VALVULAS - GENERAL

El término válvulas cubre una gran variedad de diseños, por ejemplo válvulas globo, esclusas (o compuerta), esféricas, mariposas, cuchillas, pinch, etc.

Otras clasificaciones comunes incluyen aquellas por tipo específico. Por ejemplo, válvula esclusa de cuña flexible, válvula esférica de tres vías ó según función: válvula de cierre, válvula de control ó paso recto.

Es el mecanismo o componente de una tubería que modifica el flujo de un fluido, ya sea a la apertura, cierre o aplicación parcial obstruyendo el paso del flujo de fluido o al desviar el flujo del mismo.

Son dispositivos mecánicos para el control de fluidos líquidos, gases o lodos.

Función principal: aislar, regular, retener, cambiar dirección, proteger contra sobre presión, etc.

Accionamiento: manualmente, actuadas o ser auto-operadas.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Datos Importantes para Seleccionar una Válvula:

  • Aplicación

  • Nivel de criticidad en planta

  • Fluido y composición química del mismo

  • Caudal

  • Velocidad del fluido

  • Diámetro hidráulico o de la tubería existente

  • Presión máxima

  • Presión de trabajo

  • Diferencial de Presión

  • Temperatura máxima de trabajo

  • Viscosidad del fluido

  • Tipo de accionamiento

  • Tipo de conexión

 

Algunos ejemplos de válvulas según su movimiento de flujo:

 

 

 

*Válvula esférica automatizada

Tablas de Presiones según ANSI a Temperatura Ambiente

 

 

 

Actuadores Neumáticos para Válvulas de 1/4 giro

 

Los actuadores neumáticos más utilizados son del tipo doble efecto y simple efecto, este último presenta resortes para que el actuador vuelva sin uso del aire a su posición original. No sólo pueden utilizados para válvulas mariposas o esféricas sino con otras también con el mismo accionamiento a 90 grados. Algunas marcas poseen indicador visual superior de posición para saber su estado de apertura o cierre. Los actuadores neumáticos además pueden ser del tipo on off ó modulante, pero también existen línea de actuadores neumáticos de yugo escocés para altos torques con piñón y cremallera.

 

Actuadores Hidráulicos para Válvulas de 1/4 giro

Actuadores hidráulicos, Gas Hidráulicos (Gas-Over-Oil), Actuadores de Gas a Alta Presión (High Pressure Gas) y Actuadores Electro-Hidráulicos.

 

Aparte de los diseños de ¼ de vuelta, la mayoría de estos rangos ofrece versiones para aplicaciones en válvulas con movimientos lineales. Muchos de estos actuadores son diseñados para aplicaciones críticas con respuestas "fail safe" de alta velocidad, o cierres de emergencia ESD (Emergency Shut Down) en sitios hostiles, incluyendo aplicaciones submarinas a profundidades de cientos de metros. Uso aprobado en sistemas de seguridad SIL2 y SIL3.

Electroválvulas para Válvulas de 1/4 giro

Las electroválvulas o válvulas solenoides son muy utilizadas para operar el aire comprimido para la utilización en los actuadores neumáticos. Las más utilizados pero habiendo muchos otros, son las válvulas de Solenoide 3 vías y 2 posiciones completa con o sin NAMUR y las válvulas de Solenoide 5 vias y 2 posiciones completa con o sin NAMUR, con conectores para tubos de 6mm u 8mm y silenciador largo de bronce.

 

Tipos:

  • Válvula Solenoide 5/2 1/4  rosca BSP con bobina 110V

  • Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 12V

  • Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 24V

  • Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 220V

  • Válvula Solenoide 3/2 1/8 rosca BSP  con bobina 12V

  • Válvula Solenoide 3/2 1/8 rosca BSP  con bobina 24V

  • Válvula Solenoide 3/2 1/4 rosca BSP  con bobina 24V

  • Válvula Solenoide 3/2 1/4 rosca BSP  con bobina 12V

  • Válvula Solenoide 3/2 1/4 BSP 220V

 

Tenemos toda la línea de conectores, silenciadores y tubos.

 

 

Caja reductora con volante con piñón y cremallera para Válvulas Multivueltas

Las cajas reductoras cumplen dos funciones principales, pudiendo buscar una o ambas. La primera claramente es reducir el torque de operación debido al piñón y cremallera, es decir cada caja posee una relación de vueltas realizadas de entrada y salida. Es decir el usuario debe hacer menos fuerza de operación para abrirla o cerrarla, además debe romperse el torque de la misma presión interna del fluido. La segunda función pero menos requerida es que el operador este obligado a realizar un cierre lento y así reducir el golpe de ariete sobre el fluido dentro de la tubería. Por tal motivo, encontramos muchas veces que en diámetros no muy grandes de válvulas la solicitud que las válvulas posean caja reductora.

 

 

Actuadores Eléctricos para Válvulas de 1/4 giro

Hay distintas opciones y calidades según cada necesidad. Lo importante es conocer el ambiente, la exigencia, el lugar donde estará instalado, el nivel de criticidad y la vida útil necesaria.

Actuadores eléctricos de ¼ de vuelta Modelo de ¼ vuelta para válvulas con 90 grados de rotación ó multivuelta para válvulas con movimiento lineal, del tipo ON-OFF ó modulante, en diferentes torques, tensiones y frecuencia, 12V, 24V, 48V, 110Vca, 220Vca, 380Vca, monofásicos ó trifásicos, con distintas ventajas para diferentes tipos de necesidades.

 

Son equipos de alto rendimiento para la automatización de válvulas y compuertas. Es común combinar un actuador multivuelta a una caja reductora para proveer una salida de ¼ vuelta, o para multiplicar el torque de salida del actuador. Muchos poseen control electrónico de corte por torque para limitación y desconexión en caso de bloqueo para evitar daños, también poseen cambio de posición manual quedando así liberado el motor para operación manual, otros poseen contactos adicionales para transmisión de señal abierto/cerrado. Existen para los modelos de bajos torques opcionales en multivoltage. Es importante definir el IP de estanqueidad según la exigencia que tendrá en el medio ambiente donde se desempeñe.

 

 

 

 

 

Limit Switch Box - Caja Límites para Válvulas de 1/4 giro

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

 

 

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

 

 

Posicionador para Válvulas de 1/4 giro

Para las válvulas totalmente automatizadas, los posicionadores serían el cerebro de las válvulas y controlan sus movimientos. Debido a su memoria pueden decirnos si la válvula se comporta como debería o si por el contrario tiene alguna enfermedad, como puedes ser: erosión en asiento y/o obturador, desgaste de la empaquetadura o alguna fuga en el aire de alimentación.

 

Pequeñas variaciones en el perfil de regulación de la válvula, nos dan información de su estado. Los resultados del diagnóstico los podemos representar en forma de curva para compararlos con perfiles de diagnósticos anteriores, representativos del buen funcionamiento de la válvula. Con la comparación nos avanzamos a posibles desviaciones en su comportamiento. Un objetivo es desarrollar el diagnóstico preventivo, hasta el punto de poder predecir el cambio de las piezas desgastadas. Para ello es necesario conocer a la perfección cómo se comunican las válvulas y saber interpretar correctamente los pequeños detalles.

 

 

Válvulas Forjadas

En comparación con las piezas de fundición, la estructura de los forjados asegura que el espesor de la pared y las tolerancias dimensionales sean uniformes. Las fuerzas de la prensa de troquel cerrado de alto impacto y una palanquilla libre de segregación garantizan una resistencia, uniformidad, integridad y densidad superiores. Los problemas de la fundición incluyen corrosión intergranular, debilidad de tensión, fatiga, grietas, porosidad, bolsas de arena, reparaciones de soldadura, cicatrices, etc. Otro beneficio de las piezas forjadas es la estructura de las líneas de flujo direccional.

El uso de una forja de buena calidad y es una buena idea para asegurar la calidad, especialmente para piezas fundidas en tamaños más grandes y clases superiores.

La fundición puede ser tan buena como se necesite

Las válvulas fundidas han funcionado igual de bien en todos los servicios y generalmente a un costo mucho menor que las válvulas forjadas. La gente olvida que en los años setenta y ochenta, todas las válvulas, incluidas las válvulas trunnion críticas, por ejemplo, eran de dos piezas. WKM, KTM, Kitz, Richards Australia, Saut Du Tan & Cameron fabricaron de 150 a 600 clases hasta 750NB (30″), 900 clases hasta 400NB (16″) y 1500 clases hasta 300NB (12″). Luego vinieron las válvulas forjadas de TK (Escocia) y Grove (Italia) que han sido ampliamente copiadas desde entonces. Mientras que las válvulas esclusas, globo y retención se fabrican en fundición en todos los tamaños y clases, existe cierto 'esnobismo de fundición' en el área de las válvulas esféricas trunnion (por supuesto, muchos usuarios han experimentado problemas de calidad con las piezas fundidas de países de fabricación de bajo costo).

 

Tanto para las válvulas forjadas como para las fundidas, el proceso comienza con el vertido del metal fundido en un molde. El encogimiento es un defecto comúnmente compartido por las piezas fundidas y forjadas. Los defectos de forja ocurren con menos frecuencia y pueden incluir costuras, vueltas, inclusiones, grietas, etc. Los defectos de la fundición en arena son mucho más comunes y pueden consistir en desgarros, bolsas de arena, agujeros de alfiler, porosidad, inclusiones, etc. Las piezas de fundición a la cera perdida son mejores, pero para presiones más altas, la fundición en arena de 'resina' puede ser mejor. Para los materiales críticos de aleación y acero inoxidable, las piezas fundidas de solución de sílice son superiores y así sigue. Por otra parte, la forma en que la fundición hace la fundición es también un factor crítico. Como siempre, compre una marca en la que confíe.

Otra ventaja de las válvulas de fundición es que se pueden producir mucho más fácilmente en diseños más complejos que las válvulas forjadas.

 

Las válvulas esféricas trunnion forjadas (por ejemplo) suelen ser de 3 piezas, sobre todo las de mayor tamaño para reducir los costos, ya que las piezas forjadas de mayor tamaño son exponencialmente más caras. Esto significa que hay una conexión bridada adicional que puede ser una vía de fuga potencial adicional.

 

Las piezas de fundición no tienen una buena reputación debido a la reciente aparición de fundiciones de bajo costo y baja calidad. Además, las especificaciones de fundición de ASTM, como la sección VIII de ASME, son menos estrictas en relación con los requisitos de inspección, composición y tratamiento térmico. Sin el conocimiento para implementar operaciones más estrictas, algunas fundiciones no tienen la voluntad o están demasiado enfocadas en el precio para asegurar que todos los requisitos se cumplan.

Sin embargo, una forma más rentable es tratar con proveedores de válvulas que ya controlan la calidad de los productos que producen y tienen un largo y exitoso historial. En cualquier caso, la decisión de optar por válvulas fundidas o forjadas depende de varios factores y, lamentablemente, el costo suele ser el determinante. Para las válvulas críticas con paredes más delgadas, como las válvulas esféricas en clases superiores, pero incluso válvulas de compuerta, globo y retención en tamaños más grandes y clases superiores, considere una fundición o forja de mayor calidad probada. En las piezas de fundición de WCB, muchos fabricantes utilizan WCC, ya que tiene una mejor "unión" y el LCC es mejor de nuevo por la misma razón (aparte de la mayor temperatura) y, por supuesto, está probado por Charpy Impact.

 

Comparación de Temperaturas de algunos aceros:

 

 

Tabla de Presiones en A216 WCB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Piping - Espesores de Tubos Acero

Otras soluciones disponibles según marca:

 

  • Volantes para válvulas

  • Reparación de válvulas

  • Repuestos para válvulas

 

* Todas las fotos son de carácter informativo.

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