El punto clave más importante para evitar problemas de corrosión al seleccionar válvulas para tuberías de amoníaco es la elección del material. En conclusión, dado que el amoníaco ataca el cobre y las aleaciones de cobre (latón, bronce, etc.), se deben evitar las válvulas que los contengan y seleccionar, como base, acero al carbono, acero inoxidable y materiales de fundición ferrosa. Además, el riesgo de corrosión varía según las condiciones reales del fluido —si es seco o húmedo, si es fase líquida o gaseosa, temperatura y presión—, por lo que es necesario verificar con el mismo grado de importancia no solo el cuerpo metálico, sino también la compatibilidad de los materiales de sellado, como juntas y empaquetaduras. A continuación, organizamos los criterios de decisión para prevenir la corrosión en el orden en que se aplican en la práctica.
Puntos clave de este artículo
- Dado que el amoníaco ataca el cobre y las aleaciones de cobre (latón, bronce, bronce fosforoso, etc.), lo habitual es evitarlos y elegir, como base, acero al carbono, acero inoxidable y materiales de fundición ferrosa.
- El amoníaco seco y el amoníaco húmedo que contiene humedad se comportan de manera diferente, y la coexistencia de humedad y oxígeno puede ser un factor de preocupación por corrosión bajo tensión.
- La selección solo se completa cuando se verifica no solo el material metálico, sino también la compatibilidad de los materiales de sellado (juntas, empaquetaduras, diafragmas).
El efecto del amoníaco sobre el material de la válvula
Por qué evitar el cobre y las aleaciones de cobre
El amoníaco reacciona con facilidad con el cobre y las aleaciones de cobre y, cuando coexisten humedad u oxígeno, puede provocar corrosión o corrosión bajo tensión. Esto afecta no solo al cobre puro, sino también a aleaciones cuyo componente principal es el cobre, como el latón, el bronce y el bronce fosforoso. En las válvulas, las aleaciones de cobre pueden usarse no solo en el cuerpo, sino también en los internos y componentes internos, como el asiento, el obturador, el resorte y la zona del prensaestopas, por lo que hay que tener en cuenta que resulta difícil de juzgar a simple vista. El punto de partida es verificar el material de las partes en contacto con el fluido en las especificaciones y catálogos, y elegir una configuración que no contenga aleaciones de cobre.
El riesgo de corrosión cambia según seco/húmedo y fase líquida/gaseosa
Aun tratándose del mismo amoníaco, el comportamiento de corrosión difiere entre el amoníaco seco, que apenas contiene humedad, y el amoníaco húmedo, que contiene humedad. En general, se dice que en estado húmedo y con coexistencia de oxígeno, incluso el acero al carbono puede presentar riesgo de corrosión bajo tensión. Mientras que el refrigerante de amoníaco (R717) usado en refrigeración y climatización se emplea a menudo en condiciones relativamente secas, en aplicaciones de proceso hay casos en que contiene humedad. La precisión de la decisión aumenta si se selecciona el material tras organizar aspectos como si es fase líquida o gaseosa, la temperatura y la presión de operación, y la presencia de pequeñas cantidades de humedad o impurezas.
Cómo elegir el material compatible y los materiales de sellado
Criterios para el material del cuerpo y de los internos
En aplicaciones de amoníaco, las opciones básicas son los materiales ferrosos, como el acero al carbono (incluidos acero fundido y acero forjado), el acero inoxidable (SUS304, SUS316, etc.) y la fundición dúctil o fundición gris. En las instalaciones de refrigerante de amoníaco de refrigeración y climatización, se utilizan generalmente válvulas de acero. El acero inoxidable tiene una alta resistencia a la corrosión y a veces se elige en condiciones donde preocupa la influencia de la humedad o las impurezas, pero como pauta conviene elegirlo de forma equilibrada considerando la aplicación, la presión y el coste. En cualquier caso, junto con el material del cuerpo, se verifica también si los internos contienen aleaciones de cobre.
Compatibilidad de los materiales no metálicos, como juntas y empaquetaduras
Aunque se elija adecuadamente el material metálico, si el material de sellado es atacado por el amoníaco, se producirán fugas o deterioro. Es necesario verificar, para cada material, la compatibilidad con el amoníaco de los materiales no metálicos, como juntas, empaquetaduras y diafragmas. En general se utilizan PTFE o elastómeros compatibles con el amoníaco, y hay que tener cuidado porque, según el material, existen diferencias en su idoneidad. Dado que el rango de compatibilidad también cambia según la temperatura de uso y la fase líquida o gaseosa, lo más seguro es verificarlo presentando las condiciones reales del fluido.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Se pueden usar válvulas de latón o bronce en tuberías de amoníaco?
A1. Como pauta, lo habitual es evitarlas. El amoníaco puede atacar las aleaciones de cobre, y la coexistencia de humedad y oxígeno puede aumentar el riesgo de corrosión o agrietamiento. Considere los materiales ferrosos como base.
Q2. ¿Cuál conviene elegir, acero al carbono o acero inoxidable?
A2. Depende de las condiciones. En aplicaciones de refrigerante seco es habitual el acero, y en condiciones donde preocupa la influencia de la humedad o las impurezas a veces se elige el acero inoxidable. Se decide considerando las condiciones de operación y el coste.
Q3. ¿Los puntos de atención sobre el material son los mismos también con el refrigerante de amoníaco (R717) de las máquinas de refrigeración?
A3. El criterio de evitar las aleaciones de cobre es común. Aunque las aplicaciones de refrigerante suelen darse en condiciones relativamente secas, las condiciones cambian según la presencia de humedad, aceite o impurezas en el sistema, por lo que lo seguro es verificarlo en las condiciones reales de operación.
Q4. ¿Qué material de sellado (empaquetadura, junta) conviene elegir?
A4. Se elige un material cuya compatibilidad con el amoníaco esté confirmada. Suelen usarse PTFE o elastómeros compatibles, pero como existen diferencias de idoneidad según el material, verifíquelo incluyendo la temperatura y el estado de fase.
Q5. ¿Qué puntos hay que tener en cuenta al renovar una válvula de amoníaco ya instalada?
A5. En lugar de buscar un producto equivalente solo por el número de modelo, verifique si las condiciones del fluido (seco/húmedo, temperatura, presión) han cambiado entre entonces y ahora. Si ha habido cambios en la operación, la precisión aumenta si se revisan el material y los materiales de sellado aprovechando la renovación.
Q6. ¿Qué se debe hacer cuando no se puede determinar si hay humedad presente?
A6. Primero, verifique con el personal de operación la situación real de operación y mantenimiento del sistema. Si no se dispone de suficientes elementos de juicio, lo seguro es aprovechar la consulta técnica tras organizar las condiciones y considerar una selección de material con un margen de seguridad.
Resumen
La selección de válvulas para tuberías de amoníaco solo se completa cuando, partiendo de evitar el cobre y las aleaciones de cobre y tomar como base los materiales ferrosos, se verifican las condiciones del fluido —seco/húmedo, fase líquida/gaseosa— y la compatibilidad de los materiales de sellado. En todos los casos, partir de las «pautas generales» y trasladarlas a las condiciones reales de temperatura, presión y humedad de las propias instalaciones es lo que ayuda a contener los problemas de corrosión.
Si tiene inquietudes como «quiero seleccionar un producto equivalente que no contenga aleaciones de cobre», «no sé si es amoníaco seco o húmedo y no consigo decidir el material» o «quiero renovar una válvula ya instalada pero las condiciones de operación han cambiado», organice las condiciones del fluido y aproveche la consulta técnica y de selección de Yoshitake. Con base en la aplicación y las condiciones del fluido, estudiaremos juntos la selección de válvulas con el material y los materiales de sellado adecuados.