Material de la carcasa de la válvula - Selección entre acero inoxidable 304 y 316

Al seleccionar el material de la carcasa de una válvula, es importante conocer las diferencias entre el acero inoxidable 304 (número de acero EN 1.4301) y el acero inoxidable 316 (número de acero EN 1.4401, 1.4436). La elección de uno u otro suele depender de los requisitos de resistencia a la corrosión de la aplicación. Este artículo analiza la naturaleza de cada tipo de acero, cómo elegir entre ellos y cómo determinar cuál utilizar para una válvula de acero inoxidable.

Índice de contenidos

• ¿Qué es el acero inoxidable?
• Tipos de acero inoxidable
• Acero inoxidable 304 frente a 316
• Otros factores
• Válvulas de acero inoxidable
• Preguntas frecuentes

¿Qué es el acero inoxidable?

El acero, en general, se compone de hierro y carbono. El acero inoxidable, por su parte, engloba diversas mezclas de acero que contienen al menos un 10,5% de cromo en peso. Estas mezclas se fabrican principalmente para resistir la corrosión u oxidación, que se produce cuando los metales reaccionan con el oxígeno (en el aire o el agua) y forman óxido. Los aceros inoxidables son 100% reciclables.

Cuando el cromo (Cr), un metal duradero, entra en contacto con el agua o el aire, experimenta una reacción química con el oxígeno. En el acero inoxidable, el óxido de cromo forma una película fina y estable en la superficie (Figura 2 etiquetada A), que protege el metal de la corrosión limitando la exposición al oxígeno. Este proceso de resistencia a la corrosión se conoce como pasivación. La película protectora puede autorrepararse (Figura 2 con etiqueta C) si se raya o se altera (Figura 2 con etiqueta B).

Tipos de acero inoxidable

La variación de las proporciones de los distintos elementos ha dado lugar a muchos tipos de acero inoxidable. Además de cromo, al acero inoxidable se le añaden otros elementos de aleación, como molibdeno, níquel y titanio. Estos elementos mejoran la conformabilidad, solidez y resistencia química del acero inoxidable.

El acero inoxidable austenítico es la familia de aceros inoxidables más producida. Se crea mediante la aleación de níquel, lo que le confiere una excelente conformabilidad y soldabilidad. Los aceros inoxidables 304 y 316 pertenecen a esta familia.

Acero inoxidable 304 frente a 316

Al seleccionar un grado específico de acero inoxidable para una aplicación determinada, el primer y principal criterio es la resistencia a la corrosión. También puede ser necesario considerar otras propiedades mecánicas o físicas para cumplir con el rendimiento de servicio.

Resistencia a la corrosión

El acero inoxidable 304 (número de acero EN 1.4301) y el acero inoxidable 316 (número de acero EN 1.4401, 1.4436) tienen propiedades físicas y mecánicas muy similares, pero su principal diferencia radica en su resistencia a la corrosión en distintos entornos:

• Acero inoxidable 304
  • Contiene 18% de cromo y 8% de níquel
  • Opción rentable si no hay altas concentraciones de cloruro.
• Acero inoxidable 316
  • Contiene un 16% de cromo, un 10% de níquel y un 2% adicional de molibdeno
  • El molibdeno añadido proporciona una mayor resistencia a la corrosión por ácidos y al ataque localizado de picaduras por soluciones de cloruro, como el agua de mar y las sales de deshielo.

La resistencia a la corrosión del acero inoxidable en soluciones ácidas o básicas depende del tipo y la concentración de ácido o base y de la temperatura de la solución.

Resistencia a la corrosión por ácidos

Tipo acero inoxidable	Resistencia a los ácidos
Acero inoxidable 304	Buena resistencia a los ácidos orgánicos moderadamente agresivos, como el ácido acético y el ácido fórmico. Propenso a la corrosión (por ejemplo, corrosión por picaduras y grietas) por ácidos fuertes como el sulfúrico o el clorhídrico. Resistente a la mayoría de las concentraciones de ácido fosfórico y ácido nítrico, pero puede presentar agrietamiento por corrosión bajo tensión en soluciones concentradas calientes.
Acero inoxidable 316	Mejor resistencia a los ácidos que el acero inoxidable 304, especialmente si hay iones cloruro en el sistema. Mejor resistencia al ácido sulfúrico que el acero inoxidable 304. Puede experimentar corrosión a concentraciones superiores al 20% o a temperaturas superiores a 50 °C (122 °F) Propenso a la corrosión por ácidos clorhídricos Mayor resistencia a las soluciones de ácido fosfórico, acético, fórmico y tartárico en una amplia gama de concentraciones y temperaturas.

Tabla 1: Resistencia del acero inoxidable 304 frente al 316 a los ácidos

Resistencia a la corrosión de las bases

Tipo acero inoxidable	Resistencia a las bases
Acero inoxidable 304	Buena resistencia a los álcalis Soporta la exposición a bases débiles, como el hidróxido de sodio o el hidróxido de potasio Puede experimentar corrosión localizada en presencia de bases fuertes a altas temperaturas
Acero inoxidable 316	Mayor resistencia a las bases que el acero inoxidable 304 Puede mantener la resistencia a la corrosión frente a bases fuertes, como el hidróxido de sodio y de potasio, incluso a temperaturas elevadas.

Tabla 2: Acero inoxidable 304 frente a 316 Resistencia a las bases

Otros factores

Como se menciona en la sección anterior sobre la resistencia a la corrosión, la mayoría de las demás propiedades del acero inoxidable 304 y 316 son similares. Comprender las siguientes propiedades puede ayudar a seleccionar el acero inoxidable adecuado, pero no es necesario prestar mucha atención a menos que la aplicación tenga exigencias muy precisas:

• Propiedades mecánicas: El 304 y el 316 tienen una resistencia a la tracción, un límite elástico y un alargamiento similares. El 316 tiene una resistencia y una tenacidad ligeramente superiores gracias al molibdeno.
• El coste: El 304 es menos caro que el 316 debido a la ausencia de molibdeno. El menor coste puede ser significativo para materiales o proyectos de gran envergadura.
• Resistencia al calor: El 316 tiene una resistencia al calor ligeramente superior al 304.
• Fabricación y conformabilidad: El 304 es ligeramente más fácil de trabajar que el 316 a la hora de fabricar, soldar y conformar.
• Peso: El 316 es ligeramente más denso que el 304 debido al molibdeno.

Válvulas de acero inoxidable

Las válvulas de acero inoxidable se utilizan mucho sobre todo por su resistencia a la corrosión. En igualdad de condiciones, las válvulas de 304 y 316 tienen una diferencia insignificante en cuanto a temperatura y presión. Busque un número estampado en el cuerpo de la válvula para determinar si es 304 o 316, similar a los objetos de las figuras 3 y 4. En la tabla siguiente se describen los factores que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir entre válvulas de acero inoxidable 304 y de acero inoxidable 316.

Propiedad	Válvula de acero inoxidable 304	Válvula de acero inoxidable 316
Resistencia a la corrosión	Buena resistencia pero inferior al 316	Superior al 316 gracias a la adición de molibdeno
Aplicaciones	Procesado de alimentos, tratamiento de aguas, fontanería general y otras aplicaciones que requieren una resistencia moderada a la corrosión.	Entornos marinos, procesamiento químico, industrias farmacéuticas y otras aplicaciones con elevadas exigencias de resistencia a la corrosión.
Coste	Menos costoso	Más caro

Tabla 3: Selección entre válvulas de acero inoxidable 304 y 316

Preguntas frecuentes

¿Cómo diferencio el acero inoxidable 304 del acero inoxidable 316?

A menos que estén estampados, la única forma de diferenciar estos dos tipos de acero inoxidable es someterlos a pruebas químicas. No existen marcadores visuales ni propiedades mecánicas que faciliten su diferenciación.

¿Cómo elegir entre acero inoxidable 304 y acero inoxidable 316?

La elección entre estos dos tipos de acero inoxidable se reduce normalmente a saber cuánta resistencia a la corrosión es necesaria. El acero inoxidable 316 tiene una resistencia superior a la corrosión, pero también es más caro.