Cómo seleccionar los materiales adecuados para los asientos de la válvula de bola: PTFE, PEEK o POM

¡Atento! Que hoy va de guía.

Si necesitas saber cómo seleccionar los materiales correctos para los asientas de tu válvula, quédate aquí.

Las válvulas de bola son esenciales para permitir cortar o pasar el flujo y la presión de un sistema de tuberías. Además, se utilizan en industrias como la petroquímica y la farmacéutica, en las que las fugas podrían representar una terrible consecuencia para el medio ambiente o el propio producto. Por lo tanto, el asiento de la válvula de bola es fundamental en estas situaciones, ya que es el responsable de sellar el fluido en su interior y distribuir la tensión del asiento de manera uniforme.

En la siguiente imagen, hemos pintado los asientos de las válvulas en color rojo para que pueda identificar dónde están:

Por ello, la selección de los materiales adecuados para los asientos de las válvulas de bola es vital para garantizar el rendimiento de la válvula y la seguridad del producto y del medio ambiente. Los materiales más comunes de los asientos de las válvulas de bola son el PTFE, el PEEK y el POM.

El POM, llamado Acetal, POM-C o Delrin, es una marca registrada por 3M. Para seleccionar el más adecuado, hay que tener en cuenta tres factores principales:

• Compatibilidad de fluidos
• Rango de temperatura
• Rango de presión

Compatibilidad de fluidos de los asientos de válvula de bola

La compatibilidad del fluido se refiere a que el material sea capaz de operar en contacto con el fluido sin tener una reacción adversa.

El PTFE, también conocido como teflón, tiene una gran compatibilidad química, por lo que se utiliza habitualmente en diferentes aplicaciones. Además, también se produce en grado FDA, por lo que es compatible con productos farmacéuticos, alimentos y bebidas. El único problema de compatibilidad del PTFE aparece cuando se expone al flúor o a los álcalis. Tampoco recomendamos los asientos de PTFE para presiones superiores a 350 bar.

El PEEK es un material con propiedades muy similares a las del PTFE. Por lo tanto, su compatibilidad con los fluidos también es similar, incluidos los grados de la FDA. Sin embargo, puede fallar cuando se expone al ácido sulfúrico.

Por último, aunque la compatibilidad de los fluidos POM es amplia e incluye aplicaciones radiactivas, es esencial destacar que no se comporta bien con el flujo de oxígeno.

Si quieres verificar la compatibilidad con el fluido de tu aplicación, puedes utilizar nuestra herramienta de compatibilidad aquí. Nuestra herramienta te permite seleccionar un material y te indicará su compatibilidad con el asiento específico.

Rango de temperatura de los asientos de la válvula de bola

Otro aspecto crítico en la selección de los materiales adecuados para los asientos de las válvulas de bola es el rango de temperaturas en el que pueden funcionar. Muchos materiales reaccionan de forma diferente a los cambios de temperatura, y algunos pierden sus propiedades cuando las temperaturas superan o están por debajo de sus rangos operativos normales. Si el asiento de una válvula de bola pierde sus propiedades o experimenta una deformación térmica, se pierde la capacidad de sellado y pueden producirse fugas no deseadas.

Recomendamos seleccionar un asiento de alta temperatura o una válvula de bola de tres piezas para las válvulas Socket Weld. En ese caso, la temperatura aumentará y puede fundir los asientos de la válvula.

Cuando se trata de PTFE, la temperatura de funcionamiento puede estar en el rango de -45°C a 230°C. Ahora bien, si su aplicación supera estos límites, será mejor que utilice asientos de PEEK, ya que este material puede funcionar bien en el rango de -56°C a 315°C, incluido el servicio de vapor hasta 260°C. Estas cifras son teóricas ya que hay que añadir un factor de seguridad.

El POM es un material más limitado en cuanto a la temperatura. Este material sólo puede funcionar a bajas temperaturas, entre -56 °C y 100 °C. Sin embargo, el POM sería un material de asiento de válvula de bola apropiado para aplicaciones en las que la presión es más crítica que la temperatura, lo que nos lleva al siguiente punto.

Rangos de temperatura con factores de seguridad:

POM	PTFE	PEEK
-30ºC	-40ºC	-50ºC
+100ºC	+190ºC	+250ºC

Rango de presión

Al igual que el rango de temperatura, el rango de presión se refiere a los valores de presión de funcionamiento en los que el material del asiento de la válvula de bola no sufrirá deformaciones ni alterará sus propiedades. Mientras que algunos materiales pueden ser lo suficientemente fuertes como para soportar altas presiones, otros pueden fallar a ciertos niveles.

Por ejemplo, los asientos de las válvulas de bola de PTFE no tendrán problemas para funcionar a presiones que alcancen los 350 bares.

Puede consultar esta tabla para conocer los rangos de presión máxima según el diámetro de la válvula:

Tamaño de la válvula	POM	PTFE	PEEK
DN6 DN10 DN13 DN20 DN25	500 BAR OR MORE	350 BAR	500 BAR OR MORE
DN 32 – DN40 – DN50	450 BAR OR MORE	175 OR 150 BAR APROX.	450 BAR OR MORE

Como puede ver, hay muchos aspectos diferentes a tener en cuenta. El PEEK puede ser mejor para algunas aplicaciones porque necesitan válvulas que funcionen con agua caliente o vapor. Para otras, el bajo coeficiente de fricción del POM puede ser más relevante.

Tabla de presión y temperatura POM, PEEK y PTFE

Hasta ahora, sólo hemos analizado la presión máxima de trabajo a temperatura ambiente. Según la temperatura, la presión de la válvula es menor. Pero cuando llegamos a temperaturas muy altas o muy bajas, la presión que puede soportar la válvula es diferente. En el siguiente gráfico, vemos una comparación de los tres asientos para una válvula de 1/2″ (DN13) de presión de trabajo y temperatura:

Además, existen variaciones de estos materiales, como la versión reforzada del PTFE llamada RPTFE que, con su refuerzo de fibra de vidrio del 15% al 25%, proporciona un ciclo de vida mejorado. Otro ejemplo sería el TFM, un PTFE de segunda generación con mayor resistencia a la tensión y recuperación y mayor capacidad de presión, elasticidad y resiliencia. Recientemente hemos añadido el TFM como opción para algunas válvulas específicas.

¿Cuál es la diferencia entre un asiento y una junta tórica?

Una junta tórica es un anillo elástico que impide la fuga del fluido. Este material elastomérico suele ser FKM o Viton, NBR o Buna, FFKM o Kalrez, EPDM, etc. También hay que comprobar la temperatura de la junta tórica, ya que puede fundirse si la temperatura de trabajo de la válvula es demasiado alta. 

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