¿Qué es una válvula de globo de acero fundido?

válvulas de globo Proporcionan un control de flujo preciso en innumerables procesos industriales. La construcción duradera de acero fundido soporta altas presiones y al mismo tiempo permite aleaciones y geometrías personalizadas. 

Al seleccionar válvulas de globo, las decisiones clave incluyen la fabricación y los materiales forjados frente a los fundidos.

Válvula de globo de acero fundido: descripción general

El acero fundido comienza como metal fundido que los trabajadores vierten en moldes para formar válvulas, cuerpos y componentes. Los ingredientes clave incluyen una aleación de acero al carbono con contenido de carbono 2-3%, junto con varios agentes fortalecedores como manganeso o silicio.

La fundición utiliza moldes con formas especiales para formar el intrincado cuerpo hueco y la trayectoria de flujo curvada dentro de las válvulas de globo. Esto difiere de la forja, donde los trabajadores del metal aplican fuerza para dar forma a bloques sólidos. Las piezas fundidas presentan una estructura de grano solidificado que no se ve en los artículos forjados.

Después del enfriamiento, los técnicos mecanizan los globos fundidos hasta alcanzar las dimensiones finales con gran precisión. Esto produce las estrechas tolerancias y las superficies lisas necesarias para la funcionalidad de la válvula de globo. Luego, los componentes se ensamblan en la válvula completa.

¿Cómo funciona la válvula de globo de acero fundido?

Las válvulas de globo funcionan con un concepto de tapón y asiento para detener el flujo. El tapón se conecta a un vástago que lo sube o baja hacia la corriente de flujo. En la parte inferior, un asiento mecanizado rodea la salida del cuerpo de la válvula.

Para abrir la válvula, los técnicos giran el volante para levantar el tapón del asiento. Luego, el fluido de proceso fluye a través del cuerpo de la válvula y sale por la salida. Al cerrar la válvula, el tapón regresa al asiento, bloqueando el flujo a través del parche de contacto sellado.

Este movimiento perpendicular y en línea recta proporciona a las válvulas de globo un control de flujo muy preciso en comparación con otros diseños. La gran área de contacto entre el conector y el asiento también permite un excelente rendimiento de sellado.

¿Por qué utilizar una válvula de globo de acero fundido?

El control fino y las bajas fugas de las válvulas de globo son ideales para procesos críticos que necesitan una modulación de flujo precisa.

Las válvulas de globo también manejan bien servicios diferenciales de alta presión, gracias a sus cuerpos resistentes. Su capacidad para sellar bidireccionalmente los hace efectivos para aplicaciones de inversión de flujo.

¿Cuál es la diferencia entre las válvulas de globo de acero fundido y de acero forjado?

La fundición y la forja producen productos finales similares, pero cada método de conformado de metales afecta las propiedades de maneras únicas. Profundicemos en las ventajas comparativas de un diseño de válvula de globo de acero fundido.

1. Diferencias de composición

Las aleaciones fundidas suelen contener más carbono y silicatos que las válvulas equivalentes de acero forjado. El mayor contenido de carbono aumenta la dureza, mientras que los silicatos mejoran la capacidad de vertido. Las válvulas forjadas suelen utilizar barras simples de acero al carbono.

2. Estructuras de granos

El proceso de solidificación en la fundición crea granos orientados aleatoriamente. Esto hace que el metal fundido sea más isotrópico o uniforme en resistencia y durabilidad desde todas las direcciones. En cambio, las piezas forjadas tienen granos alargados que se ajustan al patrón de deformación mecánica.

3. Defectos potenciales

Las cavidades por contracción, la porosidad del gas y los rellenos metálicos incompletos pueden afectar a las piezas fundidas si no se controlan cuidadosamente. Los métodos de análisis modernos, como las pruebas radiográficas, detectan la mayoría de los defectos. Pero es posible que aún existan pequeños vacíos internamente. El acero forjado evita esta preocupación porque los trabajadores dan forma a un stock ya sólido.

4. Maquinabilidad

La estructura de grano uniforme del acero fundido permite un mecanizado suave y predecible hasta las dimensiones finales. Las tasas de desgaste de las herramientas se mantienen constantes en todas las direcciones. Los granos no lineales del metal forjado provocan una mayor variación en la maquinabilidad.

5. Tolerancias alcanzables

Las modernas prácticas de fundición proporcionan una excelente precisión dimensional. Ciertas aplicaciones requieren tolerancias de mecanizado inferiores a 0,5 mm, lo que se logra fácilmente con válvulas de globo de acero fundido de precisión. Se produce más distorsión al deformar piezas en bruto forjadas, lo que limita las tolerancias factibles.

6. Integración de piezas

La fundición permite consolidar múltiples componentes en un solo cuerpo. Por ejemplo, los cuerpos de válvulas de globo, los casquetes y los tapones pueden formar una sola pieza. Esto reduce los posibles puntos de fuga al tiempo que aumenta la robustez. Los artículos forjados siempre requieren algún tipo de montaje.

7. Espesores de sección

Los objetos fundidos alcanzan fácilmente espesores superiores a 50 mm en secciones. Esto proporciona resistencia inherente y capacidad de manejo de presión. Las piezas forjadas suelen tener un espesor inferior a 40 mm debido a las limitaciones de los procesos de deformación mecánica.

8. Consideraciones de costos

La forja gana en términos de utilización de materia prima: comenzar con bloques preformados reduce el desperdicio en comparación con la fundición. Pero la fundición consolida las piezas para ahorrar mano de obra de montaje. Ambos métodos ofrecen rentabilidad según la complejidad de la pieza.

¿Cuándo debería elegir válvulas de globo forjadas o fundidas?

Con sus respectivas fortalezas y debilidades, ¿cuándo deberían los ingenieros especificar una válvula de globo de acero forjado o fundido?

Las válvulas forjadas funcionan bien para:

1. Presión o temperatura muy alta – Las piezas forjadas manejan mejor los extremos gracias a aleaciones uniformes y paredes más gruesas.
2. Aplicaciones de productos básicos – Las piezas forjadas simples son suficientes para servicios básicos de encendido/apagado sin aleaciones ni geometrías especiales.
3. Instalaciones con espacio limitado – Las piezas forjadas compactas estilo impulsor se adaptan a espacios reducidos.

Las ventajas de las válvulas fundidas incluyen:

1. Aleaciones o geometrías personalizadas – La fundición permite materiales especializados y formas de trayectoria de flujo.
2. Cuerpos consolidados – Las piezas fundidas de componentes múltiples eliminan posibles puntos de fuga.
3. Procesamiento de fluidos con partículas – Los grandes pasajes de fundición evitan obstrucciones mejor que los forjados.
4. Servicios de estrangulamiento – La precisión del acero fundido permite una modulación fina del control del flujo.
5. Ahorro de costes – La fundición puede reducir los gastos totales de fabricación.

Ambos métodos de producción han resistido la prueba del tiempo gracias a su fiabilidad y potencial de personalización. Mientras que las piezas forjadas soportan bien los extremos, la fundición permite una mayor flexibilidad.

Introducción a las válvulas de acero fundido PANS

PANS es un fabricante de válvulas de globo de acero fundido que se especializa en válvulas de globo, de retención, de compuerta y de bola de acero fundido de precisión para aplicaciones industriales. Fundada en China en 1985, ahora opera una fundición y un taller de maquinaria de 70.000 metros cuadrados equipados con un laboratorio de pruebas completo.

Las válvulas de globo PANS cuentan con cuerpos fundidos integrales con grados que van desde acero al carbono WCB hasta aleaciones exóticas como Hastelloy, Duplex y titanio. Incorporan diseños exclusivos de asientos y molduras de cambio rápido que permiten un fácil mantenimiento en el campo. PANS presta servicios a industrias que abarcan el transporte de petróleo y gas, el procesamiento químico, la generación de energía y el manejo de fluidos en general. 

Con énfasis en la flexibilidad, PANS produce válvulas especiales submarinas y criogénicas junto con ofertas de catálogo estándar en su fábrica de válvulas de globo de acero fundido en China. Exportan productos a todo el mundo y continúan innovando en nuevos materiales, métodos de prueba y soluciones de control.

Conclusión

Especificar la válvula de globo óptima implica equilibrar los requisitos de la aplicación, las necesidades de materiales, la precisión del control de flujo y el presupuesto. Las válvulas de acero fundido brillan gracias a sus diseños flexibles e integrados. 

PANS Group tiene más de 40 años de experiencia en la fabricación de válvulas de acero fundido especializadas para satisfacer demandas únicas. Póngase en contacto con PANS hoy para explorar cómo sus productos de válvulas fundidas de calidad pueden resolver sus desafíos de control de flujo industrial.