Guía de ingeniería de válvulas de bola
Guía de materiales para válvulas de bola: acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado y materiales de asiento
La selección de los materiales adecuados para las válvulas de bola no es solo una decisión de compra. Es una decisión de ingeniería que afecta la resistencia a la corrosión, la capacidad de presión-temperatura, la fiabilidad del sellado, el par de operación, el intervalo de mantenimiento y la vida útil del sistema de tuberías completo.
Una válvula de bola puede tener el tamaño, la clase de presión y la conexión de extremo correctos, pero si el material del cuerpo, el material de la bola, el material del vástago, el material del asiento, el empaque o los tornillos no son compatibles con el servicio real, la válvula aún puede presentar fugas, atascarse, corroerse o fallar prematuramente. En muchos casos prácticos, el problema no es el tamaño nominal de la válvula. El problema es un paquete de materiales que nunca se revisó completamente.
Esta guía explica cómo seleccionar materiales para válvulas de bola en servicio industrial, incluyendo acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, acero inoxidable dúplex, materiales de asiento blando, materiales de asiento metálico, materiales de internos y materiales de sellado. Está escrita para ingenieros, compradores, equipos de mantenimiento y personal de control de calidad que necesitan una referencia práctica de selección antes de pedir o reemplazar válvulas de bola.
Si está revisando un paquete completo de válvulas, este artículo debe leerse junto con nuestras páginas sobre válvulas de bola industriales, válvulas de bola flotantes, Válvula de bola montada sobre muñóns, válvulas de bola bridada, válvulas de bola roscadas, y válvulas de bola con asiento metálico.
Resumen de selección rápida
La tabla a continuación proporciona un punto de partida práctico para la selección de materiales para válvulas de bola. No debe reemplazar la hoja de datos del proyecto, pero ayuda a identificar qué problema de material suele controlar la decisión.
| Condición de servicio | Punto de partida típico | Qué suele controlar la decisión | Qué suele salir mal |
|---|
| Servicio general de agua, aire, aceite y servicios auxiliares no corrosivos | Acero al carbono en el cuerpo con bola de acero inoxidable y asientos de PTFE / RPTFE | Costo, clase de presión, compatibilidad del asiento, protección del recubrimiento | El material del cuerpo se selecciona correctamente, pero los materiales del asiento y del sello se dejan genéricos |
| Servicio limpio o ligeramente corrosivo | Cuerpo y internos de acero inoxidable 304 / 316 | Resistencia a la corrosión, limpieza, compatibilidad química | El acero inoxidable 304 se utiliza cuando se debe revisar el 316 o una aleación superior |
| Servicio en agua con cloruros, agua de mar o aplicaciones marinas | Revisar acero inoxidable 316, dúplex, superdúplex o aleaciones especiales | Picaduras, corrosión en rendijas, agrietamiento por corrosión bajo tensión en presencia de cloruros | “Se especifica ”acero inoxidable" sin verificar el nivel de cloruros, la temperatura y la exposición en espera |
| Servicio de gas a alta presión o petróleo y gas | Acero al carbono forjado o acero inoxidable con asientos de PEEK / Devlon / Nylon | Carga de presión, deformación del asiento, requisitos de seguridad contra incendios y antiestáticos | Se utiliza un asiento de PTFE cuando se requiere mayor resistencia mecánica |
| Servicio a alta temperatura | Cuerpo de acero aleado o acero inoxidable con empaquetadura de grafito y asientos metálicos | Temperatura, ciclos térmicos, estabilidad del asiento, material de la empaquetadura | El asiento blando se selecciona más allá de su límite de servicio fiable |
| Medios abrasivos o que contienen sólidos | Válvula de bola con asiento metálico y bola y asientos con recubrimiento duro | Resistencia a la abrasión, dureza del recubrimiento, clase de estanqueidad, par de apriete | La válvula con asiento blando se instala en servicio sucio y presenta fugas tras una breve operación |
| Servicio de gas amargo o que contiene H₂S | Paquete de materiales conforme a NACE / ISO | Dureza del material, selección de internos, tornillería, requisitos de servicio amargo | Solo se comprueba el material del cuerpo mientras que los internos y la tornillería se dejan como suministro estándar |
| Servicio químico | Construcción en acero inoxidable, dúplex, aleado o revestido | Composición química real, concentración, temperatura, ciclo de limpieza | La compatibilidad se verifica solo para el medio normal, no para condiciones de limpieza o parada |
Nota de ingeniería: La selección de materiales para válvulas de bola es incompleta si solo se define el material del cuerpo. También se deben revisar la bola, el vástago, los asientos, las juntas, el empaque, la junta del cuerpo, los tornillos y el tratamiento superficial.
¿Qué son los materiales de las válvulas de bola?
Los materiales de las válvulas de bola se refieren a todos los materiales utilizados en las partes de la válvula que retienen presión, sellan, operan y conectan. En una ficha técnica real de una válvula, “material” nunca debe referirse solo al cuerpo de la válvula.
Una revisión completa de materiales normalmente incluye:
- Material del cuerpo
- Material de la tapa o conector del cuerpo
- Material de la bola
- Material del vástago
- Material del asiento
- Material de la junta del cuerpo
- Material del empaque del vástago
- Material de la junta tórica
- Material de los tornillos
- Recubrimiento superficial o galvanizado
- Revestimiento duro o tratamiento superficial duro
- Tratamiento anticorrosión
- Disposición de sellado resistente al fuego, cuando sea necesario
Un error común de compra es especificar una “válvula de bola WCB” o “válvula de bola SS316” sin definir el material de los internos (trim) y del asiento. Dos válvulas con el mismo material de cuerpo pueden tener un rendimiento muy diferente si una utiliza asientos de PTFE estándar y la otra utiliza asientos de PEEK, empaquetadura de grafito, sellado resistente al fuego y una bola con revestimiento duro.
Regla de campo: Considere una válvula de bola como un sistema de materiales, no como una única fundición o forja de cuerpo.
Por qué la selección de materiales para válvulas de bola requiere más atención
El fallo del material generalmente comienza en el componente más débil
En muchas válvulas de bola que han fallado, el cuerpo no es la primera pieza en fallar. El primer problema a menudo aparece en el asiento, el sello del vástago, la superficie de la bola, la junta del cuerpo o la tornillería. Es por eso que una válvula puede pasar pruebas hidrostáticas en el taller pero aún así fallar después de meses de servicio.
Los problemas comunes en campo incluyen:
- Deformación del asiento blando bajo alta presión o alta temperatura
- Hinchazón del asiento causada por incompatibilidad química
- Arañazos en la esfera por sólidos o incrustaciones
- Corrosión del vástago debido a la atmósfera externa o a productos químicos de lavado
- Fuga de empaquetadura después de ciclos térmicos
- Fallo de la junta del cuerpo porque el material de la junta no se verificó con la temperatura
- Alto par de operación causado por depósitos, daños en el asiento o productos de corrosión
- Corrosión externa en la zona de pernos, bridas o cavidad de la válvula
El fluido de servicio es a menudo más complejo que la lista de líneas
Una lista de líneas puede decir “agua”, pero el servicio real podría ser agua limpia, agua cruda, agua de mar, aguas residuales, agua caliente, agua clorada, agua de torre de enfriamiento o agua tratada químicamente. Estos servicios no requieren el mismo paquete de materiales.
Una lista de líneas puede decir “químico”, pero la decisión del material depende del nombre del químico, concentración, temperatura, presión, impurezas, contenido de sólidos, fluido de limpieza, exposición durante paradas, contenido de oxígeno y nivel de cloruro.
Rango de ingeniería típico: Para servicio de servicios públicos limpios a baja temperatura, los asientos de PTFE o RPTFE a menudo se revisan primero. Para servicio de alta presión, temperatura elevada, alto ciclo, abrasivo o sucio, los plásticos de ingeniería como PEEK / Devlon o los asientos metálicos pueden ser más adecuados. El límite final debe seguir la tabla de presión-temperatura del fabricante del asiento y el diseño de la válvula.
Partes principales de una válvula de bola y responsabilidades de materiales
Cada componente de la válvula tiene una responsabilidad de material diferente. Una hoja de datos fiable debe definir el paquete completo de materiales en lugar de dejar piezas críticas como “estándar”.”
| Válvula de bola | Función principal | Preocupación en la selección de materiales |
|---|
| Cuerpo | Contención de presión | Resistencia, resistencia a la corrosión, clasificación de presión-temperatura |
| Tapa final / conector del cuerpo | Contención de presión y conexión final | Compatibilidad del material con el cuerpo y el sistema de tuberías |
| Válvula de bola | Aislamiento del flujo y superficie de sellado | Acabado superficial, resistencia a la corrosión, dureza del recubrimiento |
| Vástago | Transmisión de par | Resistencia, resistencia a la corrosión, diseño anti-expulsión |
| Asientos | Sellado de cierre principal | Compatibilidad química, límite de temperatura, resistencia a la deformación |
| Juntas del cuerpo | Evitar fugas externas en la unión del cuerpo | Temperatura, requisito de seguridad contra incendios, compatibilidad química |
| Empaquetadura del vástago | Evitar fugas alrededor del vástago | Control de emisiones, temperatura, presión, ciclos |
| Pernos / Tornillería | Integridad mecánica de la unión | Resistencia, resistencia a la corrosión, temperatura, servicio con H2S |
| Recubrimiento / Galvanizado | Protección superficial o resistencia al desgaste | Adherencia, dureza, resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión |
Materiales de válvulas de bola de acero al carbono
El acero al carbono es uno de los materiales más comunes para válvulas de bola industriales. Proporciona buena resistencia mecánica, amplia disponibilidad y un costo relativamente económico. Las válvulas de bola de acero al carbono se utilizan ampliamente en petróleo y gas, agua, aire comprimido, sistemas de combustible, servicio de servicios públicos y aislamiento industrial general.
Los materiales comunes de acero al carbono incluyen:
- ASTM A216 WCB para cuerpos de válvulas de acero al carbono fundido
- ASTM A105 para cuerpos de válvulas de acero al carbono forjado
- ASTM A350 LF2 para servicio de acero al carbono a baja temperatura
- ASTM A352 LCC / LCB para aplicaciones seleccionadas de acero fundido a baja temperatura
ASTM A216 cubre fundiciones de acero al carbono para válvulas, bridas, accesorios y otras piezas que contienen presión para servicio a alta temperatura. ASTM A105 cubre componentes de tubería de acero al carbono forjado como bridas, accesorios, válvulas y piezas similares para sistemas de presión. Alcance del material ASTM A216 y Alcance del material ASTM A105 debe verificarse cuando el grado del material sea parte del requisito de compra.
Dónde se utilizan comúnmente las válvulas de bola de acero al carbono
- Servicio industrial general
- Líneas de agua no corrosivas
- Servicio de petróleo y gas
- Sistemas de fueloil
- Aire comprimido
- Líneas de servicios generales
- Servicio de hidrocarburos
- Aplicaciones de alta presión con construcción forjada
Ventajas del acero al carbono
| Ventaja | Qué significa en la práctica |
|---|
| Buena resistencia mecánica | Adecuado para cuerpos de válvula de retención de presión |
| Rentable | Generalmente de menor coste que los aceros inoxidables o aleaciones |
| Amplia disponibilidad | Fácil de obtener en construcción fundida y forjada |
| Amplia gama de diseños | Disponible en diseños flotantes, montados sobre muñón, bridado, roscado y soldado |
Limitaciones del acero al carbono
El acero al carbono no es adecuado para todos los fluidos. Puede corroerse en ambientes húmedos, ácidos, que contengan cloruros, marinos o químicamente agresivos. La corrosión externa también puede ser un problema en instalaciones exteriores, costeras, subterráneas o en plantas químicas.
El acero al carbono puede requerir:
- Pintura
- Recubrimiento epoxi
- Imprimación rica en zinc
- Recubrimiento externo especial
- Tolerancia a la corrosión
- Revestimiento interno en casos seleccionados
- Sustitución por material de acero inoxidable o aleación
Error común: Elegir acero al carbono porque la clase de presión es correcta, ignorando la corrosión interna, la atmósfera externa y la exposición durante paradas.
Materiales de válvulas de bola de acero inoxidable
Las válvulas de bola de acero inoxidable se seleccionan cuando la resistencia a la corrosión, la limpieza, la compatibilidad química o la resistencia al entorno externo son más importantes que el costo inicial.
Materiales comunes de acero inoxidable incluyen:
- ASTM A351 CF8
- ASTM A351 CF8M
- ASTM A182 F304
- ASTM A182 F316
- ASTM A182 F316L
- ASTM A479 304 / 316 para vástagos y piezas de internos
ASTM A351 cubre fundiciones de acero austenítico para válvulas, bridas, accesorios y otras piezas que contienen presión. Esta es una de las referencias comunes para cuerpos de válvulas de acero inoxidable fundido. Alcance del material ASTM A351 debe verificarse cuando se especifica acero inoxidable fundido CF8 o CF8M.
Válvulas de bola de acero inoxidable 304
El acero inoxidable 304 es un acero inoxidable austenítico común utilizado en muchas aplicaciones industriales generales y de servicio limpio. Proporciona mejor resistencia a la corrosión que el acero al carbono y está ampliamente disponible.
Las válvulas de bola de acero inoxidable 304 se utilizan a menudo para:
- Agua limpia
- Aire comprimido
- Servicio químico moderado
- Líneas auxiliares de alimentos y bebidas
- Servicios generales industriales
- Entornos interiores o limpios
- Servicio con corrosión no severa
El acero inoxidable 304 aún puede fallar en servicios que contienen cloruros, en atmósferas marinas o en ciertos entornos químicos. No debe tratarse como un material universal resistente a la corrosión.
Válvulas de bola de acero inoxidable 316
El acero inoxidable 316 se selecciona comúnmente cuando se requiere una mejor resistencia a la corrosión en comparación con el acero inoxidable 304. A menudo se considera para el procesamiento químico, el tratamiento de aguas residuales, atmósferas marinas y servicios seleccionados que contienen cloruros.
Las válvulas de bola de acero inoxidable 316 se consideran a menudo para:
- Líneas de proceso químico
- Servicio de aguas residuales
- Fluidos ligeramente corrosivos
- Atmósfera marina
- Entornos que contienen cloruros
- Servicio industrial más limpio
- Aplicaciones que requieren mayor resistencia a la corrosión que el 304
El acero inoxidable 316 no es automáticamente adecuado para agua de mar, alta concentración de cloruros, servicio con cloruros calientes o todos los ácidos. En condiciones más agresivas, puede ser necesario acero inoxidable dúplex, acero inoxidable súper dúplex, aleación de níquel o construcción revestida.
Error común: Mejora de acero al carbono a acero inoxidable 316 sin verificar el nivel real de cloruros, la temperatura, la condición estancada y los productos químicos de limpieza.
Materiales de acero aleado y aleaciones especiales para válvulas de bola
Los aceros aleados y las aleaciones especiales se utilizan cuando el acero al carbono y el acero inoxidable estándar no pueden satisfacer los requisitos de presión, temperatura, corrosión o mecánicos.
Materiales comunes aleados y especiales incluyen:
- ASTM A217 WC6
- ASTM A217 WC9
- ASTM A182 F11
- ASTM A182 F22
- Acero inoxidable dúplex
- Acero inoxidable superdúplex
- Inconel
- Monel
- Hastelloy
- Aleación de titanio en aplicaciones seleccionadas
Acero aleado para servicio a alta temperatura
Las válvulas de bola de acero aleado se utilizan a menudo en servicio a alta temperatura o con ciclos térmicos donde el acero al carbono puede no proporcionar suficiente resistencia a largo plazo u resistencia a la oxidación.
Las aplicaciones de válvulas de bola a alta temperatura pueden requerir:
- Cuerpo de acero aleado
- Internos de acero inoxidable o aleados
- Empaquetadura de grafito
- Diseño de asiento metálico
- Bola y asiento con recubrimiento duro
- Sellado del cuerpo resistente al fuego
- Bonete extendido o diseño especial de vástago
- Revisión del actuador para mayor par
En servicio a alta temperatura, el material del asiento suele ser el factor determinante. El cuerpo de una válvula puede ser adecuado para la temperatura, pero el asiento blando, la empaquetadura o la junta del cuerpo pueden no serlo.
Válvulas de bola de Dúplex y Súper Dúplex
Los aceros inoxidables dúplex y súper dúplex se utilizan donde se requieren mayor resistencia y mejor resistencia a la corrosión relacionada con cloruros. Son comunes en servicios marinos, agua de mar, desalinización, químicos y servicios húmedos agresivos.
Las válvulas de bola de dúplex y súper dúplex se suelen revisar para:
- Sistemas de agua de mar
- Plataformas offshore
- Plantas de desalinización
- Servicio con contenido de cloruros
- Aguas residuales agresivas
- Procesamiento químico
- Requisitos de mayor resistencia
La selección de material dúplex requiere control de fabricación. El tratamiento térmico, el procedimiento de soldadura, el mecanizado y la inspección deben controlarse adecuadamente. Una válvula no puede considerarse adecuada simplemente porque la palabra “dúplex” aparece en la hoja de datos.
Materiales de bola y vástago
La bola y el vástago son componentes críticos de los internos. Afectan el par de accionamiento, la calidad del sellado, la resistencia a la corrosión, la fiabilidad operativa y la vida útil.
Los materiales comunes para la bola incluyen:
- SS304
- SS316
- Acero al carbono con recubrimiento de cromo duro
- Acero inoxidable dúplex
- Acero aleado con recubrimiento duro
- Bola con recubrimiento de carburo de tungsteno
- Bola con recubrimiento de carburo de cromo
Los materiales comunes para el vástago incluyen:
- SS304
- SS316
- Acero inoxidable 17-4PH
- Acero inoxidable dúplex
- Acero aleado
- Materiales conformes para servicio amargo donde sea requerido
Por qué importa el acabado superficial de la bola
La superficie de la bola sella directamente contra el asiento. Si la superficie de la bola está rugosa, rayada, corroída o mal recubierta, el asiento puede dañarse rápidamente. Esto es especialmente importante para las válvulas de bola con asiento blando, donde los asientos de PTFE, RPTFE, PEEK, Nylon o Devlon dependen de una superficie de bola lisa.
Para medios abrasivos, la bola puede requerir:
- Cromado duro
- Recubrimiento de carburo de tungsteno
- Recubrimiento de carburo de cromo
- Recubrimiento HVOF
- Nitruro
- Otros métodos de recubrimiento duro
Error común: Seleccionar un cuerpo de válvula robusto pero usar una superficie de bola que no sea adecuada para medios abrasivos o sucios.
Materiales de asiento para válvulas de bola
El asiento es a menudo el material más importante en una válvula de bola. Determina el rendimiento de cierre, el par de operación, el límite de temperatura, la compatibilidad química y la resistencia al desgaste.
Los materiales comunes de asiento para válvulas de bola incluyen:
- PTFE
- RPTFE
- PEEK
- POM
- Nylon
- Devlon
- UHMWPE
- EPDM
- NBR
- FKM
- Asiento metálico con recargue o recubrimiento duro
Comparación rápida de materiales de asiento
| Material del asiento | Principal fortaleza | Uso típico | Limitación principal |
|---|
| PTFE | Baja fricción y amplia resistencia química | Servicio general, líquidos limpios, gases, productos químicos | Resistencia mecánica limitada bajo alta carga |
| RPTFE | Mejor resistencia que el PTFE | Válvulas de bola industriales, mayor presión que el PTFE estándar | Aún limitado por la temperatura y la compatibilidad química |
| PEEK | Alta resistencia y mayor capacidad de temperatura | Alta presión, gas, petróleo y gas, servicio exigente | Mayor coste |
| Nylon | Buena capacidad de carga | Aplicaciones de petróleo y gas de alta presión | Requiere una cuidadosa revisión química y de temperatura |
| Devlon | Fuerte rendimiento mecánico | Válvulas de bola de alta presión montadas sobre muñón | No es universal para todos los productos químicos |
| UHMWPE | Resistencia al desgaste en servicios seleccionados | Aplicaciones seleccionadas de lodos o baja temperatura abrasiva | Limitación de temperatura |
| EPDM | Bueno para agua y productos químicos suaves seleccionados | Servicio de agua, HVAC, algunas utilidades | No apto para servicio con aceite de petróleo |
| NBR | Buena resistencia al aceite | Aceite, combustible, hidrocarburos | Limitado para ozono, intemperie y algunos químicos |
| FKM | Buena resistencia química y a la temperatura | Sellado para aceite, químicos y temperaturas más altas | No apto para todos los fluidos |
| Asiento metálico | Alta resistencia a la temperatura y a la abrasión | Servicio severo, servicio en caliente, fluidos sucios | Mayor par de accionamiento y mayor coste |
Asientos de PTFE
El PTFE es uno de los materiales de asiento blando más comunes para válvulas de bola. Ofrece baja fricción y buena resistencia química en muchos servicios limpios.
Los asientos de PTFE se utilizan comúnmente para agua, aire, gas limpio, aceite, servicio industrial general, muchos medios químicos, aplicaciones de bajo par y requisitos de cierre hermético.
El PTFE puede deformarse bajo alta presión, alta temperatura, alta frecuencia de ciclos o condiciones de alta carga. También puede dañarse por partículas abrasivas.
Asientos de RPTFE
RPTFE significa PTFE reforzado. Se añaden cargas como fibra de vidrio, carbono u otros materiales para mejorar la resistencia, la resistencia a la deformación y el comportamiento al desgaste.
El RPTFE se selecciona a menudo cuando el PTFE estándar no es lo suficientemente resistente para el servicio. Es común en válvulas de bola industriales, válvulas de bola flotantes, válvulas de bola montadas sobre muñón y servicio químico donde es compatible.
Asientos de PEEK
El PEEK es un plástico de ingeniería de alto rendimiento utilizado para aplicaciones de válvulas de bola más exigentes. Tiene mejor resistencia mecánica y mayor capacidad de temperatura que el PTFE.
Los asientos de PEEK se revisan comúnmente para gas a alta presión, líquido a alta presión, servicio de petróleo y gas, válvulas de bola montadas sobre muñón, servicio a temperatura elevada y aplicaciones donde el PTFE puede deformarse.
Asientos de Nylon, POM, Devlon y UHMWPE
El Nylon, POM, Devlon y UHMWPE son plásticos de ingeniería utilizados en aplicaciones seleccionadas de válvulas de bola donde la resistencia mecánica, la carga de presión o la resistencia al desgaste son importantes.
Deben verificarse cuidadosamente para determinar la temperatura, la compatibilidad con el fluido, la hinchazón y la estabilidad a largo plazo. No reemplace un asiento de plástico de ingeniería por otro sin verificar el medio real, la temperatura, la presión y el diseño de la válvula.
Materiales Elastómeros Utilizados en Válvulas de Bola
Los elastómeros se utilizan a menudo para juntas tóricas, sellos secundarios o diseños de asiento especiales. No siempre son el material principal del asiento, pero aun así pueden controlar la fiabilidad de la válvula.
NBR
El NBR se utiliza comúnmente donde se requiere resistencia al aceite y a los hidrocarburos. Se encuentra a menudo en servicios de petróleo, combustible e hidrocarburos en general. No es adecuado para todos los productos químicos y puede que no funcione bien a altas temperaturas o expuesto al ozono exterior, a menos que se seleccione correctamente.
EPDM
El EPDM se utiliza comúnmente para agua, agua caliente, HVAC y aplicaciones químicas suaves seleccionadas. No es adecuado para aceites de petróleo y muchos servicios de hidrocarburos.
FKM
El FKM se utiliza cuando se necesita una mejor resistencia química y a la temperatura. Es común en aplicaciones de sellado seleccionadas de petróleo, químicas y a temperaturas más altas.
Error común: Seleccionar correctamente el cuerpo y el asiento de la válvula, pero dejando las juntas tóricas como material genérico.
Materiales de asiento metálico para válvulas de bola
Las válvulas de bola con asiento metálico se utilizan cuando los asientos blandos no pueden soportar el servicio. Se seleccionan comúnmente para aplicaciones de alta temperatura, abrasivas, erosivas, sucias, que contienen sólidos o de servicio severo.
Las válvulas de bola con asiento metálico se revisan comúnmente para:
- Servicio a alta temperatura
- Servicio de vapor
- Servicio de aceite caliente
- Lodos
- Servicio de catalizador
- Polvo abrasivo
- Fluido con sólidos
- Aislamiento para servicio severo
- Aplicaciones de alto ciclo donde el desgaste del asiento blando es inaceptable
Las opciones comunes de recubrimiento y soldadura dura incluyen:
- Soldadura dura Stellite
- Recubrimiento de carburo de tungsteno
- Recubrimiento de carburo de cromo
- Cromado duro
- Nitruro
- Recubrimiento HVOF
El recubrimiento correcto depende de la temperatura, el medio, la corrosión, la abrasión, la dureza requerida, la adherencia del recubrimiento y la expectativa de fugas.
Válvulas de bola con asiento blando vs. asiento metálico
| Elemento | Válvula de bola con asiento blando | Válvula de bola con asiento metálico |
|---|
| Material del asiento | PTFE, RPTFE, PEEK, Nylon, Devlon, opciones basadas en elastómeros | Asiento metálico con soldadura dura o recubrimiento duro |
| Cierre | Excelente cierre hermético en servicio limpio | Buen cierre, pero la clase de fugas depende del diseño y la base de prueba |
| Par de operación | Menor | Mayor |
| Capacidad de temperatura | Limitado por el material del asiento blando | Mejor para alta temperatura |
| Resistencia a la abrasión | Limitado | Mejor para fluidos abrasivos |
| Limpieza del fluido | Mejor para fluidos limpios | Mejor para fluidos sucios o con sólidos |
| Coste | Generalmente menor | Generalmente mayor |
| Tipo de válvula común | Válvula de bola con asiento blando flotante o sobre muñón | Válvula de bola con asiento metálico para servicio severo |
Límite de selección: Las válvulas de bola con asiento blando se prefieren habitualmente para fluidos limpios y servicio a temperatura normal. Las válvulas de bola con asiento metálico deben considerarse cuando la temperatura, los sólidos, la abrasión o las condiciones de servicio severo superan los límites de los asientos blandos.
Selección de material por condición de servicio
Servicio de agua
Para agua potable y servicio general de agua industrial, se suelen utilizar válvulas de bola de acero al carbono o acero inoxidable con asientos de PTFE o RPTFE. Para válvulas de servicio pequeñas, el latón o el bronce también pueden aparecer en sistemas de baja presión, pero las líneas de proceso industrial suelen requerir construcción de acero o acero inoxidable.
| Tipo de agua | Revisión típica de materiales |
|---|
| Agua industrial limpia | Cuerpo de acero al carbono o acero inoxidable, asiento de PTFE / RPTFE |
| Agua tratada | Acero inoxidable o acero al carbono recubierto según la química |
| Aguas residuales | Acero inoxidable, acero al carbono recubierto o revisión de asiento especial |
| Agua de mar | Revisar acero inoxidable 316, dúplex, superdúplex o aleaciones especiales |
| Agua caliente | Se requiere revisión de temperatura del asiento, sello y empaquetadura |
Servicio de petróleo y gas
El servicio en petróleo y gas a menudo requiere un control de materiales más riguroso debido a la presión, la seguridad contra incendios, el diseño antiestático, el servicio con H2S (sour service) y la fiabilidad del sellado.
La revisión típica de materiales incluye cuerpo de acero al carbono WCB / A105 / LF2, vástago de acero inoxidable o 17-4PH, bola de acero inoxidable, asiento de RPTFE / PEEK / Nylon / Devlon, diseño resistente al fuego cuando sea necesario, dispositivo antiestático y cumplimiento de materiales NACE / ISO para servicio con H2S cuando sea aplicable.
Para aplicaciones de gran tamaño o alta presión, Válvulas de bola montadas sobre muñón suelen preferirse porque el diseño con muñón ayuda a reducir la carga del asiento y el par de operación en comparación con las válvulas de bola flotante de gran tamaño.
Servicio Químico
El servicio químico requiere una revisión detallada de compatibilidad. El material de la válvula debe coincidir con la composición química real, la concentración, la temperatura, las impurezas y el proceso de limpieza.
Las opciones típicas de materiales incluyen SS316, acero inoxidable dúplex, acero inoxidable superdúplex, Hastelloy, Monel, asiento de PTFE, asiento de RPTFE, asiento de PEEK y sellos FKM cuando sean compatibles.
Servicio de Vapor y Alta Temperatura
El servicio de vapor y alta temperatura puede exceder el rango fiable de muchos materiales de asiento blando. El cuerpo de la válvula puede ser lo suficientemente resistente, mientras que el asiento y el empaque no lo son.
La revisión típica de materiales incluye cuerpo de acero aleado o acero inoxidable, diseño de asiento metálico, empaque de grafito, junta de cuerpo en espiral o de grafito, bola y asiento con recubrimiento duro, revisión de actuador para alta temperatura y disposición de sellado resistente al fuego cuando sea necesario.
Medios abrasivos o con sólidos en suspensión
El servicio abrasivo puede rayar la bola, cortar el asiento, aumentar el par y crear fugas internas. Esta es una de las razones principales para revisar válvulas de bola con asiento metálico.
La revisión típica de materiales incluye asientos metálicos, recubrimiento de carburo de tungsteno o carburo de cromo, superficies de asiento con recubrimiento duro, diseño de paso total cuando sea necesario, revisión de alivio de cavidad, plan de purga y mayor margen de par para el actuador.
Medios Corrosivos
Para servicio corrosivo, se deben revisar el cuerpo, la bola, el vástago, el asiento, la junta y la tornillería. Un cuerpo de acero inoxidable no resuelve el problema si el vástago, los pernos o el sistema de asiento son incompatibles.
Las opciones típicas incluyen SS316, acero inoxidable dúplex, acero inoxidable súper dúplex, aleación de níquel, asientos de PTFE / RPTFE / PEEK, elastómeros FKM o especiales cuando sean compatibles, y tornillería resistente a la corrosión cuando sea necesario.
Combinaciones típicas de materiales para válvulas de bola
| Aplicación | Material del cuerpo | Material bola / vástago | Material del asiento | Tipo de válvula típico |
|---|
| Agua general | Acero al carbono o acero inoxidable | SS304 / SS316 | PTFE / RPTFE | Válvula de bola flotante |
| Aire comprimido | Acero al carbono o acero inoxidable | SS304 / SS316 | PTFE / RPTFE | Válvula de bola flotante |
| Servicio químico | SS316 o aleación | SS316 o aleación | PTFE / RPTFE / PEEK | Válvula de bola flotante o bridada |
| Petróleo y gas | WCB / A105 / LF2 | SS316 / 17-4PH | RPTFE / PEEK / Devlon | Válvula de bola flotante o con muñón |
| Tubería de alta presión | Acero al carbono forjado | SS316 / 17-4PH | PEEK / Devlon | Válvula de bola montada sobre muñón |
| Alta temperatura | Acero aleado / acero inoxidable | Aleación con recubrimiento duro | Asiento metálico | Válvula de bola con asiento metálico |
| Medios abrasivos | Acero aleado / acero inoxidable | Recubierto de carburo de tungsteno | Asiento metálico | Válvula de bola con asiento metálico |
| Agua de mar | Dúplex / súper dúplex | Dúplex / súper dúplex | PTFE / PEEK | Válvula de bola bridada o montada sobre muñón |
| Servicio con H2S (sour service) | Paquete de materiales conforme a NACE | Internos (trim) conformes a NACE | Asiento especificado en proyecto | Válvula de bola montada sobre muñón o forjada |
Normas que realmente afectan la selección de materiales para válvulas de bola
Las normas deben utilizarse para controlar decisiones de ingeniería reales, no solo para que una hoja de datos parezca técnica. Cada norma a continuación afecta a una parte diferente del conjunto de la válvula.
| Estándar | Qué afecta | Por qué es importante |
|---|
| ASME B16.34 | Clasificación de presión-temperatura, materiales, construcción de la válvula, pruebas, marcado | Ayuda a definir el uso admisible de materiales bajo presión y temperatura |
| API 608 | Válvulas de bola metálicas con extremos bridado, roscado y de soldadura | Base común para válvulas de bola metálicas industriales y petroquímicas |
| API 6D | Válvulas para tuberías y canalizaciones | Importante para válvulas de bola de tubería y diseños montados sobre muñón |
| ISO 17292 | Válvulas de bola metálicas para las industrias del petróleo, petroquímica y afines | Útil cuando las especificaciones del proyecto siguen los requisitos de válvulas ISO |
| API 598 | Inspección y prueba de presión de válvulas | Define las expectativas de prueba de carcasa y asiento |
| API 607 | Pruebas de fuego para válvulas de cuarto de vuelta | Importante para servicios de hidrocarburos y inflamables |
| NACE MR0175 / ISO 15156 | Materiales metálicos para entornos de producción de petróleo y gas que contienen H₂S | Importante donde existe riesgo de agrietamiento por servicio amargo |
| ASME B16.5 | Dimensiones de bridas, clasificaciones de presión-temperatura, materiales, marcado, pruebas | Afecta la instalación de válvulas de bola bridada y la compatibilidad de bridas |
Nota de ingeniería: Una clase de presión por sí sola no define el material correcto de la válvula de bola. El tamaño, la clase, el material, el asiento, los internos, el estándar de prueba y la condición de servicio deben estar bloqueados juntos.
Cómo seleccionar materiales para válvulas de bola paso a paso
Paso 1: Defina el medio real
No se detenga en una descripción genérica. Confirme el medio real en operación, arranque, parada y limpieza.
- ¿El fluido es limpio o sucio?
- ¿Contiene sólidos?
- ¿Contiene cloruros?
- ¿Es ácido o alcalino?
- ¿Es inflamable?
- ¿Es tóxico?
- ¿Contiene H₂S?
- ¿Cambia durante el arranque o la parada?
- ¿Se utilizan productos químicos de limpieza?
Paso 2: Confirme la presión y la temperatura
La selección del material debe considerar tanto las condiciones de diseño como las de operación. Verifique la presión de diseño, la presión de operación, la presión diferencial al cierre, la temperatura de diseño, la temperatura de operación, la temperatura de arranque, la temperatura de parada, el ciclo térmico y la clasificación de presión-temperatura del material seleccionado.
Paso 3: Seleccionar material del cuerpo
| Requisito de servicio | Dirección de material del cuerpo |
|---|
| Servicio general no corrosivo | acero al carbono |
| Servicio limpio o ligeramente corrosivo | Acero inoxidable |
| Servicio de acero al carbono a baja temperatura | LF2 u otro grado para baja temperatura |
| Servicio a alta temperatura | Acero aleado o acero inoxidable |
| Servicio con alto contenido de cloruros | Revisar dúplex o súper dúplex |
| Servicio químico agresivo | Revisar aleación de níquel o aleación especial |
Paso 4: Seleccionar materiales de bola y vástago
Los materiales de la bola y el vástago deben coincidir con los requisitos de corrosión, resistencia y par de torsión. Revisar el acabado superficial de la bola, el recubrimiento de la bola, la resistencia del vástago, la resistencia a la corrosión del vástago, el diseño anti-expulsión, el control de dureza para servicio con gas amargo, la compatibilidad del sello del vástago y el par de operación.
Paso 5: Seleccionar material del asiento
El material del asiento debe seleccionarse una vez que se conozcan la presión, la temperatura, el fluido, el requisito de cierre y la frecuencia de operación. Verifique la compatibilidad química, el rango de temperatura, la carga de presión, la resistencia a la deformación, la resistencia al desgaste, la clase de estanqueidad requerida, la limpieza del fluido y la frecuencia de ciclos.
Paso 6: Seleccionar materiales de sellos y empaquetaduras
Los sellos del cuerpo y las empaquetaduras del vástago deben coincidir con las mismas condiciones de servicio que el cuerpo y el asiento de la válvula. Las opciones comunes incluyen empaquetaduras de PTFE, empaquetaduras de grafito, juntas tóricas de FKM, juntas tóricas de NBR, juntas tóricas de EPDM, junta arrollada en espiral y junta de cuerpo de grafito.
Paso 7: Confirmar requisitos especiales
Verifique si el proyecto necesita diseño resistente al fuego, diseño antiestático, control de emisiones fugitivas, cumplimiento de servicio con gas amargo (sour service), pruebas de impacto a baja temperatura, diseño para servicio criogénico, limpieza para oxígeno, especificación de recubrimiento, trazabilidad de materiales, pruebas PMI o certificados EN 10204 3.1 / 3.2.
Lista de verificación de especificaciones de compra
La mayoría de los errores en el material de las válvulas de bola comienzan en la orden de compra. Si la OC solo indica “válvula de bola, Clase 150, cuerpo WCB”, el proveedor tiene demasiado margen para interpretar la construcción.
| Artículo de OC | Qué indicar claramente | Por qué es importante |
|---|
| Tipo de válvula | Bola flotante, montada sobre muñón, con asiento blando, con asiento metálico | Evita el diseño incorrecto de la válvula |
| Material del cuerpo | Grado exacto ASTM / EN / de proyecto | Evita la sustitución genérica de materiales |
| Material de la bola | Material base y recubrimiento si es necesario | Controla el rendimiento frente a la corrosión y el desgaste |
| Material del vástago | Requisito exacto de material y servicio con H2S si aplica | Controla la resistencia y la resistencia a la corrosión |
| Material del asiento | PTFE, RPTFE, PEEK, Devlon, asiento metálico, etc. | Controla el cierre y el límite de servicio |
| Material del sello / empaque | PTFE, grafito, FKM, EPDM, NBR, etc. | Previene fugas y desajustes de temperatura |
| Material de los tornillos | Tornillería estándar o tornillería resistente a la corrosión | Previene la corrosión externa y la falla de la unión |
| Requisito de seguridad contra incendios | API 607, API 6FA o requisito del proyecto | Requerido para muchos servicios de hidrocarburos |
| Requisito antiestático | Sí / no | Importante para servicio inflamable |
| Norma de ensayo | API 598, ISO 5208 o norma de proyecto | Define la inspección y la aceptación de fugas |
| Certificados de material | MTR, PMI, trazabilidad | Soporta control de calidad e inspección de recepción |
| Requisito de recubrimiento | Pintura, epoxi, recubrimiento especial | Controla la protección contra la corrosión externa |
| Sin regla de sustitución | Se requiere aprobación por escrito | Evita el reemplazo por materiales similares |
Ejemplo de redacción en pedido: Los materiales de la válvula de bola se seleccionarán de acuerdo con las condiciones de servicio aprobadas. Los materiales del cuerpo, bola, vástago, asiento, sellos, empaquetadura, pernos, recubrimiento e internos se indicarán claramente en la hoja de datos de la válvula. No se permite la sustitución de materiales sin aprobación escrita de ingeniería. Se deberán suministrar certificados de materiales, registros de pruebas de presión y documentos de trazabilidad con el paquete de la válvula.
Lista de verificación de inspección de entrada
| Elemento de inspección | Qué debe verificar Control de Calidad | Problema típico encontrado |
|---|
| Placa de características | Tamaño, clase, material del cuerpo, fabricante, norma | Tamaño correcto pero construcción incorrecta |
| Certificado de material | Cuerpo, bola, vástago, pernos, partes a presión | Trazabilidad faltante o incompleta |
| Material del asiento | Marcado, hoja de datos, confirmación del proveedor | PTFE genérico suministrado en lugar del asiento especificado |
| Empaquetadura y sellos | Tipo de empaquetadura, material de la junta tórica, material de la junta | Elastómero incorrecto para la temperatura o el medio |
| Superficie de la bola | Arañazos, defectos de recubrimiento, calidad del plateado | Riesgo de fuga antes de la instalación |
| Operación del vástago | Movimiento suave, par excesivo, daños | Prensaestopas apretado en exceso o daño interno |
| Recubrimiento | Acabado superficial, daño del recubrimiento, protección de brida | Riesgo de corrosión durante el almacenamiento o la instalación |
| Conexión final | Taladrado de brida, tipo de rosca, preparación del extremo de soldadura | Desajuste en la instalación |
| Registros de prueba | Prueba de carcasa, prueba de asiento, aceptación de fugas | Documentación de prueba no alineada con el pedido de compra |
| Restricciones del proyecto | No se permite la sustitución de materiales no autorizada | El proveedor entrega material “equivalente” sin aprobación |
Regla de campo: La inspección de recepción debe verificar más que el tamaño y la clase de presión de la válvula. Debe verificar el paquete completo de materiales.
Modos de fallo comunes relacionados con los materiales de las válvulas de bola
| Modo de fallo | Causa probable de material | Acción correctiva | Cómo prevenir repetición |
|---|
| Fuga en el asiento después de un corto servicio | Material de asiento incorrecto, suciedad, alta temperatura, deformación del asiento | Inspeccionar asiento y bola, confirmar medio y temperatura | Definir el material del asiento según la condición de servicio real |
| Alto par de apriete operativo | Hinchamiento del asiento, depósitos, corrosión, material de sellado incorrecto | Inspeccionar asiento, vástago, empaquetadura y cavidad | Comprobar compatibilidad química y condición de ciclo |
| Corrosión del cuerpo | Acero al carbono utilizado en medios corrosivos o con recubrimiento deficiente | Reemplazar o mejorar material, mejorar recubrimiento | Revisar corrosión interna y externa |
| Fuga en el vástago | Embalaje o material de sellado incorrecto, corrosión del vástago, ciclos térmicos | Reemplazar embalaje, revisar superficie del vástago | Especificar claramente el material del embalaje y del vástago |
| Daño en la superficie de la bola | Partículas abrasivas o selección deficiente del recubrimiento | Reemplazar o recubrir la bola, revisar sólidos en el medio | Utilizar asiento metálico o diseño con recubrimiento duro |
| Picaduras en acero inoxidable | Exposición a cloruros o corrosión en rendijas | Actualizar a dúplex o aleación superior si es necesario | Verificar nivel de cloruros y temperatura |
| Extrusión del asiento blando | Alta presión o alta presión diferencial | Utilizar material de asiento más resistente o diseño con muñón | Revisar carga de presión y soporte del asiento |
| Fallo en servicio con H2S (sour service) | Dureza de material no conforme o internos incorrectos | Reemplazar con paquete de materiales conforme | Especifique claramente el requisito NACE / ISO |
Escenarios de campo compuestos para formación en ingeniería
Escenario 1: Válvula de bola de acero al carbono corroída en un área de productos químicos húmedos
Qué sucedió: Se instaló una válvula de bola bridada de acero al carbono en una línea de servicios generales de la planta cerca de un área de lavado químico. El medio interno no era muy corrosivo, pero el entorno externo expuso la válvula a pulverizaciones químicas y humedad.
Por qué sucedió: El equipo revisó la compatibilidad del fluido interno pero ignoró la exposición a la corrosión externa.
La causa real del sistema: El material del cuerpo de la válvula era aceptable internamente, pero el sistema de recubrimiento y el material de los pernos no eran adecuados para el entorno externo.
Cómo se corrigió: La válvula fue reemplazada con una mejor protección externa y se mejoró el material de los pernos.
Cómo prevenir recurrencias: Revise tanto el medio interno como el entorno externo antes de finalizar los materiales de la válvula de bola.
Escenario 2: Falla del asiento de PTFE en servicio a alta temperatura
Qué sucedió: Una válvula de bola con asiento blando y asientos de PTFE presentó fugas después de varios meses en una línea de proceso caliente.
Por qué sucedió: El material del cuerpo y la clase de presión eran correctos, pero el material del asiento no era adecuado para la temperatura real y el patrón de ciclos.
La causa real del sistema: El material del asiento se consideró un detalle secundario después de seleccionar el cuerpo de la válvula.
Cómo se corrigió: La válvula fue reemplazada por un sistema de asiento para mayor temperatura o un diseño con asiento metálico.
Cómo prevenir recurrencias: El material del asiento debe revisarse antes de la compra, especialmente en servicio a alta temperatura.
Escenario 3: Válvula de acero inoxidable picada en servicio con cloruros
Qué sucedió: Una válvula de bola de acero inoxidable presentó corrosión por picaduras en un sistema de agua que contenía cloruros.
Por qué sucedió: La especificación solo indicaba “acero inoxidable” y no definía la concentración de cloruros, la temperatura o el grado del material.
La causa real del sistema: El grado de acero inoxidable seleccionado no era adecuado para la condición real de cloruros.
Cómo se corrigió: La selección del material se mejoró tras revisar el nivel de cloruros, la temperatura de operación y la exposición durante paradas.
Cómo prevenir recurrencias: No utilice “acero inoxidable” como especificación completa del material. Defina el grado exacto y los límites del servicio.
Escenario 4: Válvula con asiento blando utilizada en medio abrasivo
Qué sucedió: Una válvula de bola con asiento blando instalada en una línea de proceso con partículas desarrolló fugas internas rápidamente.
Por qué sucedió: La válvula se seleccionó como una válvula de aislamiento estándar, pero la línea contenía partículas duras.
La causa real del sistema: El asiento blando y la superficie pulida de la bola resultaron dañados por los sólidos abrasivos.
Cómo se corrigió: La válvula fue reemplazada por una válvula de bola con asiento metálico y superficies de sellado con recubrimiento duro.
Cómo prevenir recurrencias: Cualquier sólido, incrustación, arena, catalizador o partícula abrasiva debe motivar una revisión del asiento y el revestimiento.
Comprobaciones de válvulas y materiales relacionadas que los ingenieros suelen revisar a continuación
Después de leer una guía de materiales para válvulas de bola, la mayoría de los ingenieros y compradores suelen continuar con una de estas decisiones:
- ¿Qué tipo de válvula de bola se adapta al servicio: flotante o montada sobre muñón?
- ¿Debe la válvula utilizar asientos blandos o asientos metálicos?
- ¿Qué conexión de extremo es adecuada: bridada, roscada, soldada o socket weld?
- ¿Requiere el servicio un diseño resistente al fuego y antiestático?
- ¿Se ve afectado el par del actuador por el material del asiento seleccionado?
- ¿Se requieren certificados de materiales y registros de pruebas para el proyecto?
Una ruta interna práctica es: Válvulas de bola → Válvula de bola flotanteVálvula / Válvula de bola montada sobre muñón → Bola con asiento metálicoVálvula de bola → artículos sobre selección de materiales y asientos.
Preguntas frecuentes sobre materiales de válvulas de bola
¿Cuáles son los materiales más comunes para las válvulas de bola?
Los materiales más comunes para válvulas de bola industriales son acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, acero inoxidable dúplex y aleaciones especiales. El acero al carbono se utiliza ampliamente para servicios industriales generales y no corrosivos, mientras que el acero inoxidable y las aleaciones se seleccionan cuando la corrosión, la temperatura, la presión o la compatibilidad química requieren un mayor rendimiento del material.
¿Es el acero inoxidable siempre mejor que el acero al carbono para las válvulas de bola?
No. El acero inoxidable tiene mejor resistencia a la corrosión en muchos servicios, pero el acero al carbono suele ser más económico y adecuado para aplicaciones industriales no corrosivas. La elección correcta depende del medio, la presión, la temperatura, el entorno externo, el riesgo de corrosión y los requisitos del proyecto.
¿Cuál es el mejor material de asiento para una válvula de bola?
No existe un único material de asiento óptimo para todas las válvulas de bola. El PTFE es común para servicio general limpio, el RPTFE ofrece mayor resistencia que el PTFE estándar, el PEEK se utiliza para condiciones de presión y temperatura más exigentes, y los asientos metálicos se emplean para servicios a alta temperatura o abrasivos.
¿Cuándo debo usar una válvula de bola con asiento metálico?
Se debe considerar una válvula de bola con asiento metálico cuando el servicio involucre altas temperaturas, medios abrasivos, partículas sólidas, servicio severo o condiciones de operación que excedan el rango confiable de los materiales de asiento blando. Se deben verificar conjuntamente el recubrimiento de la bola y el asiento, la clase de estanqueidad y el par del actuador.
¿Qué material de válvula de bola es adecuado para agua de mar?
El servicio con agua de mar generalmente requiere una revisión cuidadosa de la corrosión. Dependiendo del nivel de cloruro, la temperatura, el contenido de oxígeno, la condición de flujo y los requisitos del proyecto, el acero inoxidable 316 puede no ser suficiente. Pueden ser necesarios materiales dúplex, súper dúplex o aleaciones especiales.
¿Qué material se utiliza para la bola y el vástago?
Los materiales comunes para la bola y el vástago incluyen acero inoxidable SS304, SS316, 17-4PH, acero inoxidable dúplex, acero aleado y materiales con recubrimiento duro. Para servicio abrasivo o severo, la bola puede requerir carburo de tungsteno, carburo de cromo, cromo duro u otro tratamiento de recubrimiento duro.
¿Por qué fallan los asientos de las válvulas de bola?
Los asientos de las válvulas de bola fallan comúnmente debido a una selección incorrecta de material, alta temperatura, ataque químico, deformación del asiento, partículas abrasivas, carga de presión excesiva o el uso de la válvula fuera de su condición de servicio prevista. Una revisión de falla del asiento debe verificar el medio, la temperatura, la presión, la superficie de la bola, los escombros y la frecuencia de operación.
¿Qué se debe verificar antes de pedir una válvula de bola?
Antes de pedir, verifique el tipo de válvula, material del cuerpo, material de la bola, material del vástago, material del asiento, material del sello, clase de presión, temperatura, compatibilidad del medio, requisito de seguridad contra incendios, requisito antiestático, estándar de prueba, requisito de recubrimiento y trazabilidad del material.
Conclusión
La selección de materiales para válvulas de bola debe tratarse como una decisión de ingeniería, no como una simple elección de compra. Los materiales correctos para válvulas de bola dependen de la condición de servicio completa, incluido el medio, la presión, la temperatura, el riesgo de corrosión, el contenido de sólidos, la frecuencia de operación, el entorno de parada y el rendimiento de cierre requerido.
Las válvulas de bola de acero al carbono son prácticas para muchos servicios industriales generales y no corrosivos. Las válvulas de bola de acero inoxidable proporcionan una mejor resistencia a la corrosión para aplicaciones limpias, químicas y ligeramente corrosivas. Las válvulas de bola de acero aleado y aleaciones especiales se utilizan cuando la alta temperatura, la alta presión, la exposición a cloruros, el servicio agrio o los productos químicos agresivos requieren un rendimiento de material más robusto.
Los materiales de asiento como PTFE, RPTFE, PEEK, Devlon, Nylon, elastómeros y asientos metálicos deben seleccionarse según el requisito de sellado, la temperatura, la presión y las condiciones del medio. Una especificación fiable de válvula de bola debe definir el paquete completo de materiales: cuerpo, bola, vástago, asientos, sellos, empaquetadura, tornillería, recubrimiento, pruebas y documentación. Cuando estos detalles se revisan conjuntamente, es mucho más probable que la válvula selle correctamente, funcione de manera suave y proporcione una vida útil estable en el sistema de tuberías real.
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