Materiales comunes para cuerpos de válvulas y sus tratamientos térmicos
Los materiales comúnmente utilizados para los cuerpos de válvulas son los siguientes:
1. Hierro fundido gris: es adecuado para válvulas de baja presión con temperaturas de trabajo entre -15 ℃ y +200 ℃ y presión nominal menor o igual a 1,6 MPa.
2. Hierro fundido maleable de corazón negro: es aplicable para válvulas de presión media y baja con temperaturas de trabajo entre -15 ℃ y +250 ℃ y presión nominal menor o igual a 2,5 MPa.
3. Hierro dúctil: es adecuado para válvulas de presión media y baja con temperaturas de trabajo entre -30℃ y +350℃ y presión nominal menor o igual a 4,0MPa.
4. Acero al carbono (WCA, WCB y WCC): Adecuado para válvulas de media y alta presión con temperaturas de trabajo entre -29 °C y +425 °C. Entre ellas, las válvulas de 16Mn y 30Mn tienen temperaturas de trabajo entre -40 °C y +450 °C, que suelen sustituir a la norma ASTM A105.
5. Acero al carbono de baja temperatura (LCB): es adecuado para válvulas de baja temperatura con temperaturas de trabajo entre -46 ℃ y +345 ℃.
6. Acero de aleación (WC6 y WC9): es adecuado para válvulas de alta temperatura y alta presión con medios no corrosivos cuyas temperaturas de trabajo están entre -29 y +595 ℃; WC5 y WC12 son adecuados para válvulas de alta temperatura y alta presión con medios corrosivos y temperaturas de trabajo entre -29 ℃ y +650 ℃.
7. Acero inoxidable austenítico: es adecuado para válvulas con medios corrosivos y temperaturas de funcionamiento entre -196℃ y +600℃.
8. Aleación de Monel: es principalmente adecuada para medios que contienen hidrógeno y flúor.
9. Aleación de cobre fundido: es principalmente adecuada para para tuberías de oxígeno con temperaturas de trabajo entre -273℃ y +200℃.
Los materiales mencionados anteriormente son las principales categorías de materiales comúnmente utilizados para cuerpos de válvulas. Existen diversos grados para cada tipo de material, y cada grado es adecuado para diferentes presiones. Por lo tanto, al seleccionar el material para el cuerpo de la válvula, determine el material adecuado para las condiciones de trabajo según los diferentes usos y presiones. Además, las aleaciones de titanio, aluminio y plástico también se utilizan para la fabricación de válvulas.
Los procesos de tratamiento térmico del cuerpo de la válvula son los siguientes según los diferentes materiales:
1. Tratamiento térmico de la fundición gris
Para lograr diferentes propósitos, la fundición gris puede someterse a diversos tratamientos térmicos después de la fundición. En la producción de válvulas, los tratamientos térmicos que se suelen utilizar para piezas como los cuerpos de válvulas de fundición gris tras la fundición son el envejecimiento térmico, que elimina las tensiones de fundición, y el recocido a alta temperatura, que elimina la cementita libre. El envejecimiento térmico es un proceso necesario. El recocido a alta temperatura solo se utiliza para sustituir el envejecimiento térmico cuando existe cementita primaria en la estructura después de la fundición debido a un control inadecuado de la composición química y la velocidad de enfriamiento durante el proceso de fundición.
2. Tratamiento térmico del acero fundido al carbono
Las piezas de fundición de acero presentan una gran tensión residual tras su fundición. En ocasiones, su estructura es rugosa e incluso se sobrecalienta. Todo esto afecta la estabilidad dimensional de las piezas fundidas, reduce sus propiedades mecánicas y dificulta el corte. Para eliminar la tensión de fundición, refinar la estructura, mejorar las propiedades mecánicas y la maquinabilidad, durante la fabricación de la válvula, el cuerpo de la válvula de acero al carbono y otras piezas suelen recocerse o normalizarse y templarse después de la fundición.
3. Tratamiento térmico de acero inoxidable austenítico y resistente al ácido
El principal defecto del acero inoxidable austenítico y resistente al ácido es su propensión a la corrosión intergranular. Generalmente, se pueden tomar medidas preventivas, como el tratamiento térmico, para el acero. En la producción de válvulas, los tratamientos térmicos más comunes para cuerpos de válvulas y otras piezas de acero inoxidable austenítico y resistente al ácido son el tratamiento de solución (temple), el tratamiento de estabilización y el tratamiento criogénico.
4. Tratamiento térmico de acero martensítico resistente al calor
El acero martensítico resistente al calor debe recocerse a tiempo después de la fundición para evitar grietas, y el tiempo de recocido y mantenimiento debe ser suficiente (normalmente de 4 a 8 horas). El propósito del recocido es aliviar la tensión, recristalizar, refinar el grano, reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad y prepararlo para el tratamiento térmico final. El tratamiento térmico final del acero martensítico resistente al calor consiste en la normalización y el revenido.
5. Tratamiento térmico de acero al carbono de alta calidad
Para el tratamiento térmico del acero al carbono de alta calidad, tomemos como ejemplo el cuerpo de válvula de acero forjado n.° 35. Tras el forjado, el cuerpo de válvula de acero n.° 35 debe normalizarse y su tratamiento térmico final debe realizarse según los requisitos de la documentación técnica de fabricación de la válvula. Generalmente, se realiza un temple y revenido.
1. Hierro fundido gris: es adecuado para válvulas de baja presión con temperaturas de trabajo entre -15 ℃ y +200 ℃ y presión nominal menor o igual a 1,6 MPa.
2. Hierro fundido maleable de corazón negro: es aplicable para válvulas de presión media y baja con temperaturas de trabajo entre -15 ℃ y +250 ℃ y presión nominal menor o igual a 2,5 MPa.
3. Hierro dúctil: es adecuado para válvulas de presión media y baja con temperaturas de trabajo entre -30℃ y +350℃ y presión nominal menor o igual a 4,0MPa.
4. Acero al carbono (WCA, WCB y WCC): Adecuado para válvulas de media y alta presión con temperaturas de trabajo entre -29 °C y +425 °C. Entre ellas, las válvulas de 16Mn y 30Mn tienen temperaturas de trabajo entre -40 °C y +450 °C, que suelen sustituir a la norma ASTM A105.
5. Acero al carbono de baja temperatura (LCB): es adecuado para válvulas de baja temperatura con temperaturas de trabajo entre -46 ℃ y +345 ℃.
6. Acero de aleación (WC6 y WC9): es adecuado para válvulas de alta temperatura y alta presión con medios no corrosivos cuyas temperaturas de trabajo están entre -29 y +595 ℃; WC5 y WC12 son adecuados para válvulas de alta temperatura y alta presión con medios corrosivos y temperaturas de trabajo entre -29 ℃ y +650 ℃.
7. Acero inoxidable austenítico: es adecuado para válvulas con medios corrosivos y temperaturas de funcionamiento entre -196℃ y +600℃.
8. Aleación de Monel: es principalmente adecuada para medios que contienen hidrógeno y flúor.
9. Aleación de cobre fundido: es principalmente adecuada para para tuberías de oxígeno con temperaturas de trabajo entre -273℃ y +200℃.
Los materiales mencionados anteriormente son las principales categorías de materiales comúnmente utilizados para cuerpos de válvulas. Existen diversos grados para cada tipo de material, y cada grado es adecuado para diferentes presiones. Por lo tanto, al seleccionar el material para el cuerpo de la válvula, determine el material adecuado para las condiciones de trabajo según los diferentes usos y presiones. Además, las aleaciones de titanio, aluminio y plástico también se utilizan para la fabricación de válvulas.
Los procesos de tratamiento térmico del cuerpo de la válvula son los siguientes según los diferentes materiales:
1. Tratamiento térmico de la fundición gris
Para lograr diferentes propósitos, la fundición gris puede someterse a diversos tratamientos térmicos después de la fundición. En la producción de válvulas, los tratamientos térmicos que se suelen utilizar para piezas como los cuerpos de válvulas de fundición gris tras la fundición son el envejecimiento térmico, que elimina las tensiones de fundición, y el recocido a alta temperatura, que elimina la cementita libre. El envejecimiento térmico es un proceso necesario. El recocido a alta temperatura solo se utiliza para sustituir el envejecimiento térmico cuando existe cementita primaria en la estructura después de la fundición debido a un control inadecuado de la composición química y la velocidad de enfriamiento durante el proceso de fundición.
2. Tratamiento térmico del acero fundido al carbono
Las piezas de fundición de acero presentan una gran tensión residual tras su fundición. En ocasiones, su estructura es rugosa e incluso se sobrecalienta. Todo esto afecta la estabilidad dimensional de las piezas fundidas, reduce sus propiedades mecánicas y dificulta el corte. Para eliminar la tensión de fundición, refinar la estructura, mejorar las propiedades mecánicas y la maquinabilidad, durante la fabricación de la válvula, el cuerpo de la válvula de acero al carbono y otras piezas suelen recocerse o normalizarse y templarse después de la fundición.
3. Tratamiento térmico de acero inoxidable austenítico y resistente al ácido
El principal defecto del acero inoxidable austenítico y resistente al ácido es su propensión a la corrosión intergranular. Generalmente, se pueden tomar medidas preventivas, como el tratamiento térmico, para el acero. En la producción de válvulas, los tratamientos térmicos más comunes para cuerpos de válvulas y otras piezas de acero inoxidable austenítico y resistente al ácido son el tratamiento de solución (temple), el tratamiento de estabilización y el tratamiento criogénico.
4. Tratamiento térmico de acero martensítico resistente al calor
El acero martensítico resistente al calor debe recocerse a tiempo después de la fundición para evitar grietas, y el tiempo de recocido y mantenimiento debe ser suficiente (normalmente de 4 a 8 horas). El propósito del recocido es aliviar la tensión, recristalizar, refinar el grano, reducir la dureza, mejorar la maquinabilidad y prepararlo para el tratamiento térmico final. El tratamiento térmico final del acero martensítico resistente al calor consiste en la normalización y el revenido.
5. Tratamiento térmico de acero al carbono de alta calidad
Para el tratamiento térmico del acero al carbono de alta calidad, tomemos como ejemplo el cuerpo de válvula de acero forjado n.° 35. Tras el forjado, el cuerpo de válvula de acero n.° 35 debe normalizarse y su tratamiento térmico final debe realizarse según los requisitos de la documentación técnica de fabricación de la válvula. Generalmente, se realiza un temple y revenido.
