Una válvula de mariposa parece simple. Un disco. Un eje. Un cuerpo. Gire la manija y el disco girará. Abierto, cerrado o en algún punto intermedio. Pero la fundición que forma el cuerpo de la válvula no es sencilla. un fundición de válvula de mariposa necesita mantener la presión, resistir la corrosión y mantener la redondez a pesar de los cambios de temperatura. La fundición también debe proporcionar superficies de montaje precisas para el asiento, los cojinetes del eje y el actuador. Si se equivoca en la fundición, la válvula tendrá fugas, se atascará o fallará.
La fundición forma el cuerpo que contiene la presión y alinea todos los componentes.
La fundición de una válvula de mariposa comienza cuando el metal fundido se vierte en un molde. La forma del molde incluye el orificio redondo donde se asienta el disco, el cuello por donde pasa el eje y las bridas de montaje o conexiones de orejetas. Después de enfriar y terminar, la pieza fundida se convierte en el cuerpo de la válvula. Todos los demás componentes se atornillan o sellan contra este cuerpo.
El molde debe ser redondo. No casi redondo. Redondo. Una válvula de mariposa de fundición que no esté redonda no sellará correctamente. El disco hace contacto con el asiento en algunos puntos y deja espacios en otros. La válvula gotea incluso cuando está completamente cerrada. Las buenas piezas fundidas se mecanizan después de la fundición para garantizar una verdadera redondez.
La selección del material determina la clasificación de presión y la resistencia a la corrosión.
La mayoría de los productos de fundición de válvulas de mariposa utilizan hierro fundido, hierro dúctil o acero inoxidable. El hierro fundido es barato y funciona con agua y fluidos suaves. El hierro dúctil es más fuerte y soporta mayor presión. El acero inoxidable resiste la corrosión y funciona para aplicaciones alimentarias, químicas y marinas.
A continuación se muestra cómo se comparan los materiales de fundición de válvulas de mariposa para aplicaciones comunes:
El material incorrecto cuesta más que la válvula. Una válvula de mariposa de hierro fundido fundida en una aplicación de agua salada se oxidará en meses. Una válvula de acero inoxidable dura años. Pague por el material correcto la primera vez.
Trabajos de fundición en arena para válvulas grandes y volúmenes bajos a medios.
Una válvula de mariposa fundida para una válvula de 12 pulgadas es demasiado grande para otros métodos de fundición. Mangos de fundición en arena de grandes dimensiones. Se presiona un patrón en arena para crear el molde. El metal fundido llena la cavidad. Después del enfriamiento, la arena se desprende. La pieza de fundición en bruto pasa al mecanizado.
La fundición en arena tiene un costo de herramientas menor que otros métodos. Pero cada casting lleva más tiempo. El acabado superficial es más rugoso. La precisión dimensional es más vaga. Para válvulas grandes o tiradas de producción cortas, la fundición en arena es la opción correcta.
La fundición a la cera perdida produce válvulas más pequeñas con superficies más suaves
Los productos de fundición de válvulas de mariposa pequeñas (de 2 pulgadas o menos) a menudo utilizan fundición a la cera perdida. Un patrón de cera se recubre con cerámica. La cera se derrite. El metal fundido llena la carcasa cerámica. El resultado es una pieza fundida con superficies lisas y tolerancias ajustadas.
La fundición a la cera perdida cuesta más por pieza que la fundición en arena. Pero el tiempo de mecanizado es menor porque la pieza fundida está más cerca de su forma final. Para válvulas pequeñas de gran volumen, la fundición a la cera perdida ahorra costos generales.
La precisión dimensional garantiza que el disco se selle contra el asiento.
El disco debe encajar dentro de la válvula de mariposa con un pequeño espacio. El asiento llena ese vacío. Si el orificio de fundición es demasiado grande, el asiento no se comprime lo suficiente. La válvula gotea. Si el orificio es demasiado pequeño, el disco se atasca. La válvula es difícil de operar.
El mecanizado después de la fundición corrige los errores de forma. Una buena válvula de mariposa fundida tiene suficiente material en el orificio para el mecanizado. Las piezas fundidas baratas dejan muy poco material. El maquinista no puede redondear el orificio porque no hay suficiente metal para cortar.
La consistencia del espesor de la pared evita puntos débiles y grietas.
La presión nominal de una válvula de mariposa depende del espesor de la pared. Los puntos finos estallan bajo presión. Las manchas gruesas desperdician material y añaden peso. Las buenas piezas fundidas tienen un espesor de pared constante en todo el cuerpo.
Estos son los defectos a tener en cuenta en la fundición de una válvula de mariposa:
Las fugas a través de la porosidad arruinan la válvula antes de la instalación.
Una válvula de mariposa fundida con porosidad parece sólida. Pero bajo presión, el líquido se filtra a través de los pequeños agujeros. La válvula gotea. El cliente no está contento. La válvula se devuelve. La porosidad proviene del gas atrapado en el metal durante el vertido o de la contracción cuando el metal se enfría.
La prueba de presión encuentra porosidad antes del montaje. Una buena presión de fundición prueba cada pieza de válvula de mariposa o al menos una muestra de cada lote. Ninguna prueba significa que estás apostando.
Las bridas deformadas causan problemas de instalación
Las bridas de una válvula de mariposa deben ser planas y paralelas. Las bridas deformadas tienen fugas cuando se atornillan a las bridas de la tubería. El instalador aprieta demasiado los pernos para forzar las bridas a quedar planas. La fundición se agrieta. La válvula falla.
La deformación proviene de un enfriamiento desigual o de tensiones residuales en la pieza fundida. Una buena pieza fundida de válvula de mariposa se alivia la tensión antes del mecanizado. Las piezas fundidas económicas omiten este paso para ahorrar costos.
