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Bray Controls S.A Avda. Pdte Eduardo Frei Montalva 6001-72, Centro de empresas el Cortijo, Conchalí, Santiago. Chile, [email protected] Conchalí – Santiago Chile.

Informe Técnico: Aplicación de nuevo diseño para válvulas enfocado a aumentar el rendimiento en aplicaciones de Salmueras. Bray Control, con mas de 20 años liderando el desarrollo de nuevos productos en el área control de fluidos y con larga trayectoria en aplicaciones mineras e introducción de nuevas tecnologías en nuestro país, cuentan actualmente en Chile con un producto en su línea de válvulas de mariposa elastomericas de un solo cuerpo con un innovador desarrollo. La introducción y aplicación esta enfocada principalmente para aumentar los rendimientos de estos equipos en nuestro mercado de minería no metálica, específicamente en la producción de Nitratos, Sulfatos, Cloruros, carbonatos, litios etc. Una válvula de superior diseño que cuenta dentro de sus características:

mailto:[email protected]


A.- Conexión de Disco y Vástago con sistema doble “D”, diseñado para soportar de la mejor forma los esfuerzos del vástago, esta conexión cuenta con tolerancias mínimas y aumenta el rendimiento de la válvula, además los vástagos son fabricados en aceros de alta resistencia a la torsión. Detalle de Conexión Disco y Vástago Doble ”D” Este sistema de conexión es de fácil desmontaje, elimina la necesidad componentes de conexión como pines o pernos expuestos al fluido que normalmente producen fugas, corrosión y vibración que al final dificulta la extracción del vástago para mantención o vástagos segmentados que disminuyen la vida útil de las válvulas y esto a la larga es mayor costo de producción. Típicos Problemas de deformación con Conexión de Vástago segmentado en válvulas elastomericas



Típico desprendimiento de Pines de disco y vástago B.- Disco, Fundido, maquinado esféricamente y pulido a mano, para entregar menores torques de accionamiento, y dar mayor vida útil de los asientos, con diámetro OD, compatible con todas las tuberías estándares. C.- Anillo retenedor de vástago tipo “Spirolox”, el vástago se retiene al cuerpo por medio de un anillo de retención de acero inoxidable, una golilla de presión superior y dos anillos tipo “C” de bronce, para desmontar este anillo solo es necesario un destornillador. D.- Buje de Vástago, Para servicio pesado y no corrosivo, absorbe los esfuerzos laterales, producidos por el mecanismo de accionamiento, manual o automático. E.- Sello de vástago, Tipo Doble “U”, provee un sello positivo, auto-alienable, sellando en ambas direcciones, previene de contaminaciones externas al vástago.



F.- Cuello extendido, permite sobre 2” de holgura desde el piping, especialmente diseñado para facilidad en la automatización y el montaje de operadores automáticos. G.- Sello Primario y Secundario, el sello primario es el que se produce interfase entre el asiento y el disco, el segundo entre el asiento y el vástago, este es de mayor diámetro que los orificios de los asientos donde se aloja el vástago, produciendo un mejor sello que las válvulas estándares previniendo contaminación hacia el vástago o el cuerpo del fluido. H.- Diseño único de asientos Bray, una de las características más importantes en las válvulas es el diseño de sus asientos, los asientos elastomericos bray ofrecen los más bajos torques, comparado con válvulas similares de otras marcas, provee de un completo aislamiento del fluido a controlar con el cuerpo, el diseño de sujeción al cuerpo de lengüeta y ranura, es superior a los ensambles de asientos tradicionales, haciendo que el reemplazo en terreno sea simple y rápido, el asiento cuenta con un sello tipo o´ring moldeado, diseñado para usar con flanges tipo slip-on o weld-neck, eliminando la necesidad de instalar empaquetaduras de flanges, estos asientos son intercambiables con las demás series de bray, todos cuentan con aprobaciones grado alimenticio (F.G) y todos son curados con peroxido que aumenta su elasticidad, resistencia a la abrasión y vida útil Corte del Diseño De lengüeta y Ranura de Bray. Detalles de asiento con o’ring moldeado y tipo Problemas de Desprendimiento de Asiento en Válvulas Standard



I.- Flange y vástago para el montaje de actuadores, fabricado bajo el estándar universal ISO 52 11, para el montaje de actuadores y operadores manuales. J.- Orificios de centrado, provee un fácil y adecuado ajuste y alineación en la instalación. K.- Cuerpo, un solo cuerpo con conexiones wafer o lug, compatible en montaje a diferentes estándares de la industria ANSI Clase 125/150, BS 10 Tabla D&E, BS4504 NP 10/16,DIN ND10/16, AS 2129 y JIS 10. Conexión a diferentes tipos de flanges y normas Conjunto Válvula - Actuador Rangos admisibles de presión y temperaturas Rango de Presión Rango de temperatura de Asientos.



Recubrimiento del Disco en Nylon 11: Uno de los problemas de mayor frecuencia en las aplicaciones en salmuera es la solidificación y adherencia de esta en los materiales metálicos como lo principalmente en el disco de acero inoxidable, que terminan dañando el asiento o aumentando considerablemente el torque de accionamiento de la válvula, que al final termina por dar problemas de confiabilidad, y vida útil, otro elemento utilizado en algunas aplicaciones por su alta resistencia química es el teflón, pero este tiene una baja resistencia a la abrasión, que a la larga este producen pequeñas fisuras que terminan por erosionarla por las velocidades en los puntos dañados: Problemas en válvula utilizadas en salmuera : Adherencia de salmuera en discos de Acero inox. Problemas de erosión en asiento de teflón utilizado en salmuera.



Problemas de erosión en asientos y discos de teflón utilizado en salmuera



NYLON 11

EL Nylon 11, es un recubrimiento termoplástico con un enfoque especial para nuestras aplicaciones en la salmuera, sin dejar de contar con una válvula de alta resistencia mecánica (metálica) a diferencia de las válvulas plásticas, este da mayor vida útil en las condiciones de operación reales, con un alto rendimiento. El disco metálico (Hierro Dúctil) se recubre en este termoplástico producido en base vegetal, inerte al desarrollo y crecimiento de musgos o hongos, el Nylon 11 es aprobado por USDA y cuenta con certificado a ANSI/NSF 61 para el servicio de agua.

Dentro de sus características potenciales son la alta resistencia a la corrosión, y abrasión lo que entrega costos operacionales mas bajos debido a su larga vida útil y fácil mantención.

Una de las pruebas que se realizo para comprobar su resistencia a la corrosión fue en agua de mar, sumergida por mas de 10 años sin producir corrosión a los metales recubiertos por este termoplástico, superando a los materiales metálicos tradicionalmente utilizados como el acero inoxidable 316 o aluminio Bronce, u otro tipo de recubrimientos. El N11 cuenta con bajo coeficiente de fricción, aumentando la vida útil de los asientos y generando bajos torques de accionamientos, alta resistencia a los impactos y alta resistencia a la radiación ultravioleta, este recubrimiento esta también disponible como opción como recubrimiento de los cuerpos de las válvulas Bray. Válvulas BRAY Nylon 11, En Salmuera


Nylon 11 Coatings Technical Bulletin No. 1009

Date: February 1987 / Page 1 of 7

All information herein is proprietary and confidential and may not be copied or reproduced with the expressed written consent of BRAY INTERNATIONAL, Inc.

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Nylon 11 Coatings Physical / Chemical Resistance Properties

The general physical properties of Nylon 11 coatings properly applied with primer and temperature are as follows:

Melting Point 363-367 F (irrespective of type of powder)

Specific Gravity at 68 FCoating in natural powders 0.0376 lb/in3

Coating in fine powder, white 0.0385 lb/in3

Coating in ES powder, white 0.0403 lb/in3

Solubility Solvent for tests and analysis metacresol; sulphuric acid, formic acid, alcohol-phenol mixtures Solvent for stripping Inpro CL, Turco 5061

Water absorption to saturation At 68 F and 65% RH 0.9 to 1.1% (1 according) At 68 F and 100% RH 1.6 to 1.9% (1 to the type) At 212 F and 100% RH (boiling water) 2.4 to 3.0% (1 of powder)

Shore D hardness at 68 F, measured at a 75 thickness greater than 0.2 inches to eliminate the influence of the substrate

Hardness measured with a Persoz pendulum 190 at 68 F (AFNORT 30-016)

Rockwell hardness, R scale, ASTM D 785 at 68 F 106 measured at a thickness greater than 0.2 inches to eliminate the influence of the substrate

Surface hardness according to 11,600 PSI DIN 53-456 at 68 F 10 sec. under load

Scratch resistance measured with the Clemen 13.3 lbf apparatus; load necessary to introduce a scratch which reaches the underlying metal for a coating of 0.016 inch thickness

Shear strength, ASTM D 732 5076-6092 PSI

Impact resistance Projectile with hemi-spherical head, 0.98 inches Excellent diameter, weighing 4.41 lbf., falling from height of no fracture of the coating and metal not 19.7 inches, horizontal coating 0.01 inches thick bared after impact





Impact resistance (cont.) ATO test; cylindrical bar, 0.98 inches diameter, After 4,000 impacts the coating is not weighing 4.72 lbf, falling from 5.12 inches on to a fractured; the tubular substrate is coating 0.01 inches thick applied to a tubular deformed and the coating develops a substrate at a rate of 30 impacts per minute matt finish

Abrasion resistance ExcellentTaber abrasimeter (wheel type CS 17, load 2.21 lbf) 1.76 to 2.82 x 10-4 oz. loss of weight after 1,000 turns coefficient of friction 0.10 – 0.30 (according to test conditions)

Tensile strength ASTM D 638 (Measured on a Stripped coating) Tensile strength at yield 4496-4786 PSI Elongation at yield 18-24% Tensile strength at break 5656-6817 PSI

Specific heat 0.499 btu/lb F

Thermal conductivity 2.01 btu in/ft2h F Between 323 and 443 K (122 & 338 F)

Latent heat of fusion 35.98 btu/lb

Coefficient of linear expansion ASTM D 696 5.055 x 10-5 / F (-22 to 104 F) 8.33 x 10-5 / F (104 to 248 F)

Inflammability ATM D 635 (measured at a self-extinguishing Thickness greater than 0.12 inches to eliminate the influence of the substrate)

Transverse of volume resistivity 8.89 x 1014ohms / in2 / inASTM D 257 at 68 F and 65% RH at 500V

Surface resistivity 2.4 x 1014ohmsASTM D 257 at 68 F and 65% RH at 500V

Dielectric constant 102Hz 3.9 106Hz 3.1

Tangent of the angle of loss (power factor) at 0.05 68 F and 65% RH at 1,000 V R.M.S. with a current of 1,000 Hz

Resistance to surface tracking Grade KA3c DIN 53-480, KA method





Dielectric strength measured at 68 F and 65% RH Influence of the thickness studied on a natural coating: 0.008 in. 1.34 KV / .001 in. 0.017 in. 0.98 KV / .001 in. 0.028 in. 0.88 KV / .001 in. 0.035 in. 0.84 KV / .001 in. Influence of color (pigments and colorants) studied at a thickness of 0.016 in. Natural 0.99 KV / .001 in. grey 49 0.775 KV / .001 in. red 16 0.767 KV / .001 in. black 26 0.288 KV / .001 in.

NOTE: From the point of view of electric insulation, the coating is completely satisfactory when its dielectric strength exceeds 0.457 KV / .001 in.

Resistance to boiling water Excellent adhesion after 2,000 hours; with a special surface preparation this adhesion will be sustained for much longer; consult us for further details

Resistance to outdoor exposure Very good in white, black Y and pastel-colored coatingsAnd Ultra-Violet radiation Bray’s red color is not subject to UV deterioration (chalking or cracking)

Resistance to salt spray No corrosion after 2,000 hours exposure (ASTM B117 or AFNOR X 41-002)

Resistance to sea water No corrosion after 10 years exposure

CHEMICAL PROPERTIES OF THE COATING In general, Nylon 11 coatings have good resistance to inorganic salts, alkalis, most solvents and to organic acids. Greater caution must be observed in uses involving inorganic acids, phenols and certain chlorinated solvents. In such cases, it is advisable to consult Bray Inside Sales Department, specifying the practical problem involved; e.g. the temperature and chemical composition of the liquid or gas. Practical tests have shown that Nylon 11 coatings have excellent resistance to chemical solutions provided the material coated is properly prepared.

The following is a summary of Nylon 11 resistance to various chemicals, as a function of temperature.

A – Recommended, generally little or minor effect based on valve usage experience and recommendations from suppliers.

B – May sometimes be used depending on the conditions of application such as concentration and temperature. Testing is recommended before full scale usage.

N – Not recommended for usage.

BLANK – Insufficient evidence available.





Concentration 68 F 104 F 140 F 194 FInorganic bases AmmoniaAmmonium hydroxide Potassium hydroxide Sodium hydroxide Sodium hydroxide Sodium hydroxide

Liquid or gas Concentrated 50%5%10%50%

AAAAAA

AABABB

ANBBN

AN

NInorganic acids Chromic acid Hydrochloric acid Hydrochloric acid Nitric acid Phosphoric acid Sulfur trioxide Sulfuric acid Sulfuric acid

10%1%10%all concentrations 50%

1%10%

NAANABAA

NBBNBNBB

NNNNNNBN

NNNNNNNN

Inorganic salts AlumAluminum sulfate Ammonium nitrate Ammonium sulfate Barium chloride Calcium arsenate Calcium chloride Calcium sulfate Copper sulfate Diammonium phosphate Magnesium chloride Potassium ferrocyanide Potassium nitrate Potassium sulfate Sodium silicate Sodium sulfide Sodium carbonate Sodium chloride Trisodium phosphate

Concentrated solutions Or slurries

““““””““

50%concentrated sclutions

or slurries ““““

saturated concentrated solutions or slurries

AAANAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAAAABAABAAA

AAABAAABABAANAABBAA

A

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A

A

A

NAA

NAA

Other inorganic products Agricultural sprays Bleach solution Bromine Chlorine Fluorine Hydrogen Hydrogen peroxide Mercury OxygenOzonePotassium permanganate Sea water Soda water sulfur

20 vol.

5%

ABNNNAAAABNAAA

ANNNNABAANNAAA

N

NNA

ABN

AA

N

NNA

ANN

AA





Concentration 68 F 104 F 140 F 194 FOther inorganic products (cont’d) Water A A A AOrganic bases Aniline Diethanolamine Pyridine Urea

Pure 20%Pure

BABA

NANA

NANB

NBNB

Organic acids and anhydrides Acetic acid Acetic anhydride Citric acid Formic acid Lactic acid Oleic acid Oxalic acid Picric acid Stearic acid Tartaric acid Uric acid

Saturated solution

BBANAAABAAA

NNANAAANAAA

NNBNAABNAAA

NNNNBBNNBBB

Hydrocarbons Acetylene Benzene Butane Cyclohexane Decalin Freon 12 Freon 22 Hexane Methane Naphthalene Propane Styrene Tolunene xylene

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AAAAAAA

ABABA

AAAA

BB

B

B

BB

Alcohols Benzyl alcohol Butanol Ethanol Glycerine Glycol Methanol

Aldehydes and Ketones Acetaldehyde Acetone Benzaldehyde Cyclohexanone Formaldehyde Methylethylketone Methylisobutylketone

Pure

Technical

AAAAAAA

BABBBAA

BBNNNBB

N

NN





Concentration 68 F 104 F 140 F 194 FChlorinated solvents Carbon tetrachloride Methyl bromide Methyl chloride Perchlorethylene Trichlorethane Trichlorethylene

NAAABA

NNANB

B

Phenols N N N N Salts, Esters, Ethers Amyl acetate Butyl acetate Diethyl ether Dioctylphosphate Diotylphthalate Ethyl acetate Fatty acid esters Methyl acetate Methyl sulfate Tributylphosphate Tricresylphosphate

AAAAAAAAAAA

AA

AAAAABAA

AA

AAAAA

AA

BB

B

A

BB

Various organic compounds Anethole Carbon disulphide Diacetone alcohol Dimethyl formamide Ethylene chlorhydrin Ethylene oxide Furfurol Glucose Tetraethyl lead Tetrahydrofurane

AAAANAAAAA

BAANAAA

A

NBB

BBA

B

N

NNA

Various products Beer Cider Crude petroleum Diesel fuel Fruit juices Fuel oil Greases Ground-nut oil High octane petrol Kerosene (paraffin) Linseed cake Milk Mustard Normal petrol Oils Sea water Sewer gas Soap solution

AAAAAAAAAAAAAAAAAA

AAAAAAAAAA

AAAA

AA

AA

AAAA

AAA

AA

AA

A





Concentration 68 F 104 F 140 F 194 FVarious Products (cont’d) Solutions or emulsions of: 2.4 – D D.D.T. or Lindane Hydroxy-quinoline Solvent naphtha Stearin Turpentine Vinegar Wine

Agricultural sprays Agricultural sprays Agricultural sprays

AAAAAAAA

AAA

AAA

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