Selección de Válvulas para Medios Corrosivos como Ácidos y Bases Fuertes

En aplicaciones con medios corrosivos, la resistencia a la corrosión es el factor más crítico para los equipos químicos. Una selección incorrecta de materiales para válvulas puede dañar el equipo en casos leves o provocar accidentes catastróficos en situaciones graves. Según estadísticas, aproximadamente el 60% de las fallas en equipos químicos se deben a la corrosión. Por lo tanto, la selección de materiales debe abordarse científicamente durante el diseño del equipo. Un error común es considerar el acero inoxidable como un "material universal" adecuado para todos los medios y condiciones ambientales, una idea incorrecta y peligrosa. A continuación, se presentan consideraciones clave para la selección de materiales en medios químicos comunes:

1. Válvulas para Medios de Ácido Sulfúrico
   El ácido sulfúrico, un químico industrial altamente corrosivo y ampliamente utilizado, muestra efectos de corrosión variables según su concentración y temperatura. Las válvulas de acero al carbono y hierro fundido funcionan bien en ácido sulfúrico con concentraciones superiores al 80% y temperaturas inferiores a 80 °C. Sin embargo, no son adecuadas para flujos altos de ácido sulfúrico o válvulas de bombas. Las válvulas comunes de acero inoxidable (p. ej., 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti)) tienen aplicabilidad limitada. Normalmente se usan válvulas de hierro fundido con alto contenido de silicio (difíciles de fundir y mecanizar) o aceros inoxidables de alta aleación (p. ej., aleación 20). Los fluoroplásticos, como válvulas revestidas con F46, ofrecen resistencia económica al ácido sulfúrico. Para condiciones de alta presión o temperatura, se prefieren válvulas de bola cerámica, aunque son significativamente más costosas.

2. Válvulas para Medios de Ácido Clorhídrico
   La mayoría de los metales, incluidos los aceros inoxidables, son altamente susceptibles a la corrosión por ácido clorhídrico. El hierro con alto contenido de silicio y molibdeno solo resiste concentraciones inferiores al 30% a 50 °C. Los materiales no metálicos, como válvulas revestidas de caucho o plástico (p. ej., polipropileno, fluoroplásticos), son ideales. Sin embargo, a temperaturas superiores a 150 °C o presiones mayores a 16 kg/cm², los plásticos (incluido el PTFE) fallan. Soluciones emergentes, como válvulas de bola cerámica (p. ej., válvulas Wotuo), ofrecen ventajas como autolubricación, bajo torque y larga vida útil, aunque son más costosas.

3. Válvulas para Medios de Ácido Nítrico
   La mayoría de los metales se corroen rápidamente en ácido nítrico. Las válvulas de acero inoxidable son ampliamente utilizadas por su resistencia, funcionando bien en todas las concentraciones a temperatura ambiente. Nota: los aceros inoxidables con molibdeno (p. ej., 316, 316L) pueden tener peor rendimiento que grados estándar (p. ej., 304, 321). Para ácido nítrico a alta temperatura, se recomiendan titanio o sus aleaciones.

4. Válvulas para Medios de Ácido Acético
   El ácido acético, uno de los ácidos orgánicos más corrosivos, ataca severamente al acero común. Las válvulas de acero inoxidable son excelentes, y grados con molibdeno (p. ej., 316) son aptos para vapores de ácido acético diluido o a alta temperatura. Para condiciones extremas (alta temperatura/concentración o medios mixtos), se recomiendan válvulas de fluoroplástico o aceros de alta aleación.

5. Válvulas para Medios Alcalinos (Hidróxido de Sodio)
   El acero al carbono se usa ampliamente en soluciones de hidróxido de sodio por debajo de 80 °C y 30% de concentración, e incluso hasta 100 °C y 75% en algunos casos. El acero inoxidable no ofrece ventajas significativas sobre el hierro fundido, a menos que se prohíba la contaminación con hierro. Para ambientes alcalinos a alta temperatura, se prefieren aleaciones de titanio o aceros inoxidables de alta aleación.

6. Válvulas para Amoníaco (Hidróxido de Amonio)
   La mayoría de metales y no metales muestran corrosión mínima en amoníaco líquido o soluciones, excepto el cobre y sus aleaciones, que deben evitarse.

7. Válvulas para Cloro Gaseoso (Cloro Líquido)
   La mayoría de los metales, incluidas las aleaciones, tienen resistencia limitada al cloro, especialmente en condiciones húmedas. Las válvulas revestidas de PTFE son comunes, pero la exposición prolongada puede causar envejecimiento del PTFE y problemas de torque. Una solución es usar núcleos cerámicos revestidos de PTFE, combinando autolubricación y resistencia a la corrosión.

8. Válvulas para Salmuera (Agua de Mar)
   El acero al carbono muestra corrosión moderada en soluciones de cloruro de sodio o agua de mar, requiriendo recubrimientos protectores. Los aceros inoxidables (p. ej., 316) son preferidos, aunque persiste el riesgo de corrosión localizada por cloruros.

9. Válvulas para Alcoholes, Cetonas, Ésteres y Éteres
   Medios comunes como metanol, acetona o éteres son generalmente no corrosivos, permitiendo materiales estándar. Sin embargo, cetonas y éteres pueden disolver ciertos cauchos, requiriendo selección cuidadosa de materiales de sellado.

Muchos otros medios no se cubren aquí. En resumen, la selección de materiales debe ser deliberada y basada en datos confiables o experiencia comprobada, nunca arbitraria.