Las válvulas industriales son un componente esencial en la mayoría de los sistemas de manejo de fluidos. Deben diseñarse con atención meticulosa a los detalles para garantizar que puedan responder a la variedad de condiciones operativas a las que están expuestas.
Las válvulas de bola, las válvulas de compuerta y las válvulas de mariposa son solo algunos ejemplos de los tipos de válvulas de los que dependen muchas industrias. La función básica de cada una de ellas es abrir y cerrar el flujo a través de una tubería. Esto requiere el accionamiento mecánico de algún componente dentro de la válvula, como una bola, un diafragma o un disco.
Debe existir algún medio de lubricación dentro de la válvula, específicamente en el punto donde se produce el accionamiento. Muchas válvulas pueden utilizar lubricantes tradicionales, como aceite o grasa, o ciertos plásticos de ingeniería si la aplicación lo permite.
Sin embargo, en condiciones de servicio extremo, donde la lubricación con aceite o grasa no es viable y los plásticos de ingeniería pueden derretirse o deformarse, los ingenieros de válvulas suelen recurrir al carbón grafito para resolver sus retos de diseño.
El carbón grafito ofrece un desempeño prácticamente inigualable en una amplia variedad de condiciones de operación. Sus propiedades físicas explican por qué funciona tan bien en aplicaciones de válvulas.
| PROPIEDADES DEL MATERIAL |
DESCRIPCIÓN DE LA PROPIEDAD FÍSICA |
| Alta resistencia a la oxidación |
El carbón grafito es capaz de resistir la oxidación a temperaturas elevadas, especialmente en el entorno con escaso oxígeno que suele darse en el interior de las válvulas |
| Resistencia a la corrosión | El carbón grafito es químicamente inerte, lo que le permite funcionar incluso en los entornos químicos más corrosivos |
| Estabilidad dimensional | El bajo coeficiente de expansión térmica del carbón grafito le permite mantener su estabilidad dimensional en un amplio rango de temperaturas. Además, no se funde ni se extruye bajo presión |
| Capacidad de funcionamiento en seco | Las propiedades autolubricantes del carbón grafito y su impresionante resistencia al desgaste le permiten funcionar bien en condiciones secas y sin lubricación |
| Requiere poco o ningún mantenimiento | El carbón grafito no tiene vida útil. Esto, junto con su excelente resistencia al desgaste, significa que puede funcionar durante muchos años sin problemas |
| Conductividad térmica | La elevada conductividad térmica del carbón grafito minimiza la acumulación de calor por fricción en la superficie de contacto |
| Alta resistencia a la compresión | Cuando se somete a compresión en un retenedor metálico, el carbón grafito puede soportar de forma fiable cargas pesadas sin un desgaste excesivo |
| Apto para uso alimentario | Varios grados de carbón grafito han sido considerados «generalmente reconocidos como seguros» (GRAS) por la FDA para su uso en aplicaciones de procesamiento de alimentos |
Cualquier componente «de fricción» dentro de una válvula (por ejemplo, los asientos de válvula y los casquillos guía del vástago) puede fabricarse con carbón grafito. Los principales fabricantes de válvulas han fabricado este tipo de componentes con carbón grafito en sus aplicaciones más exigentes y críticas, y cuentan con un largo historial de éxito.
Ejemplo: válvulas resistentes al fuego
Una de estas aplicaciones son las válvulas de bola resistentes al fuego. Estas válvulas deben poder accionarse de forma fiable en presencia de calor extremo sin fallar. Al fin y al cabo, los sistemas de extinción de incendios dependen de estas válvulas para distribuir el agua según sea necesario durante un incendio.
Este tipo de válvulas es muy común en la industria petroquímica debido a la naturaleza combustible del petróleo y el gas. Las refinerías de petróleo, los buques cisterna y las plataformas de perforación están equipados con numerosas válvulas de seguridad contra incendios que deben cumplir normas establecidas por el American Petroleum Institute (API).
La norma API 607 es una de ellas. Esta norma describe las pruebas de seguridad contra incendios requeridas para válvulas de cuarto de vuelta con asiento blando, es decir, no metálico. La prueba busca garantizar que las válvulas puedan soportar una presión determinada cuando se calientan aproximadamente entre 1400 °F y 1800 °F, lo que simula de forma cercana las condiciones de un incendio.
Condiciones como estas hacen necesario el uso de materiales de alta ingeniería, como el carbón grafito, en válvulas resistentes al fuego.
Las válvulas resistentes al fuego no se utilizan únicamente en la industria del petróleo y el gas. También pueden encontrarse en muchos edificios residenciales y comerciales.
Las válvulas resistentes al fuego no solo se utilizan en la industria del petróleo y el gas. Se pueden encontrar en la mayoría de los edificios residenciales y comerciales.
El carbón grafito es un material capaz de resistir donde otros materiales pueden fallar. Los fabricantes de este material continúan desarrollando nuevos grados capaces de alcanzar temperaturas más elevadas, soportar condiciones más cáusticas y resistir cargas más pesadas.
Ponte en contacto con el equipo de ingeniería de Metcar para obtener más información sobre los avances en grados de material e identificar el grado adecuado para tu aplicación.
