de válvula pode exigir materiais diferentes para serviços de água, vapor, óleo, gás, produtos químicos, lama, água do mar e altas temperaturas.
Para serviços gerais de água, projetos revestidos de ferro dúctil, aço carbono, aço inoxidável, EPDM e borracha podem ser adequados. Para petróleo e gás, podem ser necessários aço carbono, aço inoxidável, liga de aço, gaxetas de grafite e sedes macias ou metálicas compatíveis. Para serviços químicos, podem ser necessários PTFE, revestimento de borracha, aço inoxidável, CF8M, duplex ou ligas especiais. Para vapor e altas temperaturas, ligas de aço, sedes metálicas e materiais de vedação de grafite costumam ser mais adequados.
Se precisar de ajuda para selecionar materiais de corpo, interno, sede, vedação, gaxeta ou revestimento de válvula para tratamento de água, processamento químico, petróleo e gás, usina de energia, lama, água do mar, HVAC ou serviço de processo industrial, Válvula Vcore pode revisar suas condições de trabalho e recomendar uma configuração adequada de material de válvula.
Para o abastecimento industrial, a questão chave não é apenas “Que material é esta válvula?” A melhor pergunta é: “O corpo, o acabamento, a sede, a vedação, a gaxeta, os parafusos e a documentação são adequados para esse meio exato, pressão, temperatura e requisito do projeto?”
Perguntas frequentes
1. Qual é o material do corpo da válvula mais comum?
Os materiais comuns do corpo da válvula incluem ferro dúctil, aço carbono WCB, aço inoxidável CF8 ou CF8M, aço carbono de baixa temperatura LCB, liga de aço WC6 ou WC9, aço inoxidável duplex, bronze e materiais do corpo revestido.
2. Qual é a diferença entre o material das válvulas WCB e LCB?
WCB é um material comum de válvula fundida em aço carbono para serviços industriais em geral. LCB é um material de aço carbono de baixa temperatura usado onde é necessária melhor tenacidade em baixas temperaturas.
3. Qual é a diferença entre o material das válvulas CF8 e CF8M?
CF8 é amplamente comparável ao aço inoxidável 304 fundido. CF8M é amplamente comparável ao aço inoxidável 316 fundido e geralmente oferece melhor resistência à corrosão em muitos serviços químicos e contendo cloreto.
4. Qual material de sede de válvula é melhor para serviços de água?
EPDM é comumente usado para água, águas residuais, água de resfriamento e serviços públicos de água. No entanto, a seleção final ainda deve considerar temperatura, aditivos químicos, pressão e requisitos de aplicação.
5. Qual material de válvula é melhor para serviços químicos?
O serviço químico pode exigir aço inoxidável, CF8M, revestimento de PTFE, revestimento de PFA, revestimento de borracha, duplex ou materiais de liga especial, dependendo do tipo químico, concentração, pressão e temperatura.
