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Materiales metálicos y no metálicos comunes para válvulas industriales y sus características de resistencia a la corrosión
Creado 08.21
Materiales metálicos y no metálicos comunes para válvulas industriales y sus características de resistencia a la corrosión
1. Materiales metálicos comunes y su resistencia a la corrosión
1.1 Aceros inoxidables
Acero inoxidable 304
- Presenta buena resistencia general a la corrosión frente a la exposición atmosférica, agua, ácidos débiles y álcalis débiles.
- No apto
para ácidos concentrados, álcalis concentrados o entornos fuertemente oxidantes.
Acero inoxidable 316
- Contiene molibdeno (Mo) además de la composición del 304, lo que mejora significativamente la resistencia a la corrosión, especialmente contra el ataque de cloruros.
- Ofrece mejor resistencia al agua de mar, soluciones de cloruro y otros medios agresivos.
- Ampliamente utilizado en entornos químicos y marinos donde hay presencia de cloruros.
Nota importante: La propiedad "inoxidable" de los aceros inoxidables es condicional. Bajo condiciones específicas, como la presencia de cloruros, temperaturas elevadas o pH bajo, aún pueden ocurrir picaduras o agrietamiento por corrosión bajo tensión (SCC).
1.2 Titanio y Aleaciones de Titanio
- Exhiben una excelente resistencia a la corrosión contra cloruros, ácido hipocloroso, cloro húmedo, ácidos oxidantes, ácidos orgánicos y álcalis.
- No resistente
al ácido fluorhídrico, flúor, ácido sulfúrico fumante o álcalis cáusticos.
- Calidades comunes como
Ti-0.3Mo-0.8Ni y Ti-0.2Pd ofrecen una mejor resistencia a la corrosión por grietas y se utilizan ampliamente como materiales de caras de sellado para aplicaciones de recipientes y equipos.
1.3 Tántalo
- Posee una resistencia a la corrosión excepcional, comparable al vidrio.
- Resiste casi todos los medios químicos excepto el ácido fluorhídrico, el ácido sulfúrico fumante y los álcalis fuertes.
- Debido a su alto costo, el tantalio generalmente se usa solo en aplicaciones especiales de anticorrosión.
1.4 Aleaciones a base de níquel (incluido Hastelloy®)
- Contienen altas proporciones de níquel, cromo, molibdeno y otros elementos, lo que proporciona una excelente resistencia tanto a altas temperaturas como a la corrosión.
- Soportan muchos ácidos fuertes, álcalis fuertes, sales y otros medios agresivos.
- En la instrumentación química, estas aleaciones se utilizan comúnmente para componentes en contacto directo con medios altamente corrosivos.
Series comunes:
- Serie Hastelloy B
– resistente al ácido clorhídrico.
- Serie Hastelloy C
– resistente a ácidos oxidantes y ácidos mixtos.
1.5 Aleaciones de Aluminio
La resistencia a la corrosión del aluminio incluye tanto la resistencia a la corrosión química como a la corrosión bajo tensión. En general:
Serie | Tipo de Aleación | Resistencia a la Corrosión (clasificación relativa) |
1xxx | Aluminio puro | Mejor |
5xxx | Al-Mg | Buena |
3xxx | Al-Mn | Moderada |
6xxx | Al-Mg-Si | Moderada |
2xxx | Al-Cu | Mala |
7xxx | Al‑Zn | Pobre |
La selección debe basarse en el entorno de servicio específico y los requisitos.
2. Materiales no metálicos comunes y su resistencia a la corrosión
2.1 Plásticos
Termoplásticos – p. ej., politetrafluoroetileno (PTFE)
- Presenta una excelente resistencia a la corrosión, capaz de resistir casi todos los medios químicos.
- Se utiliza ampliamente para revestimientos, sellos y juntas.
- Limitación:
La temperatura máxima de servicio generalmente es ≤ 200 °C.
Plásticos termoestables – p. ej., resina epoxi
- Ofrece buena resistencia a la corrosión y aislamiento eléctrico.
- Se utiliza para carcasas de instrumentos, componentes aislantes, etc.
2.2 Caucho sintético
- Proporciona buena elasticidad y resistencia a la corrosión.
- El caucho de nitrilo butadieno (NBR)
es adecuado para juntas tóricas y otros sellos, resistiendo aceite, agua, ácidos débiles y álcalis débiles.
- Los diferentes grados de caucho tienen distintos rangos de resistencia a medios y temperaturas; la selección adecuada es esencial durante la elección.
2.3 Cerámicas
- Presentan una excelente resistencia a altas temperaturas y estabilidad química.
- Resistentes a la mayoría de ácidos, álcalis y sales.
- Desventajas:
Frágiles y con mala resistencia al impacto.
- Se utilizan comúnmente en componentes de instrumentos de alta temperatura, pero no son adecuadas para aplicaciones con alta vibración o propensas a impactos.
3. Puntos clave para la selección de materiales de ingeniería
- El "acero inoxidable" no es universalmente resistente:
El 304 tiene mala resistencia en entornos con cloruros o ácidos reductores. Aunque el 316 es superior al 304, puede sufrir picaduras o corrosión bajo tensión por agrietamiento en servicios con cloruros a alta temperatura y alta concentración.
- Los materiales no metálicos ≠ resistencia absoluta a la corrosión:
El PTFE es casi universal en resistencia química, pero deben respetarse sus límites de temperatura y presión. Los cauchos y plásticos están sujetos al envejecimiento; la vida útil debe considerarse cuidadosamente.
- Las aleaciones a base de níquel no son una "panacea":
Aunque resisten muchos medios agresivos, su alto costo exige un equilibrio entre rendimiento y economía.
- Equilibrar el costo del material con la resistencia a la corrosión:
Bajo la premisa de cumplir con los requisitos del proceso, seleccione la solución más rentable en lugar de elegir ciegamente el material de mayor grado.
- Consultar manuales de datos de corrosión:
Antes de la selección, revise los datos de corrosión según la composición específica del medio, la temperatura, la concentración y otras condiciones de servicio. Cuando sea necesario, realice pruebas de cupones para verificar.
Apéndice: Referencia rápida – Resistencia a la corrosión de materiales comunes
Nota: Los datos a continuación se recopilan de manuales de corrosión química. La selección final debe tener en cuenta las condiciones reales de servicio, incluyendo la pureza del medio, la temperatura, la concentración y la velocidad de flujo.
Material | Medios Adecuados | Medios Inadecuados |
Acero inoxidable 304 | Atmósfera, agua, ácidos débiles, álcalis débiles | Ácidos concentrados, álcalis concentrados, oxidantes fuertes, soluciones que contienen cloruros |
Acero inoxidable 316 | Agua de mar, soluciones de cloruro | Cloruros de alta temperatura y alta concentración; ácidos reductores fuertes |
Titanio y Aleaciones de Titanio | Cloruros, ácidos oxidantes, ácidos orgánicos, cloro húmedo | Ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico fumante, álcalis |
Tantalio | Casi todos los medios químicos (excepto HF, H₂SO₄ fumante, álcalis) | Ácido fluorhídrico, ácido sulfúrico fumante, álcalis |
Aleaciones Hastelloy® | Muchos ácidos fuertes, álcalis fuertes, sales | Depende del grado específico |
PTFE | Casi todos los medios químicos | Alta temperatura (> 200 °C), alta presión |
NBR (Caucho de nitrilo) | Aceites, agua, ácidos débiles, álcalis débiles | Ácidos fuertes, álcalis fuertes, altas temperaturas |
Este resumen está destinado a servir como referencia práctica para la selección de materiales de válvulas, adquisiciones y diseño de ingeniería en condiciones de servicio corrosivas.
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