¡Hola! Como proveedor de válvulas de globo criogénicas, a menudo me preguntan sobre los materiales que se utilizan habitualmente para estas válvulas especializadas. Entonces, pensé en preparar esta publicación de blog para compartir algunas ideas sobre el tema.
En primer lugar, comprendamos qué son las válvulas de globo criogénicas. Estas válvulas están diseñadas para funcionar en entornos de temperatura extremadamente baja, generalmente por debajo de -150 °C (-238 °F). Son cruciales en industrias como el procesamiento de gas natural licuado (GNL), plantas de separación de aire y otras aplicaciones criogénicas.
Acero inoxidable
Uno de los materiales más utilizados para las válvulas de globo criogénicas es el acero inoxidable. El acero inoxidable ofrece una excelente resistencia a la corrosión, lo cual es vital en aplicaciones criogénicas donde puede haber humedad y otros elementos corrosivos. También tiene buenas propiedades mecánicas a bajas temperaturas.
Los tipos de acero inoxidable utilizados incluyen aceros inoxidables austeníticos como 304 y 316. Los aceros inoxidables austeníticos tienen una estructura cristalina cúbica centrada en la cara (FCC), que permanece dúctil incluso a temperaturas criogénicas. Esto significa que pueden soportar las tensiones causadas por la contracción y expansión térmica sin agrietarse.
Por ejemplo, en una instalación de almacenamiento de GNL, unVálvula de globo criogénicaHecho de acero inoxidable 316 puede manejar el flujo de GNL a baja temperatura mientras resiste los efectos corrosivos de cualquier oligoelemento en el gas. El cuerpo de la válvula, el casquete e incluso el vástago pueden estar fabricados con este material para garantizar la confiabilidad a largo plazo.
Aleaciones a base de níquel
Las aleaciones a base de níquel son otra opción popular para las válvulas de globo criogénicas. Las aleaciones como Inconel 625 son bien conocidas por su alta resistencia, excelente resistencia a la corrosión y buenas propiedades criogénicas.
Inconel 625 contiene un alto porcentaje de níquel, junto con cromo y molibdeno. Esta combinación le confiere una resistencia superior a la oxidación y la corrosión en entornos criogénicos hostiles. También tiene buena resistencia a la fatiga, lo cual es importante ya que las válvulas criogénicas pueden experimentar ciclos repetidos de apertura y cierre.
En las plantas de separación de aire, donde el oxígeno y el nitrógeno se producen a temperaturas muy bajas,Válvulas de globo criogénicasfabricados de Inconel 625 se pueden utilizar para controlar el flujo de estos gases. La capacidad de la aleación para mantener sus propiedades mecánicas a bajas temperaturas garantiza que la válvula funcione sin problemas y de forma segura.
Aluminio y aleaciones de aluminio
El aluminio y sus aleaciones son livianos y tienen buena conductividad térmica. En algunas aplicaciones criogénicas, especialmente cuando el peso es una preocupación, se pueden usar materiales a base de aluminio para ciertas partes de la válvula de globo criogénica.
Por ejemplo, el volante de la válvula o algunos componentes externos no críticos pueden estar hechos de aleaciones de aluminio. Generalmente se utilizan aleaciones de aluminio como 6061 - T6. Son relativamente fáciles de mecanizar y tienen una relación resistencia-peso decente.
Sin embargo, el aluminio tiene algunas limitaciones. Tiene un punto de fusión relativamente bajo en comparación con el acero inoxidable y las aleaciones a base de níquel, y puede no ser adecuado para el cuerpo principal o los componentes internos críticos de la válvula.
Bronce
El bronce es una aleación compuesta principalmente de cobre y estaño. Se ha utilizado en la fabricación de válvulas durante mucho tiempo debido a su buena resistencia a la corrosión, maquinabilidad y propiedades de baja fricción.
En las válvulas de globo criogénicas, se puede utilizar bronce para el asiento y el disco. La superficie de bronce de baja fricción ayuda a un funcionamiento suave de la válvula, reduciendo el desgaste. Por ejemplo, en sistemas criogénicos más pequeños donde los requisitos de presión y temperatura no son extremadamente altos, un asiento de bronceVálvula de globo criogénicapuede proporcionar un rendimiento confiable.
Materiales forjados
Los materiales forjados también se utilizan ampliamente en la fabricación de válvulas de globo criogénicas.Válvulas de globo forjadasofrecen varias ventajas. La forja implica dar forma al metal aplicando fuerzas de compresión, lo que da como resultado una estructura de grano más uniforme en comparación con los materiales fundidos.
Para el cuerpo de la válvula se utilizan comúnmente acero inoxidable forjado o aleaciones a base de níquel. El proceso de forjado mejora la resistencia y tenacidad del material, haciéndolo más resistente al agrietamiento y la fatiga. En aplicaciones criogénicas de alta presión, como en tuberías de transporte de GNL, las válvulas de globo forjadas pueden soportar mejor las variaciones de presión y temperatura.
Diseño y materiales del sello de presión
Las válvulas de globo con sello de presión son un tipo especial que se utiliza en sistemas criogénicos de alta presión.Válvulas de globo con sello de presiónTienen un diseño único donde la presión dentro de la válvula ayuda a mejorar el sellado.
Los materiales utilizados en las válvulas de globo con sello de presión se seleccionan cuidadosamente para soportar altas presiones. A menudo se utilizan acero inoxidable y aleaciones a base de níquel para el cuerpo, el capó y otros componentes críticos. El diseño del sello de presión requiere materiales que puedan mantener su integridad en condiciones de alta presión a temperaturas criogénicas.
Materiales de sellado
Además de los materiales utilizados para el cuerpo de la válvula y otros componentes, los materiales de sellado también son cruciales en las válvulas de globo criogénicas. Los materiales de sellado comunes incluyen PTFE (politetrafluoroetileno) y materiales a base de caucho.
El PTFE tiene una excelente resistencia química y propiedades de baja fricción. Puede mantener su rendimiento de sellado a bajas temperaturas. Los materiales a base de caucho, como el caucho de nitrilo (NBR) o el caucho de fluorocarbono (FKM), también se pueden usar en algunas aplicaciones criogénicas, pero deben seleccionarse cuidadosamente en función de la temperatura específica y los requisitos químicos.
Conclusión
En conclusión, la elección de materiales para las válvulas de globo criogénicas depende de varios factores, como la temperatura de funcionamiento, la presión, el entorno corrosivo y la aplicación específica. El acero inoxidable, las aleaciones a base de níquel, las aleaciones de aluminio, el bronce y los materiales forjados tienen sus propias ventajas y se utilizan en diferentes partes de la válvula de globo criogénica.
Si está buscando válvulas de globo criogénicas de alta calidad, estamos aquí para ayudarlo. Nuestras válvulas están fabricadas con los mejores materiales y están diseñadas para satisfacer las aplicaciones criogénicas más exigentes. Ya sea que necesite una válvula para una planta de GNL, una unidad de separación de aire o cualquier otro sistema criogénico, podemos brindarle la solución adecuada. Contáctenos para una cotización y comencemos una discusión sobre sus requisitos específicos.
Referencias
- ASME B16.34 - Extremos bridados, roscados y para soldar de válvulas
- API 6D - Válvulas para tuberías
- ISO 15848 - Válvulas industriales - Procedimientos de medición, prueba y calificación para emisiones fugitivas