FUNDAMENTOS DE LAS VÁLVULAS TUTORIAL PARA SELECCIÓN
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- Carlos Guzmán Vargas
- hace 6 años
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1 FUNDAMENTOS DE LAS VÁLVULAS Y TUTORIAL PARA SELECCIÓN
2 VÁLVULAS DE COMPUERTA La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento. Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación. Para uso poco frecuente. Aplicaciones: Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos. Ventajas: Alta capacidad, Cierre hermético, Bajo costo, Diseño y funcionamiento sencillos, Poca resistencia a la circulación. Desventajas Control deficiente de la circulación, se requiere mucha fuerza para accionarla, produce cavitación con baja caída de presión, la posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.
3 VÁLVULAS DE GLOBO Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que cierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería. Recomendada para: Estrangulación o regulación de circulación, para accionamiento frecuente, para corte positivo de gases o aire, cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación Aplicaciones: Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas Ventajas: Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento, carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete, control preciso de la circulación, disponible con orificios múltiples. Desventajas Gran caída de presión, costo relativo elevado.
4 VÁLVULAS DE MARIPOSA La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación. Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total, servicio con estrangulación, para accionamiento frecuente, cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos, cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería, para baja ciada de presión a través de la válvula. Aplicaciones: Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión. Ventajas: Ligera de peso, compacta, bajo costo, requiere poco mantenimiento, número mínimo de piezas móviles, no tiene bolas o cavidades, alta capacidad, circulación en línea recta, se limpia por si sola. Desventajas: Alta torsión (par) para accionarla, capacidad limitada para caída de presión, propensa a la cavitación.
5 VÁLVULAS DE RETENCIÓN (CHECK): Las válvulas de retención (check) son integrales y se destinan a impedir la inversión del flujo en una tubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierra. Recomendada para: Para evitar la inversión del flujo en una tubería. Existen muchos tipos de mecanismos de cierre, de columpio, resorte, de palanca y pesos, etc. Aplicaciones: Fluidos en general. Ventajas: Depende del tipo de mecanismo de cierre, ejemplos: COLUMPIO CLAMP RESORTE DOBLE CLAMP
6 VÁLVULAS DE BOLA Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90 y cierra el conducto. Recomendada para: Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación, cuando se requiere apertura rápida, para temperaturas moderadas, cuando se necesita resistencia mínima a la circulación. Aplicaciones: Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas. Ventajas: Bajo costo, alta capacidad, corte bidireccional, circulación en línea recta, pocas fugas, se limpia por si sola, poco mantenimiento, no requiere lubricación, tamaño compacto, cierre hermético con baja torsión (par). Desventajas: Características deficientes para estrangulación, alta torsión para accionarla, susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras, propensa a la cavitación.
7 VÁLVULAS DE CUCHILLA Las válvulas de cuchilla son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de uno o dos discos que se deslizan entre asientos paralelos en el cuerpo. Recomendada para: Debido a que su cavidad no tiene restricciones, se pueden emplear en servicios en que los líquidos o gases que pasan por la válvula tienen alto contenido de sólidos, pulpa de papel o materiales granulados de libre fluidez. Aplicaciones: Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos. Ventajas: Cuando está abierta, hay muy poca obstrucción al flujo porque el disco está separado completamente y la caída de presión es mínima. Desventajas: No se destinan a servicios en donde se requiere un cierre hermético.
8 VÁLVULAS DE DIAFRAGMA Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor. Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación. Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total, para servicio de estrangulación, para servicio con bajas presiones de operación. Aplicaciones: Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos. Ventajas: Bajo costo, no tienen empaquetaduras, no hay posibilidad de fugas por el vástago, inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas en los productos que circulan. Desventajas: Diafragma susceptible de desgaste, elevada torsión al cerrar con la tubería llena.
9 VÁLVULAS DE CONTROL La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Partes de la válvula de control. Actuador: el actuador también llamado accionador o motor, puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida acción. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte. Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular.
10 VÁLVULA MACHO La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90. Recomendada para: Servicio con apertura total o cierre total, para accionamiento frecuente, para baja caída de presión a través de la válvula, para resistencia mínima a la circulación, para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería. Aplicaciones: Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos. Ventajas: Alta capacidad, bajo costo, cierre hermético, funcionamiento rápido. Desventajas: Requiere alta torsión (par) para accionarla, desgaste del asiento, cavitación con baja caída de presión.
11 ASPECTOS CONSTRUCTIVOS DE LAS VÁLVULAS Materiales de construcción Material de empaquetaduras y juntas Estándares que Aplican
12 MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN Todas las partes de la válvula que están en contacto con el fluido deben tener la resistencia necesaria a la corrosión. Para seleccionar materiales de construcción resistentes a la corrosión, la primera fuente de información son los materiales recomendados por los fabricantes. Sin embargo, los datos publicados no se deben considerar como definitivos, porque otras condiciones en el servicio real pueden influir en la rapidez de la corrosión.
13 Por ejemplo, la presencia de sales disueltas, de contaminantes del proceso, aereación de los líquidos, altas velocidades de los fluidos, la presencia de abrasivos, la ocurrencia de cavitación o de vaporización instantánea, variaciones en las temperaturas y concentraciones, etc. Los materiales más usados en la fabricación de válvulas, son: Acero inoxidable (304, 316, 316L) Gr. CF8M Hierro Fundido, Hierro dúctil Bronce, CW 617N Acero Fundido, A216 Gr. WCB Acero forjado, A105
14 MATERIAL DE EMPAQUETADURAS Y JUNTAS La selección de una empaquetadura inadecuada puede permitir fugas en la válvula y requerir un paro del sistema para reemplazarla. Además, si el fluido que se escapa es tóxico o inflamable, puede ocurrir una grave situación, con posibles lesiones al personal y daños a la planta.
15 Los materiales más comunes utilizados para empaques y sellos, son: Vitón Buna PTFE TFE Neopreno Grafito Grafito reforzado
16 ESTÁNDARES QUE APLICAN La calidad de la fabricación de válvulas, está basada en las normas de la industria. La industria manufacturera de válvulas es antigua y se encuentra en diversos países, pero las normas que rigen la fabricación de válvulas provienen de Estados Unidos, CEE y Japón, primordialmente. Las principales normas con las que usted debe estar familiarizado, son:
17 Normas ANSI: B16.1 Bridas y accesorio con brida para tubo de hierro fundido. B16.5 Bridas para tubos de acero, válvulas y accesorios con bridas. B16.10 Dimensiones de cara a cara y de extremo a extremo de material ferroso B21 Juntas no metálicas para bridas de tubo Especificaciones API: 598 Inspección y pruebas de válvulas. 600 Válvulas de compuerta, de acero. 602 Válvulas de compuerta de acero al carbono, de diseño compacto para uso en refinerías. 603 Válvulas de compuerta resistente a la corrosión, pared delgada de 150 lb para uso en refinerías. 604 Válvulas de compuerta y macho con brida, de hierro nodular, para uso en refinerías.
18 Normas ISO: ISO 5208 Válvulas Industriales Pruebas de presión a válvulas industriales. ISO 5209 Válvulas Industriales de Propósitos Generales Marcado ISO Bridas Metálicas Parte 1: Bridas de acero ISO 7268 Componentes de Tubería Definición de Presión Nominal ISO Pruebas de válvulas / Tipo Fuego / Requerimientos de pruebas. ISO Industria del Petróleo y Gas Natural / Sistema de Conducción por Tuberías / Válvulas de Líneas de Tubería Primera Edición. Normas Mexicanas: NMX-H Válvulas de Acero Fundido Compuerta y Macho Lubricado (1989) NRF-211-PEMEX-2008 Válvulas de Compuerta y Bola en Líneas de Transporte de Hidrocarburos
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