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Curso : VALVULAS INDUSTRIALES Objetivos : Explicar las tcnicas de mantencin, servicio y seleccin de
vlvulas de ductos. Seleccionar vlvulas para ductos segn necesidades funcionales o de servicio. Aplicar tcnicas, mtodos y procedimientos de mantenimiento a vlvulas.
Contenidos:
1. Tipos De Vlvulas Y Campo De Aplicacin
2. Descripcin De Las Vlvulas Y Funciones De Sus Componentes
3. Parmetros De Seleccin De Vlvulas
4. Actividades De Mantenimiento Y Costos De Mantenimiento De
Vlvulas
5. Seleccin De Vlvulas Segn Catlogos Comerciales
6. Instalacin Y Operacin De Las Vlvulas En La Planta
7. Reacondicionamiento De Las Vlvulas
8. Optimizacin De Las Condiciones De Operacin De Vlvulas.
Relator Haroldo Romero Jara, Ingeniero de Ejecucin Mecnico, profesor de
Mantenimiento en la Sede Via del Mar UTFSM
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1. TIPOS DE VLVULAS Y CAMPO DE APLICACIN
INTRODUCCION Este trabajo es una recopilacin de informacin referente al tema de vlvulas que
pretende sealar los principios bsicos de operacin y mantenimiento de las vlvulas industriales, cmo identificar las vlvulas ms comunes en el mbito industrial y sus componentes y seleccionar los materiales de los componentes de las vlvulas .
OBJETIVOS
Reconocer los principales tipos de vlvulas y explicar cmo funcionan.
Explicar los principios de la operacin de vlvulas
Explicar la funcin de la empaquetadura en el vstago de una vlvula
Reconocer los problemas comunes que se presentan con las vlvulas.
Recomendar procedimientos para la correccin de los problemas
frecuentes de operacin de las vlvulas.
1.1 TIPOS
1. Vlvulas de Compuerta de disco o cua
2. Vlvulas de Compuerta tipo cuchillo
3. Vlvulas de Globo
4. Vlvulas de un Cuarto de Vuelta tipo de Mariposa
5. Vlvulas de un Cuarto de Vuelta tipo de Macho
6. Vlvulas de un Cuarto de Vuelta tipo de Bola
7. Vlvulas de Diafragma
8. Vlvulas de Control
9. Vlvulas de Retencin
10. Vlvulas de Alivio y Vlvulas de Seguridad
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1.2. FUNCION GENERICA DE LAS VALVULAS
Las vlvulas se usan en todas las industrias para controlar el flujo de los lquidos y los gases como el agua el vapor, el petrleo y sus derivados, y tambin, para regular el movimiento de slidos como el azcar o la harina, etc. .
Las vlvulas se usan para: Cierre total de un sistema, deteniendo completamente el flujo; Regular o estrangular el flujo en un sistema, aumentndolo o reducindolo,
segn las necesidades dentro de un rango desde cero hasta mximo flujo;
Cambiar la direccin del flujo; Restringir el flujo en una direccin;
Dejar escapar por seguridad, gases o lquidos a presin 1.3 DESCRIPCIN DE LAS VLVULAS
Las diferentes partes componentes de la mayora de las vlvulas son similares; casi
todas las vlvulas tienen:
Un actuador ( manija) Un vstago y empaquetadura Cuerpo y bonete o casquete Asiento y disco Conexiones
.
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ASIENTO Y DISCO.
Estas dos partes son las principales en una vlvula y cumplen las funciones principales de la vlvula
Son las partes que estn expuestas al mayor desgaste en las vlvulas y en ellas se concentra buena parte de la vida til de una vlvula.
La prueba de hermeticidad a que se someten las vlvulas pretenden determinar el correcto asentamiento entre los discos y sus asientos en las vlvulas.
Para los tipos de globo y de compuerta, estas partes pueden tener las siguientes particularidades:
Normalmente el asiento de la vlvula es estacionario y el disco encaja contra l, desplazndose hacia el asiento o alejndose de ste para controlar el flujo del lquido a travs de la vlvula.
Con mucha frecuencia, especialmente en las vlvulas grandes, se pueden
reemplazar tanto el disco como el asiento y, el asiento puede ser regulable. Esto es porque la mayor parte del desgaste de la vlvula ocurre en el punto en el cual hacen contacto el asiento y el disco.
Muchos asientos de vlvulas son fabricados de materiales elsticos, que
recuperarn su forma original despus de que han sido comprimidos.
Cuando desarme una vlvula tenga mucho cuidado de no rayar o abollar los bordes del disco o del asiento de la vlvula. Cualquier abolladura puede hacer que la vlvula no asiente correctamente
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CUERPO Y BONETE
El cuerpo es la parte principal de la vlvula y, normalmente incluye el asiento estacionario de la vlvula o el alojamiento adecuado cuando se trata de asientos reemplazables.
El bonete o casquete es la tapa o parte superior de la vlvula.
Algunas veces el casquete se atornilla al cuerpo, pero en muchas vlvulas de
gran tamao el casquete se fija con tornillos de sujecin. A veces el sello lo proporciona un empaque o un anillo "O" o bien una
empaquetadura A las vlvulas grandes que no estn bien soportadas correctamente en una lnea,
se les puede deformar el cuerpo, el bonete u otras partes internas hasta tal punto que, no funcionan correctamente.
VSTAGO Y EMPAQUETADURA.
El vstago pasa a travs del bonete o casquete para unirse al disco, permitiendo cerrar o abrir la vlvula al desplazar hacia arriba o hacia abajo al disco.
Algunos vstagos no se levantan cuando la vlvula est abierta, sealados en los
catlogos como NRS ( non rising stem o Vstagos No elevables) Otros vstagos si se levantan cuando la vlvula se abre, y se debe prever una
tolerancia adecuada, encima de la vlvula, para estos tipos denominados de vstagos elevables, sealados en los catlogos como R.S (rising stem)
La mayora de los vstagos atraviesan el casquete y estn expuestos al lquido que pasa a travs de la vlvula. Para evitar que el lquido que fluye a presin por la lnea, pase a travs de las tolerancias del vstago y escape al exterior, se usa algn
mtodo para sellar el vstago. (empaque), este mtodo es una caja o estopero con un empaque y un anillo prensa estopa.
En las vlvulas pequeas, de baja presin, el sello puede ser tan simple como un anillo "O" pero, en las vlvulas grandes se usa un empaque conformado por juego de anillos de material de empaque
La empaque se inserta en una caja de empaquetadura del casquete o bonete y, se
comprime mediante una prensa estopas, o casquillo con seguidor de buje que, se
mantiene en su sitio mediante la accin de dos tuercas sobre sus respectivos tornillos o bien mediante roscado.
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CONEXIONES.
Tienen por funcin principal unir la vlvula a las tuberas o ductos y debe aegurar que estas queden bien hermticas en su montaje y permitir un montaje fcil y rpido
Pueden ser bridas selladas con un empaque y aseguradas con pernos, como suele suceder en las vlvulas de gran tamao.
Tambin pueden ser conexiones roscadas como las que se usan normalmente en vlvulas pequeas.
Pueden ser conexiones permanentes como las soldadas, en las cuales la vlvula es
soldada directamente a la tubera. Este tipo de conexin se usa normalmente
cuando la vlvula y la lnea trabajan con presiones o temperaturas muy altas.
ACTUADOR.
Normalmente es una manija o palanca cuando son operadas manualmente.
En las vlvulas grandes, en las cuales se requiere de mayor fuerza para abrirlas
o cerrarlas, el actuador puede ser accionado a travs de una caja de engranajes mediante sistemas hidrulicos
o neumticos, o mediante un solenoide. En las vlvulas de gran tamao, en las que se requiere mucha fuerza para abrirlas o cerrarlas, o en las vlvulas cuya frecuencia de apertura y cerrado es muy
alta, pueden ser operadas con un motor.
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1.4 FALLAS GENERICAS EN LAS VLVULAS
Las fallas genricas de las vlvulas son las fugas, algunos de los componentes que pueden tener fugas son:
Los asientos de las vlvulas y los discos que no encajan correctamente.
Normalmente esto ocurre por Deterioro de la vlvula Desalineamiento Mal soporte de la vlvula o desgaste.
Como resultado, La vlvula tendr fugas internas. Puede que no cierre completamente Puede que no abra suavemente Sus caractersticas de flujo pueden cambiar.
El cuerpo y el casquete presentan fugas
Normalmente esto ocurre por
No tener un buen ajuste Por deterioro de la vlvula Desalineamiento Mal soporte de la vlvula Empaquetadura incorrecta Inadecuado torque de los pernos de sujecin.
El vstago presenta fugas
Normalmente esto ocurre por
Estar desgastado, Estriado o doblado El empaque, puede ser viejo o estar mal instalado.
Las fugas en el vstago normalmente requieren de cambio de la empaquetadura.
Las conexiones pueden tener fugas Normalmente esto ocurre por
Causa de empaques inadecuados o deteriorados Torque inadecuado de los pernos Roscas deterioradas o imperfectas o fallas en la
soldadura.
En general, las conexiones roscadas tienen mayor tendencia a las fugas.
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1.5 DESCRIPCIN DE LOS DIVERSOS TIPOS DE VLVULAS
La diferencia entre los diversos tipos vlvulas radica bsicamente en:
La funcin que cumple El asiento de la vlvula y el disco
Las condiciones de operacin Sus detalles constructivos Los materiales de sus partes componentes
A continuacin se describen los diversos tipos de vlvulas considerando en cada tipo sus variantes constructivas y de materiales, sealando sus campos de aplicacin.
1.5.1 Vlvulas de Compuerta
las vlvulas de compuerta son las ms utilizadas cuando se requiere circulacin continua
de fluidos, que genere poca cada de presin, son esencialmente vlvulas de cierre o
bloqueo y funcionan preferentemente abiertas, dando paso a los fluidos y corte eventual
segn necesidades del proceso.
Sus elementos principales son. Segn figura:
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Los principales componentes o partes de las vlvulas de compuerta se ilustran en la pgina anterior y son : Volante, vstago, bonete, compuerta, asientos y cuerpo. Estas vlvulas estn disponibles con vstagos de los siguientes tipos:
Vstago no elevable, con rosca interna, tiene ventajas cuando hay poca altura
disponible para su operacin Vstago elevable con rosca externa que requiere ms espacio libre, pero impide que
la rosca est en contacto con los fluidos del proceso. Vstago elevable con rosca interna, que expone la rosca vstago a los lquidos del
proceso, por lo cual, no debe usarse con lquidos corrosivos. Estn disponibles los siguientes tipos de bonetes. Bonete con rosca interna o externa para vlvulas pequeas y servicio a baja presin.
Bonete con unin para vlvula pequea donde se necesita mantenimiento frecuente
Bonete con brida y atornillados para vlvulas grandes y servicio a presiones y temperaturas altas
Bonete con abrazaderas en vlvulas para presin moderadas , donde se necesita
mantenimiento frecuente Bonete sellados de presin para servicio con altas presiones y temperaturas.
Bonete con sello de pestaa para altas presiones y temperaturas.
Bonete con cierre de obturador para servicio con altas presiones y temperaturas.
Estn disponibles los siguientes tipos de discos y sistema de control:
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Disco macizo o de una sola cua con asiento de vlvula inclinado para petrleo, gas,
aire, pastas aguadas y lquidos pesados. Cuas flexibles (el disco solo es macizo en el centro y ambas superficies de
asentamiento son flexibles), apropiados para temperaturas y presiones fluctuantes. Discos de cua divididos (un diseo de bola y asiento inclinado en el cual los dos
discos estn dispuestos espalda con espalda y pueden ajustarse a ambas superficies de asiento , con lo cual cada disco se mueve con independencia para tener un buen sello ) apropiado para gases no condensable , lquidos a temperatura normales y fluidos corrosivos todos a baja presin.
Discos dobles (discos paralelos) que funcionan paralelamente a los asientos del
cuerpo, los discos se separan con expansores o cuas para empujarlos contra la superficie de los asientos, apropiados para gases no condensables.
Las conexiones posibles son generales a la mayor parte de las vlvulas, estas pueden ser: Bridas unidas con tornillos. Roscada exterior Roscada interior Soldadas
bv
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Particularidades de esta vlvula de compuerta
El disco de una vlvula de compuerta tambin recibe el nombre de cua.
Este puede ser inclinado o recto y en algunos casos es dividido para que encaje mejor contra los asientos de la vlvula en cualquiera de los lados del disco.
No se recomiendan para servicio de estrangulacin, porque tienden a sufrir erosin
rpida cuando se restringe la circulacin
Tanto el asiento como el disco son pulidos con un buen acabado para garantizar un buen contacto entre los metales, y la vlvula pueda cerrar completamente.
Algunas veces el asiento hace parte del cuerpo de la vlvula. Al cuerpo de la vlvula tambin se le pueden colocar asientos ya sea atornillados,
prensados o soldados al cuerpo. En general los asientos de las vlvulas son fabricados de un material ms duro que el
disco ya que el disco es ms fcil de reemplazar cuando se deteriora. (diferencia de dureza de 50 HB aproximadamente)
En algunas aplicaciones, por ejemplo, cuando la vlvula de compuerta se usa a altas presiones, el asiento o el disco, o ambos pueden ser endurecidos.
Las vlvulas de compuerta normalmente se usan slo para cierre total, no para reducir
o aumentar gradualmente el flujo (estrangulamientos). Normalmente, requieren muchos giros del actuador para abrirlas o cerrarlas
completamente. Estas vlvulas no se deben usar para regulacin del estrangulamiento porque cuando
est parcialmente abiertas el disco tiende a vibrar entre los asientos de la vlvula. Algunas veces las vlvulas de compuerta vibran mientras se abren o se cierran, pero
esto es normal. Sin embargo, una vibracin permanente daar tanto los asientos como el disco.
Adems, si se deja una vlvula de compuerta parcialmente abierta, se crea una gran turbulencia que puede daar la vlvula rpidamente.
Lo anterior genera que el disco y el asiento se pueden desgastar severamente debido a una alta velocidad de flujo.
En una vlvula la cada de presin se refiere al cambio de la presin de un lado al otro de la vlvula.
Cuando estn totalmente abiertas, las vlvulas de compuerta crean muy poca diferencia de presin, (cada de presin) de un lado de la vlvula al otro, porque hay muy poca turbulencia cuando la vlvula est abierta.
Cuando est abierta, la cantidad de flujo que hay a travs de una vlvula de compuerta
es virtualmente el mismo en ambas direcciones, luego este tipo de vlvula
normalmente se usa cuando al flujo se le debe invertir la direccin.
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1.5.2 Vlvulas de Globo
Los principales elementos estructurales de las vlvulas de compuerta se ilustran en las Imgenes superiores, y son : Volante, vstago, bonete, compuerta, asientos y cuerpo. Este tipo de vlvula esta disponible con los siguientes tipos de sistema de control de fluidos( Discos).
Disco de composicin, tiene una cara plana que se oprime contra una superficie metlica anular, de asiento plano. Este disco produce un corte positivo para gases y vapores ( an cuando no es recomendable para gasolina, vapor y otros lquidos)
Disco metlico , hay contacto lineal entre una superficie de asentamiento tronco
cnica o esfrica y un asiento cnico. No se recomienda para servicio de estrangulacin , pero produce corte positivo para los lquidos , recomendable cuando se pueden acumular depsitos en los asientos.
Disco del tipo macho. Tiene contacto ms amplio con el asiento debido a su
construccin mas alargada en el sector tronco cnico, lo cual permite que este tipo de disco pueda ser empleado en servicio de estrangulacin, pero tiene mnima resistencia a la corrosin.
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Estas vlvulas estn disponibles con vstagos de los siguientes tipos: Vstago elevable con rosca externa que requiere ms espacio libre, pero impide que
la rosca est en contacto con los fluidos del proceso. Vstago elevable con rosca interna, que expone la rosca vstago a los lquidos del
proceso, por lo cual, no debe usarse con lquidos corrosivos, porque la rosca del vstago slo tiene proteccin parcial
Vstago deslizable para apertura y cierre rpido Estn disponibles los siguientes tipos de bonetes. Bonete con rosca interna o externa para vlvulas pequeas y servicio a baja presin.
Bonete con unin para vlvula pequea donde se necesita mantenimiento frecuente
Bonete con brida y atornillados para vlvulas grandes y servicio a presiones y temperaturas altas
Bonete con abrazaderas en vlvulas para presin moderadas , donde se necesita
mantenimiento frecuente Bonete sellados de presin para servicio con altas presiones y temperaturas.
Bonete con sello de pestaa para altas presiones y temperaturas.
Bonete con cierre de obturador para servicio con altas presiones y temperaturas.
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Particularidades de esta vlvula de globo.
La vlvula de globo, puede ser usada para cierre total, pero tambin se puede usar para control de obturacin.
Existen tres tipos, en lnea, en ngulo recto y en "Y"
El uso principal de esta vlvula de globo es para estrangulacin porque puede producir una cada de presin en una amplia gama de presiones y temperaturas
Normalmente, hay que darle varias vueltas al actuador de la vlvula para poder subir el vstago y mover al disco de la posicin cerrada a la abierta.
Como resultado, estas vlvulas normalmente dan una buena regulacin del flujo, a menudo desde el mismo momento en que el disco y el asiento se separan.
La cada de presin a travs de la vlvula es mucho mayor, con respecto a la vlvula de compuerta. Sin embargo, dado que el flujo del lquido normalmente es ms paralelo con el asiento y con el disco, en lugar de perpendicular a estos, como es en la vlvula
de compuerta, hay mucho menos desgaste del asiento de la vlvula a menores caudales, que en las vlvulas de compuerta.
Las vlvulas de globo pueden tener diferentes discos para proporcionar distintas caractersticas de flujo.
En una vlvula de globo al disco a veces se le llama macho, (obturador) y distintas vlvulas de globo pueden tener diferentes machos o discos de acuerdo con las necesidades de regulacin de flujo.
Por ejemplo, un macho de aguja, puede proporcionar una regulacin de caudal precisa
a velocidades constantemente variables de flujo
Un macho lineal puede proporcionar flujos que estn directamente relacionados con la
cantidad de apertura que tenga la vlvula, es decir, una vlvula abierta a la mitad,
entregar la mitad del flujo de una vlvula totalmente abierta. El disco o macho normalmente puede girar libremente en la parte inferior del vstago,
para reducir el desgaste entre el disco y el asiento, cuando la vlvula est cerrada. El tipo ms comn de vlvula de globo es el de estilo "en lnea," pero otras pueden
estar en ngulo recto, como el de un grifo de agua. Esta puede llamarse una vlvula en "ngulo".
Otras vlvulas de globo pueden tener una forma de "Y ". Esta la podemos llamar la vlvula "Y". El ngulo ms comn es el de 60 grados.
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Particularidades de esta vlvula de globo.( continuacin) VLVULAS DE GLOBO DE OPERACIN MANUAL
Tienen un disco o un macho que acopla con un anillo de asiento metlico.
El disco puede ser de metal o tener un inserto elstico
Los discos metlicos tienen una superficie de asentamiento de cnica o esfrica, que hace contacto lineal con el asiento cnico.
Los discos con insertos elstico tienen superficie de sellado plana y el asiento tiene una superficie similar
Los insertos (elsticos) producen cierre hermtico, pero no se recomiendan para estrangulacin
Los discos metlicos con superficie endurecida pueden producir cierta accin de limpieza al cerrar
Los asientos pueden ser integrales con el cuerpo o bien desmontables
Se debe usar con cuidado el bronce como material para los asientos porque se daa con facilidad con los cuerpos extraos
VLVULAS DE GLOBO DE CONTROL Y OPERACIN AUTOMATICA
El movimiento del vstago lo realiza directamente actuador que debe ser de desplazamiento lineal, en reemplazo del vstago roscado
Asientos posteriores
Tanto las vlvulas de globo como las de compuerta normalmente tienen un asiento posterior. Esta es una parte maquinada en la parte inferior del casquete sobre la cual se
ajusta la parte ampliada del flujo vstago. Al desenroscar toda la vlvula, 'abrindola" se asienta el vstago contra el casquete y asla la empaquetadura de la presin del lquido y del flujo a travs de la vlvula.
Esto puede ayudar, por ejemplo, cuando hay fugas severas en la empaquetadura. La fuga se puede detener temporalmente hasta que el sistema se pueda aislar totalmente para reemplazar la empaquetadura.
NO intente cambiar los empaques de una vlvula que est bajo presin. Intentar reemplazar la empaquetadura mientras una vlvula todava est bajo presin y con el vstago contra sus asientos, NO es una prctica segura.
Este nico punto de asiento no es suficiente para garantizar la seguridad de la persona que est llevando a cabo el mantenimiento, ya que el vstago puede variar de posicin, puede tener fugas o an, romperse.
Nunca intente reemplazar la empaquetadura mientras la vlvula est bajo presin.
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Particularidades de esta vlvula de globo. VLVULAS DE GLOBO DE OPERACIN MANUAL
Tienen un disco o un macho que acopla con un anillo de asiento metlico.
El disco puede ser de metal o tener un inserto elstico
Los discos metlicos tienen una superficie de asentamiento de forma cnica o esfrica, que hace contacto lineal con el asiento cnico.
Los discos con insertos elstico tienen superficie de sellado plana y el asiento tiene una superficie similar
Los insertos (elsticos) producen cierre hermtico, pero no se recomiendan para estrangulacin
Los discos metlicos con superficie endurecida pueden producir cierta accin de limpieza al cerrar.
Los asientos pueden ser integrales con el cuerpo o bien desmontables.
Se debe usar con cuidado el bronce como material para los asientos porque se daa con facilidad con los cuerpos extraos
Descripcin de la vlvula de la figura:
Vlvula de globo
Vstago elevable
Rosca interna
Unin roscada
Bonete con collarn
Asiento plano
Disco plano cierre o contacto metal con metal
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Descripcin de la vlvula de la figura anterior:
Vlvula de globo tipo "Y"
Vstago elevable
Rosca externa
Con sello de diafragma en el bonete
Unin con brida o flange
Bonete unido al cuerpo con brida o flange
Asiento plano
Disco plano cierre o contacto metal con metal
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Descripcin de la vlvula de la figura:
Vlvula de globo de cuerpo dividido
Vstago accionado por un actuador automtico (Vlvula de control)
Unin de las partes que conforman la vlvula con tornillos
Bonete integral al cuerpo superior
Asiento cnico
Puede ser montada con flujo en lnea recta o a 90
El cambio del juego asiento disco es rpido
Unin a las tuberas mediante flange
1.5.3 VLVULAS DE UN CUARTO DE VUELTA TIPO DE MARIPOSA Elementos principales de la vlvula de mariposa
cuerpo disco eje o flecha Tipos de cuerpo
Cuerpo plano o de placa sin y con orejas Cuerpo tipo carrete con brida o flange Cuerpo con conexin roscada
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Caractersticas
Su operacin es fcil y rpida con una manija, permitiendo una abertura rpida desde
el cierre total hasta la abertura total
Al cerrar la vlvula se fuerza el disco contra el asiento de la vlvula en el interior de la
misma.
La regulacin del flujo se efecta con el disco de vlvula que sella contra el asiento
Puede generar una apertura total, un cierre total o una estrangulacin en operacin
frecuente con baja cada de presin
El flujo de la vlvula se controla con un disco que tiene ms o menos el mismo
dimetro de las tuberas
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CARACTERISTICAS
El vstago o eje se encuentra ajustado en ambos extremos mediante casquillos o bujes
sellados con un empaque normalmente anular a prueba de fugas y compatible con el
fluido de la lnea
El disco de la vlvula de mariposa permite el libre flujo alrededor de si mismo cuando la
vlvula est abierta.
Las guas o cojinetes sobre las cuales se mueve el vstago, son las partes de la
vlvula que primero se desgastan.
Presenta una baja perdida de presin entre las dos conexiones
Ventajas de las vlvulas de mariposa
Son ms livianas que las de compuerta, de macho o de bola
Son de bajo costo de adquisicin y mantenimiento
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Para el control de flujo, son fciles de mantener, sin necesidad de herramientas o equipos especiales y sin necesidad de paro de plantas
Las del tipo de placa son fciles de instalar Con materiales adecuados para la zona de sellado pueden operar entre -65 a +450 F Presenta control de flujo casi lineal entre el ngulo de apertura y el % de flujo que deja
pasar cuando el ngulo de apertura varia entre los 20 a los 70 Vlvulas de mariposa con disco en ngulo sello metal con metal
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Operacin de la vlvula El eje o vstago lleva en su parte superior una seccin cuadrada para ubicar el sistema
actuador, que en el caso de accionamiento manual ser una manija o un volante, desde el cual es accionada la vlvula
La vlvula al girar 90 el vstago o eje, el disco abre o cierra.
Para estrangular se gira el disco a una posicin intermedia, en el cual se mantiene por medio de un seguro o cierre.
Con frecuencia, el actuador de una vlvula de mariposa requiere de algn tipo de
manija o caja de engranajes, debido a la gran fuerza que se necesita para mover el disco, ya sea para unirlo o para separarlo del asiento de la vlvula.
Las vlvulas de mariposa de gran tamao, son operadas por medio de motores.
Normalmente, la indicacin de totalmente abierta o totalmente cerrada es de tipo mecnico, y muchas vlvulas cuentan con varias posiciones intermedias entre la posicin abierta y la cerrada, para indicar posiciones de obturacin.
Tipos de sellos
Asiento del disco metlico, disco metlico
Asiento elstico, disco metlico
Asiento de Buna N, Viton, Caucho natural, etc. Temperatura limitada por el material del asiento y del sello
Discos revestidos con Buna N, neopreno, etc..
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Campo de aplicacin
Son para servicio de corte y de estrangulacin cuando se manejan grandes volmenes
de gases y lquidos a presiones relativamente bajas Producen cierre hermtico a prueba de goteo en casi cualquier aplicacin incluso
vapor, aire, gases, lquidos, pastas aguadas y slidos Son vlvulas de control de flujo muy eficientes en comparacin con las vlvulas de
control de globo Las vlvulas de contacto metal con metal o de giro completo se suelen utilizar en
aplicaciones en donde se esperan grandes velocidades y mucha variacin en el flujo o en la cada de presin.
Vlvula de mariposa con vstago descentrado.
Cuando las vlvulas de mariposa se usan en aplicaciones de bajas temperaturas o
presiones, normalmente vienen con asientos flexibles que cortan el flujo completamente.
En las aplicaciones a altas temperaturas y presiones, sin embargo, las vlvulas de
mariposa normalmente cuentan con asientos metlicos, lo cual puede dificultar cerrarla completamente, luego, a menudo, presentan fugas.
Para ayudarlas a cerrar completamente, el vstago puede estar descentrado. Un vstago descentrado aumenta la fuerza con la cual se cierra la vlvula ya que, una
mayor parte del disco est expuesta al flujo del lquido, en una direccin.
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1.5.4 VLVULAS DE UN CUARTO DE VUELTA TIPO DE MACHO
Las vlvulas de mariposa, las de bola y las de macho son todas vlvulas de un cuarto de vuelta. Esto significa que cada una de ellas puede ser totalmente abierta o totalmente
cerrada, al girar su actuador (a menudo una manija) 90 grados. Todas estas tres vlvulas se pueden usar para cierre total o para regular la obturacin.
Cuando estn totalmente abiertas, todas crean muy poca cada de presin puesto que el lquido puede fluir directamente a travs de ellas.
COMPONENTES
1. Indicador de flujo 2. Volante 3. Actuador 4. Gua de pasador 5. Prensa estopa 6. Bonete 7. Empaquetadura de grafito 8. Macho deslizante 9. Sello inferior tipo "O" 10. Tapa inferior 11. Mun de purga 12. Tapa inferior de purga
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Caractersticas
La vlvula de macho viene en distintos diseos, pero bsicamente todas tienen un macho redondo, ya sea cilndrico o cnico, con un orificio ovalado o rectangular
En el proceso de montaje, el macho se inserta dentro del asiento de la vlvula donde
puede girarse, para abrir o para cerrar la vlvula mediante un actuador.
Los machos rectos normalmente cuentan con asientos en la vlvula hechos de caucho,
tefln u otro material flexible que recupere su forma despus de la compresin.
Muchas vlvulas de macho requieren de lubricacin.
Los machos cnicos normalmente funcionan por contacto de metal a metal entre el macho y el asiento.
Frecuentemente, en las vlvulas de macho cnico se usa un lubricante que se inyecta en la vlvula, a mayor presin que la del lquido bombeado para que selle la vlvula y permita un funcionamiento ms suave.
El lubricante usado debe ser compatible tanto con la vlvula como con el lquido que se
est bombeando.
Las vlvulas de macho no lubricadas, a veces reciben el nombre de grifo de macho. La mayora de las vlvulas de macho poseen sellos en el vstago con un empaque y
un diafragma que permite que la presin del tapn se pueda variar dependiendo de la
aplicacin. Con frecuencia las vlvulas de macho se ajustan para que no puedan ser abiertas o
cerradas rpidamente. Esto reduce la posibilidad del golpe de ariete. Muchas vlvulas de macho no tienen los actuadores permanentemente sujetos a ellas.
En su lugar, se proporciona una llave especial u otra manija, que sirve para operar varias vlvulas de un sistema.
En la posicin abierta, la cavidad en el macho conecta los extremos de entrada y salida de la vlvula y permite flujo lineal
Estn disponibles con abertura redonda, normal, de Venturi y de recorrido corto
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La vlvula con abertura redonda tiene una abertura a todo el dimetro en el macho y el
cuerpo. La vlvula normal tiene orificios con asiento de rea total que suelen ser rectangulares La vlvula Venturi tiene orificios redondos o rectangulares con una zona reducida y un
cuerpo que asemeja un Venturi La vlvula de recorrido corto tiene orificios del asiento de apertura total o reducida que
suelen ser rectangulares y que tienen las mismas dimensiones entre cara y cara que las vlvulas de compuerta del mismo tamao y capacidad de presin.
Las vlvulas de orifico completo producen cadas de presin comparables con las
vlvulas de compuertas abiertas del todo. Ventajas
Se adaptan fcilmente al tipo de orificios mltiples Pueden ser de dos, tres y cuatro vas Ofrece economas considerables porque puede reducir o simplificar la cantidad de
tuberas y vlvulas Reduce tambin la cantidad de conexiones y accesorios Despus de un periodo sin funcionar, las vlvulas de macho lubricadas, permiten
desbloquearlas bombeando lubricante al interior de la vlvula, disminuyendo as el torque inicial de operacin.
La vlvula no lubricada puede ser del tipo de elevacin, de excntrica o tener una
camisa o revestimiento de elstico para el macho, que elimina la necesidad de lubricacin
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Aplicaciones
Industria de procesos qumicos Manejo de lquidos corrosivos con camisa de tefln (PTEF) Presiones de trabajo hasta 10.000 PSI Servicio con pastas, lquidos y vapores Operacin En las pequeas con una palanca conectada al extremo del vstago A medida que aumenta el tamao, aumenta el torque de operacin, en tal caso,
requieren de una caja de engranajes cuando no pueden ser operadas directamente de una palanca.
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Sellado Son los mismos puntos que requieren sello en las vlvulas de compuerta y funcionan
con los mismos principios En algunas zonas pueden usarse los sellos tipo "O" o mediante la inyeccin de una
empaquetadura lquida en una ranura En las vlvulas no lubricadas se utilizan sellos primarios elsticos contra uno o ambos
asientos Camisa de tetra fluoruro de etileno o tefln (TFE) de bajo coeficiente de friccin y muy
inerte frente a la mayora de los fluidos.
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1.5.5. Vlvulas de Bola de un cuarto de vuelta
La vlvula de bola es similar a la de macho, excepto que se usa una bola con un agujero perforado en ella, en lugar de un macho.
Componentes principales
1. Manija 2. Vstago
3. Bola 4. Cuerpo principal 5. Cuerpo de ajuste del siento
6. asientos Caractersticas genricas
El vstago acopla con un agujero cuadrado o rectangular en la parte superior de la
bola (bola flexible), presentando la opcin de sujetar la bola en la parte superior e inferior con buje, en tal caso el sello se consigue con la accin de resorte del material elstico del sello o un resorte adicional.
En la parte superior de la vlvula de bola, el vstago es sellado con una sola arandela
flexible, aunque en ocasiones se usa una caja de estopas.
Tpicamente, viene con un actuador de tipo manija asegurado directamente en la parte
superior del vstago.
Por convencin, la vlvula est abierta cuando el actuador (manija) de la misma est
paralelo a la lnea o tubera y, la vlvula est cerrada cuando el actuador est en ngulo recto con la lnea.
Comparadas con las vlvulas de compuerta y de globo, las vlvulas de un cuarto de vuelta se pueden abrir y cerrar muy rpidamente. Sin embargo, esto a veces es un problema. Algunos sistemas generan el "golpe de ariete" si las vlvulas son abiertas o
cerradas muy rpidamente.
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Pueden ser de dos, tres y cuatro vas.
Caractersticas genricas
Con frecuencia los asientos de las vlvulas de bola son ajustables.
Como en algunas vlvulas de macho, el asiento de la vlvula es flexible, normalmente de caucho o tefln.
El ajuste del sello de una vlvula de bola a veces se puede lograr apretando un adaptador que viene en uno de los extremos de la vlvula. Esto presiona la bola firmemente contra el asiento de la vlvula.
Casi siempre la bola es flotante y el cierre hermtico se ve favorecido por la accin de
la presin agua arriba que empuja la bola contra el asiento elstico
Aplicaciones
Industria de procesos qumicos Se utilizan para servicio de cierre Buenas caractersticas para servicio de estrangulacin, an cuando no se recomiendan
para fluidos contaminados con partculas slidas o que generen sedimentos
Capacidad para alto volumen de flujo
Son rpidas para operarlas La cada de presin depende del tamao del orificio, para orifico completo es casi la
misma que para una vlvula de compuerta Esta limitada a las temperaturas y presiones que es capaz de soportar el material del
asiento
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Se utiliza para vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y
materiales pulverizados secos Mantenimiento Son de fcil mantenimiento
No requieren de lubricacin
Operacin
Producen cierre hermtico con baja torsin
Cuando esta cerrada, atrapa algo de fluido entre el asiento y el orificio de la bola Tipos de cuerpos
De entrada superior, la bola y los asientos se instalan por la parte superior De cuerpo dividido, la bola y los asientos se instalan desde los extremos Cuerpo de dos o tres secciones desarmables
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Tipos de orificios en la bola
Las vlvulas de bola pueden ser de agujero completo o de agujero reducido y en forma
de Venturi Una vlvula de agujero total tiene un orificio en la bola de un tamao igual al del
tamao nominal de la vlvula. Por ejemplo, una vlvula de bola de agujero total de dos pulgadas, tiene un orificio de
dos pulgadas en la bola. Una vlvula de agujero reducido tiene un orificio que es de menor tamao que el
tamao de la vlvula. Tipo de bola.
Flotante Rgida De separacin antes de la rotacin De bola y jaula
Materiales de los asientos
tefln (PTFE) 400F Nylon (poliamida) Buna N Neopreno Asiento de grafito Sello del vstago
Con sellos anulares Empaquetaduras convencionales Material de relleno plstico fijado con anillo de compresin
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Materiales del cuerpo
Se fabrica en acero forjado, hierro fundido, acero inoxidable, metal, bronce, aluminio, acero al carbono, latn, titanio, circonio, tantalio, y aleaciones resistentes a la corrosin, materiales plsticos.
Conexiones son roscadas, con flange o soldadas.
Descripcin de la vlvula Vlvula de bola para servicio severo con cero juego, sello metal Para aplicaciones en condiciones de trabajo severo con muchos aos de operacin Cuerpo de dos piezas Diseo con arandela elstica plana que asegura la eliminacin del juego
permanentemente con un grado de rigidez para la bola y el sello, eliminando los problemas de fugas tpicos en las vlvulas con vstago elevable
Facial de operar con manija o actuador Componentes
1. Empaquetadura metlica entre las partes del cuerpo capaz de compensar las
distorsiones de los flanges en caso de incendio 2. Bola y sello endurecidos con revestimiento resistente al desgaste 3. Sello integral sin fugas detrs del paso del sello 4. Vstago pulido y endurecido que prev una larga vida para el sello 5. Arandelas elsticas que mantienen constante tensin sobre el sello del vstago 6. Agujeros para la instalacin de actuadores Materiales de fabricacin Acero al carbono, acero inoxidable, aceros al cromo, monel, inconel, titanio, circonio Revestimientos Carburo de cromo, carburo de tungsteno, cermicos, estelita, nitruros
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1.5.6 Vlvulas de Diafragma
En la mayora de las vlvulas el vstago est expuesto al lquido que pasa por ellas, luego la vlvula debe ser sellada para impedir que haya fugas alrededor del vstago.
En los sitios donde no se pueden tolerar fugas alrededor de empaques, anillos "O" u otros tipos de sellos, se puede usar una vlvula de diafragma.
Componentes de la vlvula 1. Cuerpo 2. Bonete 3. Diafragma flexible 4 . Vstago
Diafragma
Esta vlvula tiene una lmina de material flexible, que es el diafragma, generalmente de caucho o tefln, a veces reforzado con fibra.
La lmina se fija en su sitio con pernos, entre el casquete y el cuerpo, de tal forma que el vstago nunca est en contacto con el material que pasa por la vlvula.
El diafragma sirve como disco, mientras que el cuerpo de la vlvula hace las veces de asiento de la misma.
Cuando el actuador gira para cerrar la vlvula, el vstago empuja una placa compresora contra un rea amplia del diafragma para impedir el flujo del lquido a travs de la vlvula
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Cuerpo
Los cuerpos de las vlvulas son hechos de plsticos o metales especiales. Cuando es cuerpo es de metal, a veces viene revestido con plstico u otro material resistente a la corrosin.
Aplicaciones
Con frecuencia las vlvulas de diafragma se usan cuando se manejan materiales peligrosos.
Estas vlvulas se usan con frecuencia en el manejo de materiales peligrosos, como los gases, los custicos y los cidos que daaran el vstago y el empaque de una vlvula normal, y para manejar materiales mezclados, como en las caeras ya que el
diafragma puede cerrarse en presencia de objetos extraos pequeos. Muchas vlvulas de diafragma se pueden usar para un cierre total o para regular la
obturacin. Trabajan a baja presin, no ms de 150 PSI Cuando no se pueden permitir fugas al exterior
Operacin y mantencin
Algunas vlvulas de diafragma son difciles de drenar. Asegrese de seguir los procedimientos de seguridad recomendados.
Ajustar en exceso una vlvula de diafragma puede daar el diafragma. Cuando se usan para esto ltimo, normalmente vienen con un vertedero o presa que
sirve como asiento de vlvula. Las vlvulas que tienen vertedero, hacen difcil drenar las tuberas, luego asegrese de
seguir todos los procedimientos de seguridad cuando est trabajando con vlvulas de diafragma.
Tipos de vlvulas de diafragma 1. De sumidero o de saunders
2. De circulacin rectilnea
Vlvula de saunders
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La vlvula de saunders ofrece cierre hermtico y una carrera mas corte Permite utilizar material ms duro y menos flexible como el tefln
De circulacin rectilnea Se utiliza menos debido a que se requiere una gran flexibilidad del diafragma por su
larga carrera Presenta la ventaja de no retener slidos o sedimentos
Observaciones generales
Las vlvulas de diafragma que no cuentan con estos vertederos, normalmente son usadas slo para cierre.
Las vlvulas sin vertedero, producen muy poca cada de presin durante la operacin normal y, por no contar con el vertedero, es mucho ms fcil drenar la lnea.
Muchas vlvulas de diafragma tienen un tapn de ventilacin o tapn ranurado en "V" en el casquete, que avisa con anticipacin sobre el desgaste interno del diafragma.
El tapn tiene una muesca en un lado la cual produce una pequea fuga si el diafragma est lo suficientemente daado como para permitir que l liquido ejerza presin sobre el casquete.
Cuando se detecta una fuga, el tapn se puede apretar temporalmente hasta que se
pueda reparar la vlvula.
La reparacin se debe hacer tan pronto sea posible ya que el nico sello adicional es
normalmente un anillo "O" localizado en donde el vstago pasa a travs del casquete.
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Vlvula de diafragma de accionamiento manual
Vlvula de diafragma de accionamiento con actuador
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1.5.7 Vlvula de retencin. (check)
Funcin Impedir el retorno o inversin del flujo en una tubera La presin del fluido circulante abre la vlvula, el peso del mecanismo o un sistema
mecnico y la inversin del flujo la cierran Generalidades
El tipo seleccionado para una aplicacin depende de: temperatura y presin de funcionamiento, cada de presin disponible, limitaciones de la tubera.
Funcionan automticamente y durante su operacin los discos estn en movimiento
constante si la velocidad en el fluido es fluctuante. Los diversos tipos que existen son seccionados segn la temperatura, cada de presin
y limpieza del fluido Componentes
1. Placa de fabrica 2. Tapa 3. Tornillos 4. Empaquetadura 5. Disco 6. Cuerpo 7. Asiento removible
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Tipos de vlvulas de retencin
Vlvula de retencin de levante o cierre vertical (A) Vlvula de retencin de bisagra con asiento esmerilable (B) Vlvula de retencin de levante o cierre vertical con asiento reesmerilable Vlvula de retencin de levante o cierre vertical con asiento recambiable (D) Vlvulas de retencin de bolas (E) Vlvulas de retencin de pistn (F) Vlvulas horizontales de retencin
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Vlvula de retencin de bisagra
Consiste en un disco abisagrado colocado sobre un orificio en la vlvula, cuando no hay flujo el disco se mantiene contra el asiento por accin de la gravedad, o de un peso montado en palancas externas.
Cuando el flujo se invierte, se produce el cierre de la vlvula
Vlvula de retencin de bisagra con asiento integral Se utiliza para bajas velocidades, con inversin de flujo poco frecuente
En algunos sistemas se utiliza en combinacin con una vlvula de compuerta
Presenta mnima resistencia al flujo Pueden ser de cuerpo recto o en Y
Si tienen una cancelacin manual, se pueden instalar en el lado de descarga de las
vlvulas de desahogo de presin
Vlvula de retencin de bisagra con asiento recambiable
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Discos Los discos utilizados pueden ser metlicos o de composicin Los discos de composicin son preferibles para lquidos con partculas extraas
generando un asiento hermtico y de funcionamiento silencioso Los contrapesos y palancas externos o internos se utilizan cuando se desea una
respuesta ms rpida en el cierre regulando la presin mnima de apertura Se fabrican en casi todos los materiales en que se fabrican vlvulas y sus
conexiones son roscadas, con flange o soldadas. Puede ser instalada en una tubera horizontal o vertical, en este caso debe ser de
flujo ascendente Las vlvulas de bisagra de disco dividido presentan un cuerpo macizo que va
directamente atornillado a las bridas o flange y las dos mitades del disco estn pivoteados con un pasador y tienen un resorte para mantenerlas cerradas cuando no hay flujo. , no funciona por gravedad, por lo cual se puede instalar en cualquier posicin de tubera, no cierra de golpe, no ocasiona choque de presin
Vlvula de retencin de disco inclinable
Baja resistencia al flujo debido a su diseo rectilneo Es una cubierta cilndrica con un disco pivotado inclinable o giratorio
El disco se separa con facilidad del asiento para abrir la vlvula
Los topes para el disco, integrado al cuerpo sirven para colocar este y lograr un flujo
ptimo cuando esta abierto Cuando se reduce el flujo el disco empieza a cerrar porque se inclina a un ngulo
creciente con la trayectoria del flujo Tiene poca cada de presin a baja velocidad y mayor cada de presin a alta
velocidad La unin pivotante del disco se encuentra justo encima del centro y esta
descentrada del plano del cuerpo Este diseo disminuye el recorrido del disco y reduce la fuerza de cierre cosa que
reduce al mnimo el golpeteo. Cuando se prevn flujos inversos alta presin, se puede equipar la vlvula con un
amortiguador de cierre en el disco para controlar el cierre. Tienen sello con anillo blando o metal con metal, las grandes tienen tambin sello
insertado. Se fabrican en acero al carbono, hierro fundido, acero inoxidable, aluminio, bronce y
aleaciones resistentes a la corrosin. Sus conexiones son roscadas, con flange o soldadas.
Puede ser instalada en una tubera horizontal o vertical, en este caso debe ser de
flujo ascendente
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Vlvulas horizontales de retencin
Un disco o bola se eleva dentro de sus guas desde su asiento por la presin ascendente del fluido.
Cuando se detiene o se invierte el flujo, el disco o bola vuelve a asentar por gravedad En algunas vlvulas se utilizan resortes para tener un cierre ms positivo Requieren de cadas de presin mas o menos altas Su construccin interna es similar a las vlvulas de globo. Operan con cambios frecuentes de direccin y tienen mayor resistencia al flujo y mayor
prevencin al flujo inverso. Se utilizan con vlvulas de globo y en ngulo. Utilizan disco de composicin y disco metlico que pueden ser esmerilados. Los discos de composicin dan cierre hermtico y estn provistos de un sujetador para
mantener la alineacin. Los discos metlicos tienen guas para la alineacin son de metal. Existen con tres tipos de cuerpos: horizontal, en ngulo y vertical. Se fabrican con tres diferentes tipos de tapas: roscada para bajas presiones; con unin
que se prefiere cuando es necesario desarmar la vlvula con frecuencia y tapa sujeta con tornillos que se utiliza en las vlvulas con brida.
Se fabrican en acero forjado, hierro, hierro fundido, acero inoxidable, metal monel,
bronce y muchos materiales plsticos. Sus conexiones son roscadas o con flange Puede ser instalada en una tubera horizontal o vertical, en este caso debe ser de flujo
ascendente
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Vlvulas de retencin de bolas Utiliza una bola o baln libre de rotacin, lo cual permite distribuir mejor el desgaste Se utilizan en tamaos pequeos, materiales viscosos o que producen depsitos Vlvulas de retencin de pistn
Es horizontal y estn equipadas con un amortiguador que consta de un pistn y un cilindro que generan la accin amortiguadora durante el funcionamiento
Vlvulas de retencin de mariposa El asiento es similar a las vlvulas de mariposa y a menudo se utilizan en combinacin
con ellas. Presentan mnima resistencia al flujo. Recomendables para operar con cambios frecuentes de direccin de flujo en posicin
horizontal o vertical de flujo ascendente o descendente
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1.5.8 Vlvulas de disco deslizante
Campo de aplicacin
Para controlar lquidos y gases a baja presin No garantizan cierre hermtico Se utilizan en servicio donde los lquidos o gases que pasan por la vlvula tienen alto
contenido de slidos en suspensin como pulpa de papel o materiales granulados de fluidez libre
Funcionamiento: Uno o dos disco deslizan sobre los asientos paralelos al disco Cuando la vlvula se cierra, la presin del fluido contra placa del disco la empuja
contra el asiento para formar una unin hermtica Cuando la vlvula esta abierta, genera muy poca obstruccin al flujo porque el disco
esta fuera de la lnea de flujo por lo cual la cada de presin es mnima
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Materiales de fabricacin
Aleaciones de bajo contenido de cromo Acero Acero inoxidable Tamaos desde 2 a 75 pulgadas. 1.5.9. Vlvulas de aguja.
Componentes 1. Tuerca 2. Manija 3. vstago 4. Tuerca del prensa estopa 5. Prensa estopa 6. Empaque 7. Bonete 8. Cuerpo Caractersticas Son bsicamente vlvulas de globo con machos cnicos similares a aguja que ajustan
con precisin en el asiento
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Aplicacin
Estrangulacin exacta de volmenes pequeos Utilizacin para instrumentos y en sistemas leo hidrulico Para presiones de hasta 10.000 PSI y hasta 550F segn el material del cuerpo y del
asiento. En lneas de aire, gas natural, acetileno, acetatos, monxidos de carbono, fren,
hidrocarburos, kerosn, etc. Materiales del cuerpo (ver fotocopias de catalogo) Aceros al carbono Acero inoxidable AISI 416 Acero inoxidable AISI 316 l Latn Tamaos de 1/8 " a 1".
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1.5.10 VLVULAS DE CONTROL Conceptos generales
Una vlvula de control puede ser cualquiera de las vlvulas vistas hasta anteriormente.
La diferencia importante de una vlvula de control es que esta cambiar automticamente las condiciones del flujo del lquido a travs de la vlvula.
La operacin automtica de la vlvula puede ser:
Neumtica, con la cual, el aire comprimido controla la apertura y cierre de la
vlvula.
Hidrulicamente, caso en el cual, un fluido a presin, como el aceite, controla la
operacin de la vlvula.
Con solenoides, en cuyo caso un mbolo magntico suministra la fuerza para
operar la vlvula,
Con un motor elctrico, que normalmente funciona con una caja de engranajes
para abrir o cerrar la vlvula o dejarla en algn punto intermedio. FUNCIN DE UNA VALVULA DE CONTROL
El propsito de la utilizacin de las vlvulas de control es la operacin automtica para abrir o cerrar la vlvula cuando:
El operario no puede suministrar la fuerza requerida.
No es posible la operacin manual de la vlvula por las condiciones de operacin existentes
Es ms convenientes desde el punto de vista operacional y /o econmico un sistema de control automtico que manual
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La vlvula debe responder a los cambios de las variables del proceso o sistema y
un operario no es capaz de responder a las necesidades de control de las variables de flujo
La respuesta de la vlvula de control es posible ya que el sistema cuenta con un sensor
que mide la variable del flujo que se desea controlar. El sensor convierte el cambio de la variable en una seal.
El controlador detecta la seal y ajusta automticamente la vlvula.
Variables de control sobre los cuales acta la vlvula
Cambios de presin en el flujo Cambios en el caudal o gasto del flujo
Cambios en la temperatura del fluido
Volumen o masa de fluido desplazado
Tiempo de un proceso
Accin de las variables sobre la vlvula de control
El control automtico de las vlvulas casi siempre requieren una "retroalimentacin" por medio de la cual el controlador monitorea la variable cambiante y ajusta la posicin de la vlvula.
Por ejemplo, un termmetro ubicado despus de una vlvula de control puede producir una seal elctrica de un voltaje que suba o baje conjuntamente con la variacin de la
temperatura y con ello controlar el flujo en funcin de su temperatura. El cambio de seal es detectado por un controlador preajustado para graduar la presin
del aire suministrado al actuador neumtico de la vlvula, si es de accionamiento neumtica , o puede ser preajustado para cerrar un rel elctrico que arranca el motor de impulso de la vlvula, si es accionado por un motor elctrico.
Cuando est trabajando con vlvulas de control, en un proceso de mantenimiento,
asegrese que todas las partes del sistema estn cerradas o bloqueadas.
Precauciones para intervenir una vlvula de control Siga los procedimientos correctos de cierre de la vlvula en la cual est trabajando.
Recuerde que si la vlvula no est correctamente cerrada, podra ser activada mientras usted trabaja en ella. La mayora de las vlvulas de control incluyen un sistema de sobre control manual llamado "actuador manual". Cuando haya completado el trabajo en una vlvula automtica, asegrese que el sobre control manual est desengranado. Si no lo est, la vlvula no podr responderle al controlador.
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VALVULA BASICA DE CONTROL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO La mayora de vlvulas de control constan de vlvula bsica o principal y algunos dispositivos, componentes o elementos que controlan el sistema y permiten su accin automtica. A continuacin se explicara el principio de funcionamiento de las vlvulas de control, desde una idea bsica. Si se analiza la figura, se puede apreciar que: Cuando no hay presin actuando en la vlvula, el resorte y el peso del diafragma tiene la vlvula cerrada. Cuando se utiliza la lnea y se aplica presin, la vlvula abre, debido a que la fuerza que genera la presin sobre la parte inferior del disco es mayor que la fuerza de cierre que ejerce el resorte.
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Si se conduce la presin de la lnea por una tubera auxiliar hacia la cmara superior del diafragma introducindola por la tapa del cuerpo de la vlvula, esta presin de entrada produce un cierra hermtico de la vlvula. En el ejemplo la presin de 400 Psi., generan la fuerza que empuja el diafragma y con ello al disco de caucho contra el asiento logrando que la vlvula sella en forma hermtica . Fuerza que empuja el disco hacia arriba y tiende a abrir la vlvula FA = P x A = 400 x 0,785x5
2 = 7850 Libras. (fuerza)
Fuerza que empuja el disco hacia abajo y tiende a cerrar la vlvula
FC = P x A = 400 x 0,785x82 = 20.096 Libras. (fuerza)
La fuerza de cierre de la vlvula es la diferencia entre la fuerza de apertura y la fuerza de cierre., en el ejemplo. 12.246 Libras (fuerza) Esta vlvula permanecera eternamente cerrada cuando exista presin, pero si se le instala una vlvula pequea de tres vas en la tubera auxiliar, esta vlvula auxiliar representa una parte del mando de control (ver figura) Este mando simple abre la vlvula del todo o la cierra hermticamente
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Este tipo de funcionamiento con mando auxiliar se llamaba sin estrangulacin, porque la apertura y cierre es rpido. Si el mando de control se vuelve a la posicin que permita que el flujo del fluido acte en la cmara de la tapa de la vlvula, esta se cerrara. Para abrir la vlvula principal, se vuelve a girar el mando evitando que la presin de la lnea de flujo acte sobre la cmara de la tapa, abriendo la vlvula la presin propia del fluido.
Generalmente la vlvula auxiliar de tres vas es el mando de la vlvula principal y puede ser accionada mediante las siguientes alternativas:
Manualmente
Con un solenoide
Por presin neumtica
Por presin Oleohidrulica
Por la accin de un flotador
Por algn mecanismo o sistema mecnico.
CONTROL MODELADO
Hasta ahora la vlvulas solo se abre o cierra hermticamente (y no estrangula) como se ha ilustrado en la imagen de la pgina anterior Una vlvula automtica de control puede estrangular si se tiene conectada la presin de entrada del fluido a la tapa de la vlvula y la tubera con la presin de salida . Hacer ste requiere de una modificacin del sistema del mando, como se puede observar en la imagen siguiente.
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VALVULA CERRADA. Cuando el mando modelador se cierra suficientemente, dirige la presin hacia la cmara de la tapa de la vlvula principal, generando una fuerza de cierre proveniente de la lnea de presin, que cierra la vlvula principal. VALVULA ABIERTA Cuando el mando modelador se abre a un punto donde disminuye ms la presin debido a que se permite su flujo por la lnea auxiliar, esto permite que el flujo y su presin se reduzca la tapa de la vlvula principal y la vlvula principal abre VALVULA PARCIALMENTE ABIERTA O CERRADA (ESTRANGULACIN)
La vlvula principal se modela a cualquiera grado de abertura en respuesta al cambio en el mando de control como puede apreciarse en la figura siguiente. Un equilibrio de fuerzas se produce sosteniendo la abertura de la vlvula principal, este equilibrio tiene la vlvula parcialmente abierta, pero inmediatamente responde y se reajusta otra posicin para compensar cualquier cambio en la condicin del mando de control.
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VALVULA REGULADORA DE PRESIN Y DE ALIVIO DE PRESIONES Algunos de los mandos automticos que harn que muchos tipos de operaciones sean posible se muestran en las paginas siguientes. Estos tipos de vlvulas corresponden a modificaciones sobre la vlvula bsica de control, generando la posibilidad de regular la presin, o de permitir el escape de fluido cuando la presin aumente ms all de lo conveniente. VALVULAS REDUCTORAS DE PRESION La presin a la salida de la vlvula auxiliar o de mando tipo diafragma provoca que la vlvula principal que se esta controlando, contrarreste los cambios de presin y mantenga esta presin corrientes abajo. Es decir, si la presin a la salida sube, esto genera que el resorte de la vlvula auxiliar se comprima , cerrando el paso al flujo, lo que hace aumentar la presin sobre la tapa de la vlvula principal comenzando a cerrar o estrangular ms el paso por la vlvula principal, disminuyendo entonces la presin en la lnea de salida agua abajo. Si la presin a la salida baja, esto generara que el resorte se dilate bajando y abriendo el paso por la vlvula auxiliar, diminuyendo la presin sobre la tapa de la vlvula principal lo que provocar que el disco de la vlvula principal comience a abrirse estrangulando menos el paso del fluido por la vlvula principal , aumentando la presin en la lnea de salida agua abajo. VALVULAS DE ALIVIO DE PRESION
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La presin a la entrada de la vlvula auxiliar en el diafragma de control provoca que la vlvula auxiliar se abra ms, disminuyendo la presin sobre la tapa de la vlvula principal, abriendo la vlvula principal, permitiendo que disminuya la presin en la lnea principal al evacuar mayor flujo de fluido ( lo que provocar la cada de presin en la linea).
CONTROLADOR O REGULADOR DE FLUJO (VALVULA REGULADORA DE CAUDAL) Mantiene un flujo constante por la vlvula principal dentro de una relacin o variacin establecida en la fabricacin de la vlvula principal. Evita cualquiera cambia de flujo sobre la base del cambio en la presin diferencial el cual acta sobre un orificio en el bonete de la vlvula de control de diafragma que esta comunicado con la lnea principal. FUNCIONAMIENTO. Mantiene una relacin del flujo constante, al cambiar la presin de la lnea. Puede ser operada Hidrulicamente o ser operada por un sensor que controla la vlvula principal si es vlvula del globo del tipo con accionamiento de diafragma. El sensor o piloto controla y acta por la presin del diferencial producida por un orificio ubicado o instalado aguas abajo de la vlvula. El control se asegura para un muy pequeo cambia en la presin diferencial produciendo una accin inmediata correctivo de la vlvula principal. El flujo es ajustado al valor deseado por variacin de la carga del resorte en el mando. El control normal incluye un orificio calibrado sobre la tapa de la vlvula que se conecta al que posee la vlvula aguas abajo.
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CONTROLADOR DE NIVEL DE LIQUIDO
La vlvula principal produce que el nivel del lquido en el deposito principal suba, hasta que el flotador acte sobre un mecanismo de palancas generando el cierre de la vlvula auxiliar, esto provocar que la presin que acta en la tubera sobre el sistema de estrangulacin acte sobre la tapa de la vlvula principal cerrndola. Esta situacin se mantiene en tanto el flotador no descienda una determinada cantidad, lo que suceder cuando baje el nivel del lquido, en ese instante , la presin desde la lnea principal tendr salida por la vlvula auxiliar por sobre la estrangulacin que va hacia la tapa y la presin de la lnea principal abrir la vlvula hasta que se vuelva a repetir el ciclo. Lo anterior permitir mantener el nivel del lquido dentro de una rango mas o menos constante.
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VLVULA. DE RETENCIN
La vlvula check o vlvula de retencin tiene el ms simple de los sistemas de mando. Simplemente una lnea auxiliar conecta la tubera principal a la salida aguas abajo con la tapa de la vlvula principal. Si la direccin de flujo es la sealada en la figura descrita, desde la entrada aguas arriba hacia la salida, la presin propia de la lnea es capaz de mantener abierta la vlvula permitiendo la circulacin en el sentido indicado. Si a la entrada de la vlvula disminuye la presin al extremo de anular con ello el flujo de fluido que esta circulando, entonces se dirige la presin de la toma ubicada aguas arriba, la cual actuar en la cmara de la tapa sobre el diafragma y la vlvula se cierra por la accin del flujo de retorno., impidiendo su retorno, como se puede observar en la figura precedente.
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VALVULAS DE CONTROL PARA PLANTAS DE PROCESOS.
Las vlvulas de control son el regulador bsico en cualquier proceso en que se manejen flujos de
fluidos.
Hay que conocer a fondo los diferentes tipos de vlvulas destinadas a estos propsitos y conocer sus
caractersticas de flujo.
Lo anterior permite satisfacer las condiciones del proceso y tener instalaciones correctas para el
sistema .
TIPOS PRINCIPALES DE VLVULAS DE CONTROL
La informacin completa de una vlvula especifica se obtiene directamente de la informacin de los
fabricantes de vlvulas, a continuacin se darn descripciones generales de algunas vlvulas
existentes en el mercado.
Un grupo importante de vlvulas de control se asemejan a las vlvulas de globo, como se puede
apreciar en la figura siguiente.
Se emplea un actuador en lugar de un volante para accionar a el vstago e abrir o cerrar el disco de
la vlvula.
El actuador normal, es de accionamiento neumtico a travs de una cmara y un diafragma que
divide la cmara en dos secciones o comportamientos.
<
El diafragma y el vstago conectados con el disco estn en una posicin equilibrada por un resorte
de un lado y el aire y la presin del aire del otro lado.
En control de flujo la presin del aire cambia como respuesta a una seal proveniente de la medicin
de la presin diferencial en un orificio u otro dispositivo detector del flujo.
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TIPO DE GLOBO DISCO SIMPLE
La vlvula de control de un solo orificio se utiliza cuando se necesita cierre hermtico adems de
controlar el flujo.
TIPO GLOBO DISCO DOBLE
La vlvula de control de orificio doble tiene dos anillo de asiento y dos discos en un vstago comn.
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Es de mayor capacidad que una de asiento sencillo del mismo tamao.
Con anillos de asiento duro y a altas temperaturas, este tipo de la vlvula de asiento doble no
produce cierre hermtico.
Todas estas vlvulas tienen la opcin de diversos accesorios que permiten diversas funciones y
condiciones de funcionamiento.
TIPO MARIPOSA
Tambin se utilizan como vlvulas de control vlvulas del tipo mariposa donde el disco o mariposa
se hace girar en torno a su eje por la accin de un actuador
A igualdad de tamao, las vlvulas de mariposa tienen mayores capacidades y menor resistencia al
flujo que las de globo, lo que las hacen recomendables para muchas aplicaciones de control de
flujo.
Las vlvulas de control tipo mariposa son econmicas en los tamaos grandes se utilizan para
pequeas perdidas de presin y grandes caudales.
TIPO BOLA
Las vlvulas de control tipo
de bola se utilizan para control
de estrangulacin.
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CARACTERISTRICAS DEL CONTROL QUE EJERCEN LOS MACHOS O DISCOS DE
ESTAS VALVULAS.
Las caractersticas de control de flujo dependen de la configuracin o cavidades en el macho o
disco, los tres tipos bsicos de macho que hay y sus caractersticas de flujo son:
De apertura rpida.
Para cierre o apertura total , se utilizan macho o disco sencillo para altas temperaturas o disco doble
para bajas temperaturas. El disco tiene flujo lineal y movimiento corto del vstago.
De flujo lineal.
Un disco o macho tiene flujo lineal cuando el caudal que pasa por la vlvula es proporcional a la
elevacin o abertura del disco, utilizado para controlar el nivel de un lquido.
De porcentaje igual
Un disco o macho es de porcentaje igual si en cualquier posicin , ocurre el mismo porcentaje de
cambio en el caudal con la misma cantidad de movimiento del disco o macho.
El porcentaje de cambio est relacionado con el caudal justo antes de mover el macho, se utiliza para
control de presin o de flujo, o solo cuando se dispone de un pequeo porcentaje de la presin
diferencial total o cuando varia mucho la cada de presin en la vlvula de control.
Casi todos los disco de la vlvulas tienen caractersticas parecidas a las descritas.
Los fabricantes suministran diagramas con las caractersticas de flujo para cada tipo de vlvula de su
lnea de fabricacin.
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CUERPO DE LAS VALVULAS DE CONTROL
El cuerpo de la vlvula tiene la funcin principal de contener el fluido y controlar su flujo, pero
tambin debe ser capaz de contener los componentes internos y servir de soporte mecnico para los
componentes externos y el actuador.
Para ello el cuerpo debe poder desmontarse de la tubera con todos los componentes de la vlvula de
control, para permitir su mantenimiento.
El tipo de conexiones de la vlvula a la tubera son los clsicos, de extremo con bridas, de extremos
roscados y de extremos soldados.
.
Tambin existen las vlvulas de control cuyo cuerpo tienen extremos sin bridas pero si las caras
apropiadas para conectar entre las bridas de los dos extremos de las tuberas mediante tornillos
largos para su fijacin.
Los materiales de que se construyen las vlvulas y sus sistemas de sello, son tan importantes en
estas vlvulas como en las de operacin manual, se privilegia la resistencia a la corrosin y al
efecto de las cavitaciones .
ACTUADOR.
El actuador en una vlvula de control es el encargado de accionar la vlvula de acuerdo a una seal
captada por el sensor, y debe ser capaz de abrir o cerrar total o parcialmente la vlvula.
El actuador neumtico con resorte y diafragma es mas econmico que el constituido por un cilindro
y un pistn y se utiliza de preferencia cuando no se requiere de un ubicador o posicionador para la
vlvula.
COMPONENTES INTERNOS DE LA VALVULA.
Las funciones principales de los componentes internos son:
Producir una estrangulacin variable dentro del cuerpo de la vlvula para producir cambios en el flujo.
Configurar el flujo respecto de su trayectoria
Producir cierto grado de corte del flujo cuando la vlvula este cerrada por completo (hermeticidad)
Las variantes constructivas internas son mas que las externas para dar respuestas a estas necesidades
de las vlvulas de control, en especial en lo referente a las caractersticas de flujo que se desea
lograr las cuales pueden ser:
De apertura y cierre rpida,
Lineal
Proporcional,
estos tipos de flujos logrados se pueden visualizar en la figura siguiente:
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SELECCIN DE VALVULAS DE CONTROL PARA FLUJO DE LIQUIDOS
La seleccin de la vlvula de control adecuada para una aplicacin especifica se facilita si primero
se estudian los cuatro tipos bsicos de vlvulas de control de estrangulacin, y son:
Vlvula de control de globo con jaula
Vlvulas de control de bolas
Vlvulas de control de disco excntrico
Vlvula de control de mariposa
Vlvula de control de globo disco sencillo
Vlvula de control de globo disco o asiento doble
Las de globo tradicionales con guias superiores e inferiores y con orificio sencillo o doble, han sido
de uso casi universal, pero han sido desplazadas por la vlvula de globo mas moderna con jaula,
Las vlvulas de control de globo con jaula se destacan por la facilidad para cambiar los sellos
constituidos por el disco, la jaula y los asiento reemplazable
La jaula tiene varias funciones y son :
Sirve para guiar el disco y retener el anillo del asiento reemplazable en el cuerpo.
Determinar las caractersticas del flujo sobre la base de la configuracin de las aberturas en la pared
de la jaula.
Generar funcionamiento mas estable de la vlvula cuando esta estrangulando fluido debido a una
gua mas rgida del disco o macho cuando ocurre la mxima cada de presin.
Las vlvulas de jaula pueden dar respuesta a la mayor parte de las necesidades de aplicacin debido
a que hay disponibles una variedad de juegos de sellado intercambiable para elegir, algunas
opciones que se pueden elegir en un mismo tipo de vlvula son:
Equilibrada, sin equilibrar, con asientos de elastmeros, con restriccin o de apertura total
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LIMITACIONES VALVULAS DE GLOBO
Estas vlvulas tienen algunas desventajas y limitaciones respecto de otros tipos de vlvulas de
control y son:
Limitacin del tamao mximo de la vlvula
Menor capacidad comparada con una vlvula de vstago visible de igual tamao
Mayor costo sobre todo en las de mayor tamao
UTILIZACIN DE LAS VALVULAS DE CONTROL
El empleo de las vlvulas de control implica que el proceso tiene algn sistema de control
automtico , este sistema de control automtico puede ser por el nivel de un deposito, por el flujo,
el caudal, la temperatura, la presin u otra variable del proceso.
Para configurar un sistema de control , se suele incluir los componentes tpicos de un sistema de
control con retroalimentacin de bucle cerrado como son: los sensores o detectores, los
transmisores, los controladores y la vlvula de control, insertos todos en el proceso.
Las vlvulas de control se utilizan en muchas aplicaciones que incluyen control de lquidos,
reduccin de presiones de gases, flujo de vapor, etc.
Las vlvulas de control consisten bsicamente de dos partes, la vlvula y el actuador, el flujo pasa
por el cuerpo de la vlvula, la funcin del actuador es responder a la seal del controlador
automatizo y mover los discos de la vlvula para variar el flujo.
Hay dos variedades de estilos de cuerpo de vlvulas y se clasifican como:
De movimiento lineal del disco o vstago como en las vlvulas de globo de asiento simple o doble,
de globo de cuerpo dividido, de globo de tres vas, de cuerpo en ngulo, vlvula de diafragma.
De movimiento rotatorio del disco o vstago como las vlvulas de mariposa y las vlvulas de bolas
Los materiales de que se construyen las vlvulas y sus sistemas de sello, tambin existen las
vlvulas de control cuyo cuerpo tienen extremos sin bridas pero si las caras apropiadas para conectar
entre las bridas de los dos extremos de las tuberas tornillos largos para su fijacin.
Las vlvulas de control tipo mariposa son econmicas en los tamaos grandes se utilizan para
pequeas perdidas de presin y grandes caudales.
Las vlvulas de control tipo de bola se utilizan para control de estrangulacin.
Los materiales de que se construyen las vlvulas y sus sistemas de sello
Una vlvula de control puede ser cualquiera de las vlvulas vistas hasta ahora La diferencia importante de una vlvula de control es que esta cambiar automticamente
el flujo del lquido a travs de la vlvula. La operacin automtica con frecuencia es neumtica, con la cual, el alre comprimido
controla la apertura y cerrado de la vlvula. Sin embargo, las vlvulas de control tambin se operan:
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hidrulicamente, caso en el cual, un fluido a presin, como aceite, controla la
operacin de la vlvula.
con solenoides, en cuyo caso un mbolo magntico suministra la fuerza para operar
la vlvula, o
con un motor, que normalmente funciona con una caja de engranajes para abrir o
cerrar la vlvula o dejarla en algn punto intermedio. En algunas aplicaciones, el propsito de la utilizacin de la operacin neumtica,
hidrulica, los solenoides o los motores, es para abrir o cerrar la vlvula cuando el operario no puede suministrar la fuerza requerida.
Las vlvulas de control se usan con frecuencia cuando la vlvula debe responder a los cambios del sistema cuando el operario no est presente.
La respuesta es posible ya que el sistema cuenta con un sensor que mide una variable del proceso o del fluido como son los cambios de:
Presin Caudal Temperatura. El sensor convierte el cambio de la variable en una seal.
El controlador detecta la seal y ajusta automticamente la vlvula. Las seales de retroalimentacin son usadas por el controlador para ajustar la vlvula.
El control automtico de las vlvulas casi siempre requieren una "retroalimentacin" por medio de la cual el controlador monitorea la variable cambiante y ajusta la posicin de la vlvula.
Por ejemplo, un termmetro ubicado despus de una vlvula de control puede producir una seal elctrica de un voltaje que suba o baje conjuntamente con la variacin de la
temperatura. El cambio de seal es detectado por un controlador preajustado para graduar la presin
del aIre suministrado al actuador neumtico de la vlvula, o puede ser preajustado para cerrar un relee elctrico que arranca el motor de impulso de la vlvula.
Cuando est trabajando con vlvulas de control, asegrese que todas las partes del sistema estn cerradas o bloqueadas.
Siga los procedimientos correctos de cierre de la vlvula en la cual est trabajando. Recuerde que si la vlvula no est correctamente cerrada, podra ser activada mientras usted trabaja en ella.
La mayora de las vlvulas de control incluyen un sistema de sobre control manual llamado "conjuntor manual". Cuando haya completado el trabajo en una vlvula automtica,
asegrese que el sobre control manual est desengranado. Si no lo est, la vlvula no podr responderle al controlador.
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VALVULAS DE COMPUERTA DE DISCO MACIZO (ejemplo de un catlogo) MATERIAL DEL CUERPO: LATON FUNDIDO PRESIN NOMINAL: 150 PSI VASTAGO ASCENDENTE Y NO ASCENDENTE PRESIONES DE TRABAJO Unin roscada 150 PSI W.S.P. y 300 PSI para W.O.G fro sin golpe o choque Unin con brida 150 PSI W.S.P. y 225 PSI para W.O.G fro sin golpe o choque Esta lnea de vlvulas pesadas de 150 PSI de cuerpo macizo de latn fundido, tipo compuerta de disco macizo es fabricado con vstago ascendente y no ascendente, con conexin roscada en tamaos desde hasta 3 Las vlvulas con flange o bridas son fabricadas con vstago ascendente APLICACIONES. Son usadas por lo general para operar con agua, aceite, gas vapor y otros lquidos o fluidos que no generen corrosin al latn. (W.O.G., Significado W de Water, O de ol, G de gas,) (W.S.P. Significado W de water, S, de Steam, P de Petrolium) La posicin del volante o manija indica si la vlvula esta abierta o cerrada en el caso de vlvulas de vstago ascendente, que son utilizadas en lugares donde no hay limitaciones de espacio. Las vlvulas de vstago no ascendente, se recomiendan en espacios limitados, presentan el inconveniente de no poder apreciar cuando la vlvula esta abierta o cerrada CUERPO
Es de latn fundido para los dos tipos y sus variantes, el espesor de la pared es mas que suficiente para resistir las presiones internas y las tensiones externas en un alto grado.
BONETE
De latn, con rosca larga y durable para alojar al vstago roscado, el cual lleva una superficie para el sellado por empaquetadura, al final del vstago en su sector inferior presenta una superficie para el asiento posterior de la vlvula, el cual es usado para permitir el recambio del empaque con la vlvula en operacin bajo presin en la lnea y en su posicin abierta.
Para la vlvula de vstago no ascendente, el bonete lleva este asiento en su parte posterior, y sella porque la cua lleva en su parte superior un mecanizado plano, para el mismo propsito de reemplazar el empaque estando la vlvula en servicio activo, bajo la presin de la lnea y en su condicin de vlvula abierta en su totalidad.
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VALVULAS DE MACHO
DESTINADAS ALSERVICIO DE PASO Y CIERRE
El macho es cnico o cilndrico con un conducto por donde pasa el fluido
Estn disponibles con abertura redonda, normal, de Venturi
Son apropiadas para vlvulas de orificios mltiples de tres cuatro vas.
Cuando tienen orificio completo similar al del ducto, producen cadas de presin comparables con las vlvulas de compuerta del todo abiertas.
Se distinguen dos tipos: vlvulas de macho lubricadas y sin lubricar VLVULAS DE MACHO LUBRICADAS.
El lubricante se inyecta a presin entre la cara del macho y el asiento en el cuerpo para evitar fugas.
La presin sobre el lubricante sirve tambin para separar el macho de su asiento y reducir el esfuerzo inicial de torsin as como la friccin y el desgaste
Solo sella en el lado de corrientes abajo
Es uno de los sellos mas exento de fugas que se conoce, si esta bien lubricada
Es condicin que el lubricante utilizado no contamine al fluido que se desplaza en el ducto.
VLVULAS DE MACHO NO LUBRICADAS
El golpe de ariete puede aflojar los soportes de la tubera
El golpe de ariete es el trmino que se le aplica al choque, presin y ruido resultante que se genera cuando el flujo de una gran masa de lquido es detenido sbitamente, o cuando cambia de direccin. La energa del movimiento del lquido se transfiere a las tuberas y a otros componentes del sistema. Con el tiempo el golpe de ariete afloja los soportes de las tuberas. Cuando es muy severo, puede daar las vlvulas y las uniones.
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CONSIDERACIONES GENERALES Las vlvulas representan entre el 20 al 30 % del costo total de tuberas de la planta El costo de un tipo de vlvula de un tamao determinado y para una funcin determinada, puede variar en un
100% segn su construccin
La seleccin de una vlvula tiene importancia econmica para la planta
PARMETROS DEL PROCESO QUE TIENEN QUE VER CON LA SELECCIN DE LAS VLVULAS
Temperatura del fluido Presiones del fluido Flujo o caudal Procedimientos para la puesta en marcha y la detencin del proceso
FACTORES A CONSIDERAR EN LAS ESPECIFICACIONES DE LAS VLVULAS
Presiones y temperaturas mxima de operacin Materiales de construccin Tolerancias para la corrosin
CARACTERSTICAS BSICAS DE LAS VLVULAS PARA SU SELECCIN
Tipo de vlvula Materiales de construccin Capacidad de presin y temperatura Material de la empaquetadura y de las juntas Costo de la vlvula Disponibilidad en el mercado Coeficiente de flujo Cada de presin Tamao
SELECCIN SEGN FUNCIN DE LA VLVULA
Vlvula de cierre o de bloqueo Vlvula de estrangulacin Vlvula de retencin
SELECCIN SEGN EL TIPO DE SERVICIO, VLVULAS PARA:
Lquidos Gases Lquidos con gases Lquidos con slidos Gases con slidos Vapores generados instantneamente por la reduccin de la presin del sistema Fluidos con corrosin o sin corrosin Fluidos que generan erosin o sin erosin
LISTA DE CLASIFICACIN DE VLVULAS EN LA EMPRESA (CONTENIDOS)
Tipo de vlvulas, tamaos, fabricantes y nmero de modelos Capacidad de presin y temperaturas de las vlvulas Materiales de construccin Material de los empaques y de las juntas Material de los sellos y discos Servicio recomendado por el fabricante
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Vlvula
N Tamao Modelo Variantes Fabrican.
Presin /
Temperat.
Material
Cuerpo trim Empaque
Esta lista es recomendable realizarla para cada seccin de la planta.
Tambin se puede realizar por funcin bsica, vlvulas de cierre, vlvulas de estrangulacin Otros dato tcnico se puede agregar a la lista como es el coeficiente de flujo de la vlvula (Cv)
CAPACIDAD DE PRESIN Y TEMPERATURA DE LAS VLVULAS
La capacidad de presin requerida para la vlvula se determina sobre la base de las presiones y temperaturas mximas de operacin en la lnea donde trabaja la vlvula.
Una vez determinada la capacidad de presin de la vlvula, debe compararse con las capacidades de presin y temperaturas otorgados por los fabricantes con el fin de ajustarse a estas recomendaciones.
A modo de ejemplo se presenta un pequeo resumen de las capacidades de las vlvulas disponibles en el
mercado de vlvulas.
VALVULAS DE COMPUERTA
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 175 200 250 300 400 600 900 1500 2500
Acero inoxidable 1/2 a 24"
1/4" a
2"
1/2 " a
24"
1/2 " a
24"
Hierro fundido 2" a 48"
1/2 a
4"
21/4 a
14"
2" a
16"
Hierro dctil 2" a 24"
Bronce 1/4" a 3"
1/8" a
3"
1/8" a
3"
1/8" a
3"
1/8" a
3"
Acero fundido 2" a 48"
2" a
30"
4" a
16"
1/2 a
24"
3" a
24"
1" a
24"
21/2 a
24"
Acero forjado 1/2 a 3"
1/2 a
2"
VALVULAS DE GLOBO
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 200 250 300 400 600 900 1500 2500 4500
Acero inoxidable 1/2 a 24"
1/4" a
2"
1/2 " a
24"
1/2 " a
24"
1/4" a
3"
1/4" a
2"
Hierro fundido 2" a 10"
2" a 8"
Hierro dctil 2" a 24"
2" a 6"
Bronce 1/8" a 3"
1/8" a
6"
1/4" a
3"
1/4" a
3"
1/4" a
3"
Acero fundido 2" a 14"
2" a
16"
4" a
12"
2" a
18"
3" a
24"
1" a
18"
21/2 a
24"
Acero forjado 1/2 a 2"
1/4 a
2"
1/4 a
4"
1/2" a
4"
1/2" a
4"
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VALVULAS EN ANGULO
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 200 250 300 400 600 900 1500 2500
Acero inoxidable 1/2 a 6"
1/4" a
2"
1/2 " a
2"
1/4" a
3"
1/4" a
2"
Hierro fundido 2" a 10"
2" a 8"
Hierro dctil 2" a 24"
2" a 6"
Bronce 1/8" a 3"
1/8" a
6"
1/4" a
3"
1/4" a
3"
1/4" a
3"
Acero fundido 2" a 14"
2" a
16"
4" a
12" 2" a 8"
3" a
8"
1" a
18"
21/2 a
24"
VALVULAS DE MACHO (lubricadas)
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 250 300 400 600 900 1500 2500
Acero inoxidable 1/4 a 4"
1/2 " a
4"
Hierro fundido 1/2 " a 16"
1/2 " a
24"
Acero fundido 1" a 36"
1/2 " a
24"
4" a
26"
1/2 " a
26"
2" a
20"
1/2 " a
16"
1/2 " a
16"
VALVULAS DE BOLA
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 200 300 400 600 900 1000 1500 2500
Acero inoxidable 1/2 a 14"
1/2 " a
14"
1/4" a
3"
1" a
21/2
1/2" a
2"
1" a
11/2
Hierro dctil 1/2 " a 12"
1" a
21/2
Bronce 1/4" a 2"
1/4" a
14"
1/2 " a
14"
1/4" a
3"
1/4" a
3/4"
Acero fundido
1/2" a
16"
1/2" a
16"
11/2 a
8"
1/2" a
1"
1/2" a
2"
Acero forjado 1/4" a 2"
1/4" a
2"
VALVULAS DE RETENCIN (tipo bisagra)
PRESIN NOMINAL EN PSI (CLASE)
MATERIAL 125 150 175 200 250 300 400 600 900 1500
Acero inoxidable 1/2 a 24"
1/4" a
24"
1/2 " a
24"
1/2 " a
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