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Selección de materiales para válvulas químicas
Fecha de lanzamiento:
2019-02-19
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Resumen
La corrosión ha sido durante mucho tiempo una de las amenazas más desafiantes para el equipo químico: la falta de cuidado puede provocar, en el mejor de los casos, daños menores en el equipo, y, en los casos extremos, accidentes y catástrofes aún más graves. Según las estadísticas, aproximadamente el 60% de las fallas del equipo químico se deben a la corrosión. Por ello, al seleccionar válvulas para aplicaciones químicas, es fundamental dar prioridad a la elección científica de los materiales. Lamentablemente, existe la idea errónea de que el acero inoxidable es un “material universal”, lo que lleva a algunas empresas a optar automáticamente por válvulas de acero inoxidable sin importar el medio ni las condiciones ambientales; una práctica que puede ser sumamente arriesgada.
A continuación se presentan las consideraciones clave para la selección de materiales al trabajar con algunos medios químicos de uso común:
Ácido sulfúrico
Como uno de los medios más altamente corrosivos, el ácido sulfúrico es una materia prima industrial de crucial importancia con una gama extremadamente amplia de aplicaciones. El grado de corrosión provocado por el ácido sulfúrico varía significativamente en función de su concentración y de la temperatura. Para el ácido sulfúrico concentrado con concentraciones superiores al 80% y temperaturas inferiores a 80 °C, el acero al carbono y el hierro fundido presentan una resistencia a la corrosión relativamente buena. Sin embargo, estos materiales no son adecuados para flujos de ácido sulfúrico a alta velocidad y, por lo tanto, no pueden emplearse como materiales para bombas ni válvulas. Del mismo modo, los aceros inoxidables comunes, como el 304 (0Cr18Ni9) y el 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti), también tienen una aplicación limitada en ambientes de ácido sulfúrico. En consecuencia, las bombas y válvulas diseñadas para manejar ácido sulfúrico suelen fabricarse con hierro fundido de alto contenido en silicio (lo cual resulta complicado tanto en la fundición como en el mecanizado) o con acero inoxidable de alta aleación (como el Alloy 20). Además, los fluoroplásticos ofrecen una excelente resistencia al ácido sulfúrico, lo que convierte a las válvulas revestidas de fluoroplástico en una opción más rentable.
Ácido clorhídrico
La mayoría de los materiales metálicos no son resistentes a la corrosión por ácido clorhídrico (incluyendo diversas calidades de acero inoxidable), y incluso el hierro con alto contenido de molibdeno y silicio solo puede utilizarse en soluciones de ácido clorhídrico a temperaturas inferiores a 50 °C y con una concentración del 30 %. En contraste con los metales, la gran mayoría de los materiales no metálicos presentan una excelente resistencia al ácido clorhídrico. Por ello, las válvulas revestidas de caucho y las válvulas de plástico —como las fabricadas en polipropileno o fluoroplásticos— son la mejor opción para el manejo del ácido clorhídrico.
Ácido nítrico
La mayoría de los metales comunes se corroen y se dañan rápidamente en ácido nítrico, pero el acero inoxidable es el material más utilizado que resiste este ácido, mostrando una excelente resistencia a la corrosión incluso a temperatura ambiente y en todas las concentraciones. Cabe destacar que los aceros inoxidables que contienen molibdeno (como los grados 316 y 316L) no solo no superan a los aceros inoxidables estándar (como los grados 304 y 321) en resistencia al ácido nítrico; en ocasiones, su desempeño es incluso inferior. Por otro lado, para aplicaciones de ácido nítrico a altas temperaturas, se emplean habitualmente el titanio y sus aleaciones.
Ácido acético
Es una de las sustancias más corrosivas entre los ácidos orgánicos: el acero común sufre una corrosión severa en ácido acético, independientemente de la concentración y la temperatura. Sin embargo, el acero inoxidable es un material excelente para resistir el ácido acético, y el acero inoxidable 316 con molibdeno resulta especialmente adecuado incluso para aplicaciones a altas temperaturas y para vapores diluidos de ácido acético. Para condiciones más exigentes, como altas temperaturas combinadas con ácido acético muy concentrado o entornos que contienen otros medios corrosivos, se recomiendan válvulas de acero inoxidable de alta aleación o válvulas de fluoroplástico.
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