As válvulas de bolboreta de ferro fundido e ferro dúctil úsanse amplamente para o control de fluxo en diversas industrias, pero difiren nas propiedades dos materiais, no rendemento e nas aplicacións. A continuación, móstrase unha comparación detallada para axudarche a comprender as diferenzas e seleccionar a válvula que mellor se adapte ás túas necesidades.
1. Composición do material
1.1 Válvula de bolboreta de ferro fundido:
- Ferro fundido gris, unha aliaxe de ferro cun alto contido en carbono (2-4%).
- Debido á súa microestrutura, o carbono existe en forma de grafito en escamas. Esta estrutura fai que o material se fracture ao longo das escamas de grafito baixo tensión, o que o fai fráxil e menos flexible.
- Úsase habitualmente en aplicacións de baixa presión e non críticas.
1.2 Válvula de bolboreta de ferro dúctil:
- Fabricado con ferro dúctil (tamén coñecido como ferro fundido de grafito nodular ou ferro dúctil), contén pequenas cantidades de magnesio ou cerio, que distribúen o grafito nunha forma esférica (nodular). Esta estrutura mellora significativamente a ductilidade e a tenacidade do material.
- Máis forte, máis flexible e menos propenso á fractura fráxil que o ferro fundido.
2. Propiedades mecánicas
2.1 Ferro fundido gris:
- Resistencia: Baixa resistencia á tracción (normalmente de 20 000 a 40 000 psi).
- Ductilidade: Fráxil, propensa a rachar por fatiga baixo tensión ou impacto.
- Resistencia ao impacto: Baixa, propensa á fractura baixo cargas repentinas ou choque térmico.
- Resistencia á corrosión: Moderada, dependendo do ambiente e do revestimento.
2.2 Ferro dúctil:
- Resistencia: o grafito esférico reduce os puntos de concentración de tensión, o que resulta nunha maior resistencia á tracción (normalmente de 60.000 a 120.000 psi).
- Ductilidade: Máis dúctil, o que permite deformarse sen rachar.
- Resistencia a impactos: Excelente, mellor capaz de soportar golpes e vibracións.
- Resistencia á corrosión: Semellante á do ferro fundido, pero pódese mellorar con recubrimentos ou revestimentos.
3. Rendemento e durabilidade
3.1 Válvulas de bolboreta de ferro fundido:
- Adecuado para aplicacións de baixa presión (por exemplo, ata 150–200 psi, dependendo do deseño).
- Alto punto de fusión (ata 1150 °C) e excelente condutividade térmica (adecuado para aplicacións de amortiguación de vibracións, como sistemas de freado).
- Mala resistencia ás tensións dinámicas, o que as fai inadecuadas para ambientes de altas vibracións ou cargas cíclicas.
- Normalmente máis pesados, o que pode aumentar os custos de instalación.
3.2 Válvulas de bolboreta de ferro dúctil:
- Pode soportar presións máis altas (por exemplo, ata 300 psi ou máis, dependendo do deseño).
- Debido á súa maior resistencia e flexibilidade, o ferro dúctil é menos propenso a romperse ao flexionarse ou ao impacto, senón que se deforma plasticamente, cumprindo o principio de "deseño de tenacidade" da ciencia dos materiais moderna. Isto faino máis axeitado para aplicacións esixentes.
- Máis duradeiro en ambientes con flutuacións de temperatura ou estrés mecánico.
4. Escenarios de aplicación
4.1 Válvulas de bolboreta de ferro fundido:
- Úsase habitualmente en sistemas de climatización.
- Úsase en sistemas non críticos onde o custo é unha prioridade. - Adecuado para fluídos de baixa presión como auga, aire ou gases non corrosivos (ión cloruro <200 ppm).
4.2 Válvulas de bolboreta de ferro dúctil:
- Apto para o abastecemento de auga e o tratamento de augas residuais con medios neutros ou lixeiramente ácidos/alcalinos (pH 4-10).
- Apto para aplicacións industriais, incluíndo petróleo e gas, procesamento químico e sistemas de auga a alta presión.
- Úsase en sistemas que requiren maior fiabilidade, como sistemas de protección contra incendios ou tubaxes con presións fluctuantes.
- Adecuado para fluídos máis corrosivos cando se usa cun revestimento axeitado (por exemplo, EPDM, PTFE).
5. Custo
5.1 Ferro fundido:
Debido ao seu proceso de fabricación máis sinxelo e aos menores custos de materiais, xeralmente é máis barato. É axeitado para proxectos con orzamentos limitados e requisitos menos esixentes. Aínda que o ferro fundido é barato, a súa fraxilidade leva a substitucións máis frecuentes e a un aumento do desperdicio.
5.2 Ferro dúctil:
Debido ao proceso de aliaxe e ao rendemento superior, o custo é maior. Para aplicacións que requiren durabilidade e resistencia, o maior custo está xustificado. O ferro dúctil é máis respectuoso co medio ambiente debido á súa alta reciclabilidade (>95%).
6. Normas e especificacións
- Ambas as válvulas cumpren con normas como a API 609, a AWWA C504 ou a ISO 5752, pero as válvulas de ferro dúctil adoitan cumprir cos requisitos industriais máis esixentes en canto a presión e durabilidade.
- As válvulas de ferro dúctil úsanse máis habitualmente en aplicacións que requiren o cumprimento de normas industriais rigorosas.
7. Corrosión e mantemento
- Ambos materiais son susceptibles á corrosión en ambientes agresivos, pero a resistencia superior do ferro dúctil fai que teña un mellor rendemento cando se combina con revestimentos protectores como os epoxi ou os revestimentos de níquel.
- As válvulas de ferro fundido poden requirir un mantemento máis frecuente en ambientes corrosivos ou sometidos a altas tensións.
8. Táboa resumida
| Característica | Válvula de bolboreta de ferro fundido | Válvula de bolboreta de ferro dúctil |
| Material | Ferro fundido gris, fráxil | Ferro nodular, dúctil |
| Resistencia á tracción | 20.000–40.000 psi | 60.000–120.000 psi |
| Ductilidade | Baixo, fráxil | Alto, flexible |
| Clasificación de presión | Baixa (150–200 psi) | Superior (300 psi ou máis) |
| Resistencia ao impacto | Pobre | Excelente |
| Aplicacións | HVAC, auga, sistemas non críticos | Petróleo/gas, produtos químicos, protección contra incendios |
| Custo | Inferior | Máis alto |
| Resistencia á corrosión | Moderado (con revestimentos) | Moderado (mellor con revestimentos) |
9. Como elixir?
- Escolla unha válvula de bolboreta de ferro fundido se:
- Necesitas unha solución rendible para aplicacións de baixa presión e non críticas, como o abastecemento de auga ou a climatización.
- O sistema funciona nun ambiente estable con mínima tensión ou vibración.
- Escolla unha válvula de bolboreta de ferro dúctil se:
- A aplicación implica alta presión, cargas dinámicas ou fluídos corrosivos.
- A durabilidade, a resistencia aos impactos e a fiabilidade a longo prazo son prioridades.
- A aplicación require sistemas industriais ou críticos como a protección contra incendios ou o procesamento químico.
10. Recomendación da válvula ZFA
Como fabricante con moitos anos de experiencia en válvulas de bolboreta, ZFA Valve recomenda o ferro dúctil. Non só ten un bo rendemento, senón que tamén demostra unha estabilidade e adaptabilidade excepcionais en condicións de funcionamento complexas e cambiantes, o que reduce eficazmente a frecuencia de mantemento e os custos de substitución, o que resulta nunha maior rendibilidade a longo prazo. Debido á diminución da demanda de ferro fundido gris, as válvulas de bolboreta de ferro fundido están a ser eliminadas gradualmente. Desde a perspectiva das materias primas, a escaseza é cada vez máis valiosa.