Las válvulas de mariposa se utilizan ampliamente en industrias como el tratamiento de agua, los procesos químicos, el petróleo y gas, HVAC y la construcción naval, gracias a su diseño compacto, facilidad de operación y rentabilidad. En estos sistemas, el rendimiento de sellado de la válvula impacta directamente en la eficiencia del control de flujo y en la seguridad general del equipo.
Por qué son importantes los sellos de válvulas de mariposa
Aunque el cuerpo y el disco de la válvula suelen estar fabricados en metal, el verdadero factor que determina si una válvula de mariposa logra un cierre hermético es el anillo de sellado. Los diferentes materiales de sellado ofrecen ventajas diversas en cuanto a resistencia a la temperatura, capacidad de presión y compatibilidad química.
La elección incorrecta del material puede provocar fugas, reducir la vida útil o incluso causar fallos en el sistema. Por esta razón, comprender los materiales de sellado más comunes en válvulas de mariposa y sus aplicaciones adecuadas es esencial para el diseño de ingeniería, la adquisición y el mantenimiento.
En este artículo se presentan varios materiales de sellado de uso común en válvulas de mariposa. Se analizan sus propiedades, escenarios de aplicación y limitaciones, además de ofrecer pautas de selección basadas en condiciones reales de operación, lo que le ayudará a identificar rápidamente la solución adecuada para sus necesidades.
Materiales comunes de sellado en válvulas de mariposa
EPDM
El EPDM ofrece una excelente resistencia al agua, al vapor y a los ácidos y álcalis suaves. Por esta razón, se utiliza ampliamente en sistemas de abastecimiento y tratamiento de agua. Muchas válvulas de mariposa diseñadas para aplicaciones de agua potable emplean sellos de EPDM y cuentan con certificaciones como WRAS y NSF.
Su limitación radica en la baja compatibilidad con aceites y con ácidos o álcalis fuertes, lo que lo hace inadecuado para entornos petroquímicos o altamente corrosivos.
Aplicaciones típicas: agua potable, sistemas HVAC, redes de protección contra incendios.
NBR
El NBR se valora por su destacada resistencia a aceites y combustibles, lo que lo convierte en una opción común en procesos petroquímicos y sistemas de transferencia de combustibles. Ofrece un rendimiento estable a un costo moderado, lo que lo hace un material de sellado rentable.
Por otro lado, el NBR presenta bajo desempeño cuando está expuesto al ozono y a la radiación solar, lo que limita su uso en aplicaciones a largo plazo en exteriores.
Aplicaciones típicas: productos petrolíferos, aceite hidráulico, sistemas de transferencia de combustibles.
FKM / Viton
El FKM (conocido comúnmente bajo la marca comercial Viton) es un material de sellado de alto rendimiento, capaz de resistir altas temperaturas, ácidos y álcalis fuertes, así como una amplia gama de productos químicos agresivos. Altamente duradero, se emplea con frecuencia en condiciones críticas y exigentes de servicio.
Debido a su mayor costo, el FKM generalmente se reserva para aplicaciones clave. Es menos adecuado para servicios con vapor y presenta debilidades en ciertos ésteres y medios a base de cetonas.
Aplicaciones típicas: procesos químicos, equipos farmacéuticos, industria del petróleo y gas.
PTFE
El PTFE es reconocido por su excepcional resistencia a la corrosión, capaz de soportar ácidos fuertes, álcalis fuertes y prácticamente todos los productos químicos corrosivos. Además, posee un coeficiente de fricción extremadamente bajo y mantiene su estabilidad a temperaturas elevadas.
Sin embargo, el PTFE no es un material elastomérico: carece de elasticidad y es propenso a la fluencia (deformación permanente) bajo presión prolongada. Por esta razón, suele combinarse con materiales elásticos para mejorar su capacidad de recuperación y la fiabilidad del sellado.
Aplicaciones típicas: medios químicos altamente corrosivos, recubrimientos en equipos de procesamiento de alimentos.
Sellos metálicos
El sellado metálico se utiliza comúnmente en válvulas de mariposa de triple excentricidad, especialmente en condiciones de servicio extremas, como alta temperatura, alta presión o entornos con fuerte abrasión. En comparación con los sellos elastoméricos, los metálicos pueden soportar condiciones mucho más severas.
Sin embargo, al tratarse de un sistema de sellado “metal contra metal”, su hermeticidad generalmente no es tan confiable como la de los sellos blandos. Además, requieren una mayor precisión en el mecanizado y su fabricación implica costos más elevados.
Aplicaciones típicas: sistemas de vapor en centrales eléctricas, gasoductos de alta temperatura, transporte de lodos abrasivos.
Cómo seleccionar el material de sellado adecuado
Al elegir el material de sellado para una válvula de mariposa, los factores más importantes a considerar son el tipo de medio, la temperatura de operación y el entorno de servicio. Cada material es adecuado para condiciones específicas, y seleccionar el correcto garantiza tanto el rendimiento como la vida útil del sistema.
La siguiente tabla ofrece una referencia para ayudarle a identificar rápidamente los materiales de sellado más adecuados según su aplicación.
Material | Aplicación general | Temperatura de servicio | No recomendado para |
EPDM | Agua dulce, agua de mar, salmuera, ésteres, álcalis, ozono, alcoholes, líquido de frenos, agua tratada con sosa cáustica | -15℃ ~ +120℃ (intermitente), 0℃ ~ +100℃ (continuo) | Hidrocarburos, aceites, grasas, lubricantes |
NBR | Agua dulce, agua de mar, agua tratada con sosa cáustica, hidrocarburos, gas natural, aceites y grasas, aire, gasolina | -10℃ ~ +100℃ (continuo), 0℃ ~ +70℃ (L-NBR: -50℃ ~ +70℃) | Disolventes, benceno, xilol |
VITON | Ácidos, aceites, hidrocarburos | -15℃ ~ +230℃ | Vapor, ésteres, freón R22, álcalis, disolventes, cetonas |
TEFLON (PTFE) | Disolventes, productos corrosivos, cetonas | -60℃ ~ +230℃ (PTFE -196℃ ~ +230℃) | Fluidos con partículas sólidas, medios alcalinos, flúor gaseoso |
Fallos comunes y soluciones
Los distintos materiales de sellado de las válvulas de mariposa pueden presentar diferentes modos de fallo durante la operación. Conocer estos problemas típicos ayuda a identificar rápidamente la causa raíz y a tomar las medidas correctivas adecuadas:
- Sellos de EPDM. Si se produce hinchazón o pegajosidad, generalmente se debe al contacto con aceites o hidrocarburos que superan su rango de compatibilidad. El EPDM debe evitarse en medios a base de aceite.
- Sellos de NBR. El endurecimiento o agrietamiento suele ser consecuencia de la exposición al ozono o del envejecimiento por radiación UV. Esto puede mitigarse mejorando las condiciones de almacenamiento o eligiendo un material más resistente a la intemperie.
- Sellos de FKM / Viton. Cuando se utilizan en entornos con vapor a alta temperatura, pueden perder elasticidad y envejecer rápidamente. Para estos casos, se recomienda emplear sellos de PTFE o metálicos.
- Sellos de PTFE. Un problema común es la fluencia (deformación en frío), donde se produce una deformación permanente bajo presión prolongada. Esto puede reducirse combinando el PTFE con materiales elásticos para mejorar la recuperación y la fiabilidad del sellado.
- Sellos metálicos. Los fallos suelen manifestarse como desgaste superficial o gripado, especialmente bajo alta presión o al manipular medios abrasivos. Los tratamientos de endurecimiento superficial o un mantenimiento regular ayudan a minimizar estos riesgos.
Al observar estos patrones de fallo, los usuarios pueden realizar una evaluación inicial para determinar si el problema se debe a la incompatibilidad del medio, a condiciones de operación que superan los límites de diseño o al envejecimiento del material. Esto permite aplicar mejoras específicas o proceder a un reemplazo oportuno.
Aunque los sellos de las válvulas de mariposa puedan parecer un componente pequeño y poco relevante, en realidad determinan directamente la fiabilidad y la vida útil de la válvula bajo diferentes condiciones de servicio.
Aunque los sellos de las válvulas de mariposa puedan parecer un componente pequeño y poco relevante, en realidad determinan directamente la fiabilidad y la vida útil de la válvula bajo diferentes condiciones de servicio.
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