Selección de materiales para válvulas de mariposa en diferentes entornos de medios

En los sistemas de tuberías industriales, las válvulas de mariposa desempeñan un papel crucial debido a su estructura liviana y sus capacidades de control de fluidos eficientes. Pero la clave para garantizar la eficiencia, la durabilidad y la seguridad es cómo elegir el material adecuado para la válvula de mariposa. Esta Guía de selección de materiales para válvulas de mariposa brindará información detallada sobre cómo seleccionar científicamente los materiales para válvulas de mariposa en función de las características del medio, lo que garantiza tanto la eficiencia como la seguridad del sistema.

Selección del material del cuerpo de la válvula de mariposa

Válvula de mariposa de hierro dúctil
Las válvulas de mariposa de hierro dúctil se utilizan ampliamente en el suministro de agua municipal y el tratamiento de aguas residuales, donde entran en contacto con iones de cloruro, microorganismos y medios ligeramente ácidos o alcalinos. Si bien las válvulas de hierro fundido gris (CI) son asequibles, tienen poca resistencia a la corrosión y son propensas a oxidarse y tener fugas con el tiempo.

En comparación con el hierro fundido gris, el hierro dúctil (DI) ofrece mayor resistencia y flexibilidad gracias a su exclusiva estructura esférica de grafito, lo que lo convierte en una opción popular para sistemas de agua como tuberías y válvulas. Sin embargo, ninguno de los dos materiales resiste bien el agua salada o la exposición a altos niveles de cloruro; ambos se corroen fácilmente en estas duras condiciones.

Para la desalinización de agua de mar o entornos salinos, los aceros inoxidables ricos en molibdeno, como el 316 o el 316L, son mejores opciones. El molibdeno añadido ayuda a combatir las picaduras inducidas por el cloruro. Si bien el diseño con bajo contenido de carbono del 316L lo hace ideal para soldaduras o configuraciones de alta temperatura, las aplicaciones verdaderamente exigentes y a largo plazo con alto contenido de cloruro requieren materiales más resistentes, como aceros inoxidables dúplex o aleaciones de titanio.

Válvulas de mariposa de acero inoxidable
Como las válvulas de mariposa más versátiles de la familia, las válvulas de mariposa de acero inoxidable son conocidas por su excelente resistencia a la corrosión, lo que las hace adecuadas para una amplia gama de entornos. Ya sea que se trate de transporte de agua purificada de grado alimenticio, de desalinización de agua de mar de alta salinidad o de tuberías químicas altamente corrosivas, los diferentes grados de acero inoxidable ofrecen distintas ventajas según las condiciones de trabajo específicas.

Válvulas de mariposa de acero fundido
En las tuberías industriales y los sistemas de circulación de agua de refrigeración, las válvulas de mariposa deben manejar una variedad de medios, incluidas altas temperaturas, altas presiones y fluidos ligeramente corrosivos. Las válvulas de mariposa de acero fundido (WCB), fabricadas con acero al carbono, ofrecen una excelente resistencia mecánica y resistencia a altas presiones, soportando presiones de hasta PN40. Son ideales para su uso en aplicaciones que involucran agua dulce, petróleo y vapor a temperatura normal.

Sin embargo, la resistencia a la corrosión es limitada y, en entornos ácidos o ricos en cloruro, las válvulas de acero fundido son propensas a oxidarse. Para mejorar su durabilidad, a menudo se las reviste con recubrimientos anticorrosión o se las equipa con asientos de acero inoxidable para mejorar la resistencia a la corrosión.

Válvulas de mariposa de aleación de aluminio
Para el transporte de líquidos y aire ligeros en aplicaciones de baja presión, las válvulas de mariposa de aleación de aluminio (ADC12) ofrecen una excelente solución debido a su baja densidad, alta conductividad térmica y fuerte resistencia a la oxidación. Se utilizan ampliamente en el sector de la industria ligera, donde la reducción de peso es esencial.
Sin embargo, la aleación de aluminio tiene limitaciones de resistencia que deben considerarse cuidadosamente. En tuberías mayores a DN300, los cuerpos de válvulas ADC12 requieren nervaduras de refuerzo para evitar la deformación plástica bajo presiones superiores a 10 kg/cm².

Válvulas de mariposa de plástico
Para medios químicos altamente corrosivos, incluidas soluciones ácidas y alcalinas, agua de mar y tratamiento de aguas residuales, las válvulas de mariposa de plástico son la opción preferida debido a su excepcional resistencia química. Fabricadas en UPVC, CPVC, PP o PVDF, estas válvulas ofrecen estabilidad a largo plazo, resistiendo eficazmente los iones de cloruro, el ácido sulfúrico y el hidróxido de sodio, al tiempo que proporcionan un excelente aislamiento eléctrico.
Diferentes materiales plásticos son adecuados para aplicaciones específicas:

UPVC (cloruro de polivinilo no plastificado) :

• Resistente a ácidos y álcalis suaves.
• Alta resistencia al impacto y baja resistencia a los fluidos.
• Ligero con buenas propiedades de sellado.
• Se utiliza comúnmente en sistemas de tratamiento de agua.

PP (polipropileno) :

• Altamente resistente a ácidos fuertes como el ácido clorhídrico y sulfúrico.
• Ideal para el transporte de productos químicos y el tratamiento de aguas residuales.

CPVC (cloruro de polivinilo clorado) :

• Soporta temperaturas más altas
• Resistente a ácidos, álcalis, sales y oxidantes.
• Adecuado para entornos químicos más exigentes.

Sin embargo, las válvulas de mariposa de plástico tienen una resistencia a la presión limitada, que suele ser de alrededor de 6 kg/cm². Para presiones superiores a 10 kg/cm², se recomiendan alternativas de aleación de aluminio o metal para una mayor resistencia y durabilidad.

Selección del material del asiento de la válvula de mariposa

El rendimiento de una válvula de mariposa no solo depende del material de su cuerpo, sino que también depende en gran medida del material de sellado del asiento. Frente a diversos desafíos de fluidos, materiales como EPDM, NBR, PTFE y VITON actúan como una "armadura blanda" diseñada con precisión, formando una barrera robusta que garantiza un sellado confiable y estabilidad a largo plazo.

EPDM (monómero de etileno propileno dieno)
Los asientos de EPDM, una opción estándar en los sistemas de suministro de agua municipal, ofrecen una excelente resistencia al agua y al envejecimiento, con una vida útil de hasta 15 años. Sin embargo, el EPDM tiene una compatibilidad química limitada y tiende a hincharse cuando se expone a aceites minerales o hidrocarburos.

NBR (caucho de nitrilo butadieno)
El NBR, que se utiliza habitualmente en tuberías de aceite hidráulico, ofrece una resistencia al aceite excepcional, superada únicamente por el tiokol (polisulfuro) y el caucho fluorado (VITON). También ofrece buena resistencia a la abrasión y estanqueidad al gas, lo que lo hace adecuado para medios a base de aceite a 0–80 °C. Sin embargo, el NBR tiene un límite de temperatura de 120 °C y una resistencia deficiente al ozono. Para aplicaciones por encima de los 100 °C, los ingenieros recomiendan cambiar a VITON.

VITON (Fluoroelastómero FKM)
El VITON es conocido por su excepcional estabilidad química y resistencia a altas temperaturas. Sin embargo, su escasa flexibilidad a bajas temperaturas (>-20 °C) limita su uso en regiones frías.

PTFE (politetrafluoroetileno)
El PTFE es un excelente material resistente a la corrosión, capaz de soportar ácido sulfúrico concentrado al 98 % y ácido nítrico al 68 %. Es ideal para aplicaciones que manipulen medios corrosivos por debajo de los 200 °C. Sin embargo, el PTFE tiene tendencia a fluir en frío (deformación por fluencia); bajo tensión continua, puede deformarse plásticamente lentamente, lo que debe tenerse en cuenta en operaciones a largo plazo.

Combinaciones recomendadas de cuerpo de válvula y disco

Hierro dúctil + EPDM → Una opción rentable para el suministro de agua municipal, con una tasa de fuga anual de <0,01%.
Acero inoxidable 316L + PTFE → La mejor combinación para tuberías de ácido clorhídrico, cumpliendo con el estándar de resistencia a la corrosión ANSI C276.
Acero Súper Dúplex + VITON → La solución definitiva para tuberías de petróleo y gas agrias, mejorando la resistencia al agrietamiento por corrosión bajo tensión por sulfuro (SSCC) en 50 veces.

Para elegir los materiales adecuados para la válvula de mariposa es necesario tener en cuenta las características del fluido, las condiciones ambientales y los costos. Con una selección científica de los materiales y un mantenimiento regular, se puede maximizar la vida útil para garantizar un rendimiento confiable del sistema.

En Union Valve , nos especializamos en la fabricación de válvulas de mariposa de alta calidad y ofrecemos productos estandarizados y soluciones personalizadas diseñadas para cumplir con especificaciones precisas. Si tiene alguna pregunta o necesita más ayuda, no dude en comunicarse con nosotros . ¡Estamos aquí para ayudarlo!

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Acerca del autor

Tina Wei

Gerentes de ventas de Tianjin Union Valve Co., Ltd

Más de 8 años de experiencia en la industria de venta de válvulas. Posee amplias cualificaciones y experiencia.