Cómo seleccionar el material adecuado para una válvula de bola DBB según las condiciones de trabajo

Principios básicos y estructura de las válvulas de bola DBB
La función principal de una válvula de bola DBB (doble bloqueo y purga) es controlar la entrada y salida del fluido mediante la rotación de la bola de la válvula. Su diseño estructural incluye una bola fijada dentro del cuerpo de la válvula, con un orificio pasante en la bola. Cuando el orificio pasante se alinea con la tubería, el fluido puede fluir libremente; cuando es perpendicular a la tubería, el fluido se corta. Otra característica clave de las válvulas de bola DBB es su doble función de bloqueo: en estado cerrado, el fluido en ambos lados de la bola se puede aislar de manera confiable y la presión en la cavidad de la válvula se puede liberar de manera segura a través de un puerto de purga.

La estructura de una válvula de bola DBB generalmente incluye el cuerpo de la válvula, la bola de la válvula, el asiento de la válvula, el vástago de la válvula y el actuador. El cuerpo de la válvula sirve como carcasa exterior y aloja la bola y el asiento de la válvula; la bola de la válvula es el componente crítico para controlar el flujo de fluido; el asiento de la válvula sella el espacio entre la bola y el cuerpo de la válvula; y el vástago de la válvula conecta el actuador a la bola, permitiendo el funcionamiento giratorio de la bola.

I. Factores clave para la selección de materiales en función de las condiciones de trabajo

(I) Características del fluido

Fluidos corrosivos

• Descripción de las condiciones de trabajo: si la válvula de bola DBB se utiliza para manejar fluidos ácidos, alcalinos u otros fluidos corrosivos (p. ej., ácido sulfúrico, hidróxido de sodio), la selección del material debe priorizar la resistencia a la corrosión.

• Materiales recomendados: El acero inoxidable (p. ej., 316L) es una opción común debido a su alto contenido de cromo y níquel, que forma una densa película de óxido para resistir eficazmente la corrosión. Para ambientes corrosivos más severos, son preferibles las aleaciones a base de níquel (p. ej., Hastelloy) o las aleaciones de titanio. Estos materiales ofrecen una resistencia superior a la corrosión pero tienen un costo mayor.

Fluidos abrasivos

• Descripción de las condiciones de trabajo: Los fluidos que contienen partículas sólidas (p. ej., arena, escoria) provocan desgaste en la bola y el asiento de la válvula.

• Materiales recomendados: Se prefieren los materiales duros, como los carburos cementados (p. ej., aleaciones de tungsteno-cobalto) o revestimientos cerámicos. Estos materiales tienen alta dureza y resistencia al desgaste, resistiendo eficazmente la abrasión de partículas.

Fluidos no corrosivos

• Descripción de las condiciones de trabajo: para fluidos no corrosivos como agua o gas natural, las opciones de materiales son más diversas.

• Materiales recomendados: El acero inoxidable sigue siendo fiable debido a su resistencia a la corrosión y su suficiente solidez. En aplicaciones sensibles a los costos, se puede considerar el acero al carbono o el hierro fundido, pero es necesario un tratamiento anticorrosión.

(II) Rango de temperatura

Condiciones de alta temperatura

• Descripción de las condiciones de trabajo: en entornos de alta temperatura (p. ej., craqueo de aceite, reacciones químicas), los materiales de las válvulas deben soportar altas temperaturas sin deformación ni degradación del rendimiento.

• Materiales recomendados: Las aleaciones de alta temperatura (p. ej., Inconel) y el acero inoxidable (p. ej., 310S) son ideales, ya que ofrecen una excelente resistencia a la oxidación y resistencia mecánica a altas temperaturas.

Condiciones de baja temperatura

• Descripción de las condiciones de trabajo: en entornos de baja temperatura (por ejemplo, almacenamiento y transporte de GNL), los materiales de las válvulas deben mantener buena tenacidad y resistencia.

• Materiales recomendados: El acero al carbono de baja temperatura y las aleaciones de aluminio son opciones comunes, ya que no se vuelven quebradizos a bajas temperaturas y pueden soportar la presión en ambientes fríos.

(III) Clasificación de presión

Condiciones de alta presión

• Descripción de las condiciones de trabajo: en entornos de alta presión (p. ej., extracción de petróleo y gas en aguas profundas, reacciones químicas de alta presión), los materiales de las válvulas deben resistir la alta presión sin fugas ni deformaciones.

• Materiales recomendados: Se prefieren acero al carbono y acero inoxidable. El acero al carbono ofrece alta resistencia y tenacidad para soportar la presión, mientras que el acero inoxidable mantiene un buen rendimiento de sellado bajo alta presión.

Condiciones de baja presión

• Descripción de las condiciones de trabajo: en entornos de baja presión (por ejemplo, sistemas de suministro de agua urbanos, sistemas de vapor de baja presión), la selección de materiales es más flexible.

• Materiales recomendados: Las opciones rentables como el hierro fundido o los plásticos (p. ej., PVC) son adecuadas, ya que cumplen con los requisitos de rendimiento en entornos de baja presión con buena economía.

(IV) Condiciones ambientales

Ambientes húmedos

• Descripción de las condiciones de trabajo: en ambientes húmedos (p. ej., plataformas marinas, plantas químicas costeras), los materiales de las válvulas deben tener buena resistencia a la corrosión.

• Materiales recomendados: El acero inoxidable y las aleaciones a base de níquel son ideales, ya que resisten eficazmente la corrosión en condiciones de humedad.

Ambientes expuestos a los rayos UV

• Descripción de las condiciones de trabajo: En ambientes exteriores, las válvulas pueden estar sujetas a radiación UV a largo plazo, lo que provoca el envejecimiento del material.

• Materiales recomendados: Se prefieren el acero inoxidable y las aleaciones de aluminio por su buena resistencia a los rayos UV. Para los plásticos, se deben seleccionar materiales resistentes a los rayos UV.

II. Recomendaciones de materiales específicos

(I) Acero inoxidable

El acero inoxidable es uno de los materiales más utilizados para las válvulas de bola DBB y ofrece buena resistencia a la corrosión, solidez y tenacidad. Los grados comunes incluyen 304, 316 y 316L. Entre ellos, el acero inoxidable 316L, con su bajo contenido de carbono, proporciona una mejor resistencia a la corrosión intergranular, lo que lo hace adecuado para industrias químicas, de procesamiento de alimentos y otras industrias.

( II) Acero al carbono

El acero al carbono tiene alta resistencia y buena tenacidad, lo que le permite soportar altas presiones y temperaturas. Es una opción rentable para aplicaciones sensibles al costo. Sin embargo, en ambientes corrosivos, el acero al carbono requiere un tratamiento anticorrosión (por ejemplo, pintura o galvanizado en caliente).

(III) Aleaciones a base de níquel

Las aleaciones a base de níquel (p. ej., Hastelloy, Inconel) ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y un rendimiento a altas temperaturas, lo que las hace adecuadas para entornos extremadamente corrosivos y condiciones de alta temperatura y alta presión. Aunque costosos, son indispensables en determinadas aplicaciones especializadas.

(IV) Aleaciones de titanio

Las aleaciones de titanio presentan alta resistencia, baja densidad y excelente resistencia a la corrosión, lo que las hace ideales para aplicaciones sensibles al peso, como la ingeniería aeroespacial y marina. Su combinación de resistencia a la corrosión y solidez las convierte en la mejor opción para de alto rendimiento . válvulas de bola DBB .