Respuesta rápida:
Para el correcto funcionamiento de la válvula de bola química, debe ser resistente al fluido, soportar la temperatura y la presión del sistema y ser capaz de mantener el sellado durante decenas de miles de ciclos. En cualquier caso, se produciría corrosión, dañando los asientos y causando paradas inesperadas. El manual contiene información sobre los principales requisitos para la selección de materiales, los tipos de materiales que se pueden utilizar y lo que se debe verificar antes de la compra al fabricante. Desde 1986, ONERO ha estado fabricando API 6D Válvulas de bola certificadas en su fábrica de 18.000 metros cuadrados en la provincia de Zhejiang, China.
¿Por qué es fundamental la selección de materiales en las aplicaciones químicas?
Una selección inadecuada de materiales provocará fallos, y estos no se limitarán a la falla de una válvula que no funcione correctamente debido a fugas. El cuerpo que se corroe al exponerse a cloruros forma picaduras y rompe el límite de presión. La superficie de asiento que se hincha al exponerse a disolventes no mantiene el perfil de sellado. El vástago, corroído en la aplicación con gas ácido, no soportará el par de apriete requerido.
La compatibilidad química de la válvula de bola es más una cuestión de ingeniería que de compra. Debe basarse en información precisa sobre el fluido, su concentración, temperatura y presión.
¿Qué factores determinan el material adecuado para la válvula?
Contenido químico
El contenido de iones cloruro es el factor determinante en el acero inoxidable. Por encima de ciertos niveles, la corrosión por picaduras y por hendiduras representan modos de falla reales, independientemente de la calidad. Los disolventes orgánicos atacan la mayoría de los cauchos y elastómeros y requieren aleaciones específicas. El ácido fluorhídrico ataca todos los materiales y requiere aleaciones especiales.
Rango de temperatura de funcionamiento
Los asientos de PTFE se utilizan hasta los 200 grados centígrados. Por encima de esta temperatura, se requieren asientos rellenos de PTFE o de PEEK. Por debajo de las temperaturas criogénicas, el material de la carrocería debe superar las pruebas de impacto Charpy. Por encima de los 400 grados centígrados, solo se utilizan asientos metálicos.
Clase de presión y clasificación de brida
Las clases de alta presión requieren un material de alta resistencia a la fluencia. Es aplicable a todo tipo de válvulas de bola químicas de Clase 600 y superiores. La verificación del cumplimiento del material con la clasificación de presión-temperatura de Normativa ASME B16.34 es una necesidad absoluta.
Servicio de material particulado y lodos
La presencia de partículas provoca un desgaste acelerado de los asientos y las bolas, un desgaste que no puede determinarse únicamente a partir de los datos de corrosión. El recubrimiento de carburo de tungsteno endurecido de las bolas proporciona una vida útil significativamente mayor en aplicaciones con lodos.
Ciclos de funcionamiento
Los ciclos altos provocan un desgaste más rápido de los asientos y del material de embalaje. Las emisiones fugitivas por ISO 15848-1 Las normas entran en vigor para las aplicaciones de alto ciclo.
¿Cómo se comparan los materiales del cuerpo de las válvulas de bola?
| Material | Resistencia a la corrosión | Costo | Mejores aplicaciones |
| Acero al carbono (A216 WCB) | Bajo (no apto para medios corrosivos) | Bajo | Hidrocarburos no corrosivos |
| Acero inoxidable 316L (CF3M) | Cloruro bueno y moderado | Moderado | Productos químicos generales, ácidos suaves |
| Dúplex 2205 | Cloruro alto y elevado | Moderada-alta | Agua de mar, alto contenido de cloruro, ácida |
| Superdúplex 2507 | Cloruro muy alto y severo | Alto | Cloruro agresivo en alta mar |
| Hastelloy C276 | Excelente, oxidante y reductor. | Muy alto | Ácido fluorhídrico, ácidos mixtos |
| Monel 400 | Excelente, HF y álcalis | Alto | Ácido fluorhídrico, agua de mar, sosa cáustica |
| Acero al carbono revestido de PTFE | Buena y amplia gama química. | Moderado | Ácidos agresivos, cloro |
¿Por qué el acero inoxidable 316L supera al 304 en el servicio de cloruros?
Al seleccionar una válvula de bola química para medios que contienen cloruro, Fórmula PREN Aplicable a: PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. El acero inoxidable 304 estándar no contiene molibdeno, lo que da un PREN de aproximadamente 18 a 20. El acero inoxidable 316L añade de un 2 a un 3 por ciento de molibdeno, elevando el PREN a aproximadamente 24 a 28. Por esta razón, el acero inoxidable 316L es el estándar para uso químico, en lugar del 304.
¿Cómo se deben elegir los materiales de la bola, la potencia y el asiento?
Materiales para la bola y el vástago
Se puede utilizar acero inoxidable 316L estándar para válvulas de bola convencionales en procesos químicos. Se recomienda el acero inoxidable dúplex 2205 para ambientes con alto contenido de cloruro. Para aplicaciones corrosivas y abrasivas, se pueden utilizar recubrimientos de carburo de tungsteno endurecido. El acero inoxidable Monel K500 debe utilizarse para ambientes corrosivos.
Presión: Entre 150 y 2500 libras
Temperatura aplicable: -196 ~ 350 ℃
Asientos de PTFE y otras posibilidades
El Válvula de bola revestida de PTFE Puede utilizarse con una amplia gama de productos químicos hasta 200 grados Celsius. El PTFE reforzado con fibra de vidrio ofrece una mayor resistencia a la deformación. El PTFE reforzado con carbono funciona bien en aplicaciones de alta presión. El RPTFE está reforzado con fibras para una mayor resistencia al calor. Los asientos de PEEK amplían el rango de temperatura hasta 260 grados Celsius con una mayor resistencia a los disolventes. Especifique PEEK solo si se superan las capacidades del PTFE.
Una válvula de bola resistente a productos químicos para servicios con disolventes o a altas temperaturas se beneficiará especialmente de la especificación de asientos de PEEK.
Asientos de metal
Asientos de metal Se utilizan en aplicaciones donde la temperatura supera los límites de resistencia del PTFE o el PEEK, y en condiciones abrasivas. Las válvulas de bola para procesamiento químico, con asientos de metal a metal y que soportan altas temperaturas, garantizan que el material del asiento no se degrade y proporcionan un cierre hermético. La contrapartida es un mayor par de apriete.
Cómo elegir un fabricante de válvulas de bola fiable
Certificaciones que son importantes
La norma API 6D establece el estándar para el diseño, la fabricación y las pruebas de tuberías y válvulas químicas. La certificación CE/PED es importante para acceder al mercado europeo. La certificación NACE MR0175 es esencial para aplicaciones en ambientes corrosivos.
La norma ISO 15848-1 establece las pruebas de emisiones fugitivas en el empaquetado del vástago de las válvulas, y se aplica a las válvulas utilizadas en procesos químicos donde se controlan las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. El modelo ONERO cuenta con las certificaciones API 6D, ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, CE y AP1607.
Instalaciones de prueba internas
La prueba hidrostática del cuerpo demuestra la integridad del límite de presión. La prueba de fugas del asiento según la norma API 6D Clase A/B demuestra la capacidad de cierre hermético.
¿Por qué un fabricante de 38 años supera al comerciante?
La trazabilidad de los materiales, que implica el seguimiento de la procedencia de los componentes de la válvula (cuerpo, bola, vástago y asiento) hasta la certificación del fabricante, es posible en las instalaciones del fabricante. La válvula de bola resistente a productos químicos, que opera en condiciones agresivas, requiere trazabilidad de los materiales. Los 38 años de experiencia en fabricación de ONERO, sus 8 patentes de I+D y sus servicios ODM para contratistas EPC demuestran una infraestructura inigualable.
Lista de verificación para la selección de materiales y diseño para compradores
Antes de seleccionar cualquier válvula para servicio químico, asegúrese de que se confirme la siguiente información:
- Composición del fluido de proceso, incluidos los materiales traza.
- Contenido de cloruro si se está considerando el acero inoxidable
- Rango de temperatura, incluidas las temperaturas extremas.
- Clase de presión ASME según B16.34
- Presiones parciales de H2S y CO2 en caso de servicio ácido
- Tamaño y concentración de partículas abrasivas en el caso de servicio con lodos
- Clase de emisiones fugitivas según ISO 15848-1
La verificación de la compatibilidad química de la válvula de bola con respecto a los datos de corrosión publicados para el fluido específico en condiciones de servicio reales es el paso final antes de finalizar la especificación.
Preguntas frecuentes
1. ¿Qué material es el mejor para las válvulas de bola químicas?
No existe un único material óptimo. El acero inoxidable 316L es adecuado para la mayoría de los servicios químicos generales. El acero dúplex 2205 o el superdúplex 2507 son idóneos para servicios con alto contenido de cloruro o en ambientes corrosivos. El Hastelloy C276 o el Monel 400 se utilizan para medios agresivos, incluido el ácido fluorhídrico.
2. ¿Es el acero inoxidable SS316 apto para uso con ácidos?
El acero inoxidable 316L es adecuado para muchas aplicaciones con ácidos diluidos a temperaturas moderadas. No es apto para ácido sulfúrico concentrado a concentraciones intermedias, ácido fluorhídrico a ninguna concentración ni ácido clorhídrico a temperaturas elevadas. Consulte siempre los datos de corrosión para el ácido, la concentración y la temperatura específicos.
3. Asientos de PTFE frente a asientos de PEEK: ¿cuál es mejor?
Una válvula de bola revestida de PTFE es adecuada para la mayor variedad de productos químicos y la mayoría de las aplicaciones hasta 200 grados Celsius. El PEEK amplía la capacidad de temperatura hasta 260 grados Celsius, con mejor resistencia a los disolventes y mejor comportamiento ante la deformación. Especifique PEEK solo cuando se alcancen los límites reales del PTFE.
