Selección de materiales para válvulas criogénicas

Selección de materiales para válvulas criogénicas

Los fluidos de trabajo de las válvulas criogénicas no solo son fríos, sino que también suelen ser tóxicos, inflamables o explosivos, además de altamente permeables. Esto dicta muchos requisitos especiales para los materiales de las válvulas. Las propiedades mecánicas del acero a temperaturas criogénicas difieren de las de la temperatura ambiente. Además de la resistencia, la característica de rendimiento más importante del acero criogénico es su tenacidad al impacto a baja temperatura. Esta tenacidad al impacto a baja temperatura está relacionada con la temperatura de transición frágil del material; cuanto más baja sea la temperatura de transición frágil, mejor será la tenacidad al impacto a baja temperatura. Los metales con una red cúbica centrada en el cuerpo, como el acero al carbono, experimentan fragilidad a baja temperatura, mientras que la tenacidad al impacto de los metales con una red cúbica centrada en la cara, como el acero inoxidable austenítico, no se ve afectada en gran medida por las bajas temperaturas.

Los materiales utilizados para componentes resistentes a la presión, como el cuerpo y el bonete de las válvulas criogénicas, suelen utilizar materiales resistentes con buena resistencia a baja temperatura. También se deben considerar factores como la soldabilidad, la maquinabilidad, la estabilidad y la rentabilidad. Las empresas de ingeniería suelen diseñar para grados de baja temperatura de -46°C, -101°C y -196°C. El acero al carbono de baja temperatura se utiliza generalmente para el grado de baja temperatura de -46°C, mientras que el acero inoxidable austenítico de la serie 300 se utiliza generalmente para los grados de baja temperatura de -101°C y -196°C. Este tipo de acero inoxidable tiene una resistencia moderada, buena tenacidad y buenas propiedades de procesamiento. Según ASMEB31.3, la temperatura más baja aplicable de los materiales de uso común para válvulas de baja temperatura.