Guía de Selección de Materiales para Válvulas de Compuerta

Seleccionar el material adecuado para la válvula de compuerta es crucial en el proceso de selección de la misma. Para el cuerpo y la junta de la válvula de compuerta se utilizan diversos materiales. La selección del material depende principalmente del tipo de medio y de la temperatura de diseño. En este artículo se analizan los materiales más comunes utilizados en las válvulas de compuerta y cómo encontrar el adecuado para cada aplicación.

Índice de contenidos

• Selección del material de la válvula de compuerta
• Materiales del cuerpo de la válvula de compuerta
• Válvulas de compuerta de PVC
• Válvulas de compuerta de latón
• Válvulas de compuerta de acero inoxidable
• Válvulas de compuerta de bronce
• Válvulas de compuerta de hierro fundido
• Válvulas de compuerta de acero fundido
• Materiales de las juntas de las válvulas de compuerta

Selección del material de la válvula de compuerta

Las válvulas de compuerta se utilizan en una amplia gama de aplicaciones y entran en contacto con diversos medios. Es fundamental tener en cuenta el material utilizado para la construcción de las válvulas a fin de evitar fallos prematuros de las mismas y retrasos en el sistema durante su funcionamiento. Tenga en cuenta los siguientes criterios para seleccionar los materiales adecuados para una válvula de compuerta:

1. Composición del medio (si es transparente o está lleno de partículas)
2. Compatibilidad del material con los medios utilizados
3. Tiempo de exposición de la válvula a los medios
4. Presión de funcionamiento
5. Temperaturas de servicio
6. Eficacia del recubrimiento de los materiales
7. Disponibilidad y coste del material

Las válvulas de compuerta están disponibles en varios materiales, como se explica en la sección siguiente. Varias organizaciones se han comprometido a desarrollar y mantener normas para válvulas y materiales en entornos específicos. Por ejemplo, las válvulas de compuerta están especificadas por el American Petroleum Institute (API ) y la National Association For Corrosion Engineers (NACE) por su idoneidad para trabajar con medios muy corrosivos.

Materiales del cuerpo de la válvula de compuerta

Válvula de compuerta de PVC

En una válvula de compuerta de PVC, los tres componentes principales de la válvula, a saber, la maneta, la carcasa y la compuerta, son de PVC.

Características de la válvula de compuerta de PVC

• Las válvulas de compuerta de PVC no se dañan con las temperaturas de congelación, y estas válvulas también pueden soportar temperaturas de hasta 60°C.
• Resistentes a la corrosión, estas válvulas son ideales para aplicaciones de procesamiento químico con sustancias altamente corrosivas.
• Las válvulas de PVC son más asequibles que las metálicas.
• Excelente durabilidad que ofrece muchos años de uso fiable.
• Disponible en una amplia gama de tamaños.

Aplicaciones de las válvulas de compuerta de PVC

Las válvulas de compuerta de PVC son una buena solución de bajo coste para la mayoría de las necesidades de control de caudal en el hogar. Estas válvulas son duraderas y resistentes a la corrosión, por lo que se utilizan mucho en entornos acuáticos. Algunas aplicaciones comunes son:

• Acuicultura
• Paisajismo y riego
• Válvulas de drenaje de tanques y sistemas sépticos
• Fontanería interior
• Spas

Válvula de compuerta de latón

En aplicaciones en las que las válvulas de compuerta de PVC reventarían, es una opción viable utilizar válvulas de compuerta fabricadas con metales o sus aleaciones.

Características de la válvula de compuerta de latón

• Las válvulas de compuerta de latón trabajan en un rango de presión de 0-16 bar con temperaturas del medio de -20°C a 120°C. Por lo tanto, pueden soportar temperaturas y presiones más elevadas que las válvulas de compuerta de PVC.
• El latón es más resistente que el PVC, pero el acero inoxidable es el más fuerte.
• Las válvulas de compuerta de latón son más caras que las de PVC, pero menos que las de acero inoxidable.

Aplicaciones de las válvulas de compuerta de latón

El latón puede soportar más calor que el PVC, lo que lo convierte en una opción ideal para aplicaciones de fontanería residencial. El latón es extremadamente resistente a la corrosión, y las válvulas de compuerta fabricadas en latón son ideales para industrias manufactureras de gas natural o agua potable.

Válvula de compuerta de acero inoxidable

Características de la válvula de compuerta de acero inoxidable

• El acero inoxidable es el material más duradero, resistente al calor y a la corrosión en comparación con el latón y el PVC.
• Soporta temperaturas (hasta 800°C) y presiones muy elevadas. El acero inoxidable puede soportar una amplia gama de temperaturas (de bajas a altas) y presiones en comparación con el latón y el PVC.
• Se utiliza para fabricar el cuerpo y las piezas internas de las válvulas de compuerta
• Las válvulas de compuerta de acero inoxidable tienen un cuerpo de diseño sencillo que facilita su reparación, limpieza y mantenimiento.
• Se utiliza en aplicaciones con líquido, gas y vapor
• Caras en comparación con las válvulas de compuerta de PVC, latón y bronce
• Necesita una gran superficie para su instalación en comparación con el latón o el PVC

Aplicaciones de las válvulas de compuerta de acero inoxidable

El acero inoxidable es extremadamente duradero y resistente a la corrosión, de ahí que se utilice en aplicaciones marinas e industriales. Algunas aplicaciones comunes son:

• Aplicaciones industriales como el transporte de gas natural y petróleo crudo
• Aplicaciones de lodos
• Aplicaciones de agua potable en el hogar, ya que el material no se filtra en el agua.

Válvula de compuerta de bronce

Características de la válvula de compuerta de bronce

• Excelente mecanizabilidad, solidez y resistencia a la corrosión
• Se utiliza para fabricar válvulas de compuerta relativamente pequeñas en aplicaciones de baja presión
• Las válvulas de compuerta de bronce se utilizan normalmente para tuberías de agua y tuberías de equipos de unos 300 psi (20 bar) o menos, y temperaturas en el rango -20° C -150° C.
• Más caro que el PVC, pero menos que el latón y el acero inoxidable
• El bronce tiene mayor resistencia a la corrosión que el hierro fundido, pero menor que el PVC o el latón.
• Más caro que el PVC, pero más barato que el latón o el acero inoxidable.

Aplicaciones de las válvulas de compuerta de bronce

El bronce tiene un alto contenido en plomo, por lo que este material no se utiliza con frecuencia en aplicaciones de agua potable. El bronce se utiliza habitualmente para el control de fluidos en industrias manufactureras de baja presión y funciona bien con vapor, aire y gas. El material también se utiliza en aplicaciones de climatización y marinas.

Válvula de compuerta de hierro fundido

Características de la válvula de compuerta de hierro fundido

• El hierro fundido tiene una resistencia intermedia entre el bronce y el acero inoxidable.
• Se utiliza para fabricar el cuerpo de la válvula de compuerta
• Propiedades de resistencia a la tracción y alargamiento muy bajas, pero buenas cualidades de fundición
• El hierro fundido se corroe con el tiempo.
• Menos costoso que el resto de materiales para válvulas.

Aplicaciones de las válvulas de compuerta de hierro fundido

El hierro fundido se utiliza para construir válvulas de compuerta en aplicaciones de baja presión y baja temperatura. El material es una opción popular para válvulas de compuerta en unidades de agua, aguas residuales, calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC). Las válvulas de compuerta de hierro fundido son extremadamente baratas, pero resistentes; por ello, estas válvulas son más adecuadas para aplicaciones subterráneas que las de acero.

Válvula de compuerta de acero fundido

Válvula de compuerta de acero fundido

• El acero al carbono fundido es un material duro, con una excelente resistencia a la tracción y al impacto.

Aplicación de la válvula de compuerta de acero fundido

• Las válvulas de compuerta de acero fundido se utilizan habitualmente en plantas industriales para aplicaciones de alta temperatura y presión.

Materiales de las juntas de las válvulas de compuerta

Los asientos de las válvulas de compuerta están disponibles en dos formas:

• De tipo integrado: La junta de la válvula de compuerta es del mismo material que el cuerpo de la válvula y está integrada en éste.
• Tipo de anillo: En este tipo, la junta de la válvula de compuerta tiene forma de anillo que puede ser a presión o roscado, lo que favorece una mayor variación. El asiento puede estar recubierto de politetrafluoroetileno (PTFE) para facilitar el cierre de alta integridad. La junta anular se clasifica a su vez en válvulas de compuerta de asiento elástico y de asiento metálico:
  • Válvulas de compuerta de asiento elástico: La compuerta está compuesta principalmente de hierro dúctil y envuelta en un material elastómero elástico como el monómero de etileno propileno dieno (EPDM) que forma un sello hermético. Estas válvulas son las preferidas en los sistemas de distribución de agua por su cierre estanco.
  • Válvulas de compuerta de asiento metálico: Se suele utilizar hierro dúctil como material de la compuerta, y los anillos son de bronce para garantizar un cierre hermético.