Los empaques de las válvulas son dispositivos de barrera de presión que actúan radialmente limitando las pérdidas de fluido hacia el exterior, entre el vástago y el lugar donde penetra el cuerpo de la válvula. Las fugas de un fluido hacia el exterior en válvulas siempre se presentan en las partes débiles que son la empaquetadura y las juntas, estas tienen la función de realizar un sello hermético entre metal y metal. La continua apertura y cierre de las válvulas, así como el efecto de la temperatura, fluido y materiales del empaque juegan un papel muy importante en el control de las fugas entre partes fijas y móviles.
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Elastómeros
Un elastómero es un tipo de material, ya sea natural o artificial, que posee características elásticas. Los elastómeros se encuentran conformados por monómeros que están integrados por carbono, oxígeno, hidrógeno o silicio y cuya estructura molecular tiene la particularidad de elongarse hasta 700% su tamaño original sin sufrir daños o deformaciones permanentes, debido a que sus cadenas poliméricas modifican su composición para lograr una eficiente distribución de la tensión. Asimismo, los elastómeros son materiales gomosos compuestos por moléculas largas en forma de cadena (polímeros), que son capaces de recuperar su forma original tras ser estirados en gran medida, utilizando para ello una fuerza externa. Según el comportamiento de los elastómeros a temperaturas elevadas se clasifican en termoplásticos y termoestables.
Termoplásticos: Este tipo de elastómeros tienden a deformarse al estar expuestos a altas temperaturas al punto de fundición, lo que permite moldearlos con facilidad.
Termoestables: Son elastómeros que conservan su estado y forma aunque estén expuestos a altas temperaturas. Poseen una temperatura límite de aguante. Al traspasar esta barrera, los elastómeros termoestables comienzan a desintegrarse.
EPDM
Es un elastómero compuesto de etileno, propileno y dieno de alta calidad. La denominación proviene de las iniciales de estos materiales a las que se le añade la letra M para indicar que cuenta con una cadena saturada de propileno según la clasificación ASTM. La principal ventaja de la utilización del EPDM es la alta resistencia que este material tiene frente a las inclemencias meteorológicas. Resiste perfectamente al aire libre y puede soportar durante años los efectos del sol o el vapor de agua. Además, su comportamiento elástico y amortiguador hace que el EPDM sea un material perfecto para su utilización en pavimentos.
El EPDM presenta compatibilidad satisfactoria con fluidos hidráulicos a prueba de fuego, cetonas, agua caliente y fría, y álcalis, y compatibilidad satisfactoria con la mayoría de los aceites, gasolina, kerosene, hidrocarburos aromáticos y alifáticos, disolventes halogenados y ácidos concentrados.
NBR (BUNA)
La goma de nitrilo, también denominada Buna-N, o NBR, es un copolímero de goma sintética formado por acrilonitrilo (ACN) y butadieno. La goma de nitrilo butadieno constituye una familia de copolímeros insaturados de 2-propanonitrilo y diversos monómeros de butadieno (1,2-butadieno y 1,3-butadieno).
La fracción de polibutadieno es la que le confiere sus características elásticas, mientras que la fracción de poliacrilonitrilo, fuertemente polar, es la que le proporciona su resistencia a compuestos no polares, tales como gasolinas, aceites y disolventes hidrocarbonados. Presenta resistencia muy satisfactoria frente a aceites y hidrocarburos alifáticos (hexano, heptano, metano, etano, octano, butano, pentano). Limitada resistencia frente a los hidrocarburos aromáticos (benceno, tolueno, xileno) y más aún frente a los clorados (cloroformo, tricloroetileno, percloroetileno).
PTFE
El PTFE, politetrafluoroetileno es un polímero de flúor y carbono linealmente estructurado, no ramificado y parcialmente cristalino. Conocido bajo el nombre comercial teflón es un termoplástico, aunque también tiene propiedades que requieren un procesamiento más típico del plástico termoestable. Debido a su inercia química el PTFE es utilizado como revestimiento anticorrosivo, puede soportar temperaturas extremas y exposición de agentes químicos y solventes.
PTFE Virgen
- Excelente comportamiento a la compresión y resistencia al desgaste.
- Buena conductividad térmica.
- Baja permeabilidad.
- Por su contenido de carbón se vuelve antiestático.
- Es resistente (insoluble) a gran parte de los ácidos.
- Es capaz de soportar altas temperaturas, de hasta unos 260ºC.
- Altas propiedades dieléctricas.
- Dureza.
- Polímero resistente ante fricción.
- Posee una gran capacidad aislante y permeabilidad a los gases.
PTFE Reforzado
Algunas propiedades del PTFE, pueden ser mejoradas o modificadas mediante el agregado de aditivos, dependiendo su naturaleza y la cantidad del aditivo:
- Aumento de resistencia al desgaste.
- Disminución de la deformación en función de la carga y del rozamiento.
- Reducción de la expansión térmica.
- Algunos tipos de aditivos incrementan la conductividad eléctrica térmica.
Los aditivos más usados son: fibra de vidrio, carbón, bronce, grafito, acero inoxidable y bisulfuro de molibdeno.
PEEK
El poliéter éter cetona (PEEK) es un polímero orgánico termoplástico incoloro, se obtiene mediante la polimerización de 4,4-difluorobenzofenona con la sal disódica de hidroquinona, que se genera in situ mediante desprotonación con carbonato de sodio. Por el conjunto de sus características distintivas es un material adecuado para aplicaciones que requieren altas prestaciones mecánicas bajo condiciones extremas de temperatura, agresividad química o alta energía radiante. Alta resistencia a los hidrocarburos halogenados, disolventes, refrigerantes, aceites minerales, grasas y fluidos de transmisión. Debido a su robustez, el PEEK se utiliza para la fabricación de artículos usados en las aplicaciones más exigentes, incluyendo cojinetes, partes de pistones, bombas, platillos de válvulas de compresores, aros de compresión, aislamiento de cables y piezas de aislación eléctrica. Es uno de los pocos plásticos compatibles con aplicaciones de ultra-alto vacío. El PEEK es considerado un avanzado biomaterial utilizado en los implantes médicos. Es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, automotriz, electrónica y las industrias de procesos de síntesis químicas.
Asiento Metálico
Las válvulas con asiento de metal se utilizan principalmente para medios que contienen partículas sólidas o temperaturas altas por encima de los 200 °C. La superficie del asiento de metal ofrece una alta dureza y resistencia a la abrasión. Se pueden encontrar distintos tipos de alecciones para los asientos de metal. por ejemplo:
- Aleación de cobre (para válvulas de baja presión)
- Acero inoxidable cromado (para válvulas de media y alta presión)
- Superficie del asiento del satélite (válvulas de alta temperatura y presión y válvulas altamente corrosivas)
- Aleaciones a base de níquel (para medios corrosivos)
- Material de sellado metal-cerámico.
- Aleaciones de bronce o latón.