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CURSO SPRINT. ANALISIS Y SELECCIÓN DE
VÁLVULAS INDUSTRIALES Sin duda uno de los elementos más importantes en una
instalación industrial de tuberías son las válvulas. Éstas son las encargadas de controlar, regular y optimizar los
flujos de caudales que fluyen por nuestro sistema y proporcionan una herramienta esencial al ingeniero de proceso ¡Acompáñanos a descubrir todos sus detalles!
Curso SPRINT. Análisis y Selección de Válvulas. Formación Industrial©
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Quedan prohibidos, dentro de los límites establecidos en la ley y bajo los apercibimientos legalmente previstos, la reproducción total o parcial de esta obra por
cualquier medio o procedimiento o cualquier otra forma de cesión de la obra sin la autorización por escrito de Formación Industrial Online
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Contenidos del SPRINT
Introducción .................................................................................................................................... 2
Partes comunes de una válvula ............................................................................................... 2
Clasificación de válvulas ............................................................................................................. 3
Según su funcionamiento: ................................................................................................................................... 3
Según su método de cierre:................................................................................................................................ 4
Tipos de válvulas industriales ................................................................................................... 5
Tipo 1: Válvulas de compuerta “gate valve” ............................................................................................... 5
Tipo 2: Válvula de globo “globe valve” ......................................................................................................... 8
Tipo 3: Válvula de pistón .................................................................................................................................... 12
Tipo 4: Válvula de aguja ...................................................................................................................................... 13
Tipo 5: Válvula de núcleo perforado .......................................................................................................... 15
a) Válvula de macho perforado: ............................................................................................................ 15
b) Válvula de bola perforada: .................................................................................................................. 17
Tipo 6: Válvula de mariposa ............................................................................................................................... 19
Tipo 7: Válvula de diafragma. ........................................................................................................................... 22
Tipo 8: Válvula de Manguito ............................................................................................................................ 24
Tipo 9: Válvulas de Retención. ......................................................................................................................... 26
a) Válvula de retención de columpio ............................................................................................... 27
b) Válvula de retención de bola ........................................................................................................... 29
Tipo 10: Válvula de seguridad, Alivio y Regulación. .......................................................................... 29
a) Válvula de seguridad ............................................................................................................................ 30
b) Válvula de alivio .......................................................................................................................................... 31
c) Válvula de regulación de presión .................................................................................................. 31
d) ¿Qué diferencia una de otra? .......................................................................................................... 32
Tipo 11: Válvulas de control. ................................................................................................................................ 33
a) Válvulas de control de flujo: ............................................................................................................. 34
b) Válvulas de control de presión ....................................................................................................... 35
c) Válvulas de control de temperatura: .......................................................................................... 35
Accesorios para válvulas ........................................................................................................... 36
Materiales comunes para la fabricación de válvulas ...................................................... 39
Materiales de fabricación para el cuerpo ................................................................................................ 39
Materiales para accesorios de válvulas .................................................................................................... 40
Directrices para seguir cuando se instalan válvulas. ..................................................... 40
Especificaciones de válvulas ....................................................................................................41
Tiempos de montaje de Válvulas ........................................................................................... 42
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Introducción
Las válvulas constituyen del 20 al 30% del costo de la instalación de tuberías de una
Planta Industrial, según sea el proceso; el costo de un tipo y tamaño dados de
válvulas puede variar según sea su construcción. Por tanto, la selección de válvulas
es de suma importancia en los aspectos económicos, así como en la operación de
Plantas de proceso.
Las válvulas tienen como función básica el control del flujo de un fluido, tanto en
dirección como en cantidad, tarea que realizará por la inserción de un objeto
(elemento de control de flujo / obturador) que permitirá la diversificación,
restricción o regulación de flujo.
La especificación de una válvula es un proceso concienzudo que involucra
definiciones muy variadas. A continuación, se listan los criterios mínimos que se
deben tomar en cuenta en la elección de una válvula:
a) Tipo de válvula.
b) Material de fabricación y material que está en contacto con el fluido.
c) Tipo de conexiones (roscada, soldable, bridada, etc.)
d) Rango de presión de operación.
e) Diámetro nominal.
f) Definición del elemento de control y sus asientos.
g) Definición del vástago y bonete (incluidos sus empaques).
h) Definición del volante o artefacto de operación de la válvula.
Partes comunes de una válvula
Aunque cada válvula está formada por sus elementos característicos,
prácticamente todos los modelos comparten una serie de conceptos comunes a la
mayoría de las válvulas, los cuales veremos de forma exhaustiva durante todo el
desarrollo del curso.
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• Obturador: También denominado disco de pared metálica, esfera, pitch…etc.
es la pieza que realizará la interrupción física del fluido.
• Eje: También denominado husillo, es la parte que conduce y fija el obturador.
• Asiento: Parte de la válvula donde se realiza el cierre por medio del contacto
con el obturador.
• Empaquetadura del eje: Es la parte que montada alrededor del eje metálico
asegura la estanqueidad a la atmósfera del fluido.
• Juntas de cierre: Componentes que, montados alrededor del órgano de
cierre (en algunos casos), asegura una estanqueidad más precisa del
obturador.
• Cuerpo y Bonete: Partes retenedoras de presión, son el envolvente de las
partes internas de las válvulas.
• Extremos: Parte de la válvula que permite la conexión a la tubería, pueden
ser bridados, soldados, roscados, ranurados o incluso no disponer de ellos, es
decir, permitir que la válvula se acople a la tubería tan solo por las uniones
externas (Válvula Wafer).
• Pernos de unión: Son los elementos que unen el cuerpo y la tapa/bonete de
la válvula entre sí. Para asegurar la estanqueidad atmosférica hay que
colocar juntas entre estas dos superficies metálicas.
• Accionamiento: Es el mecanismo que acciona la válvula.
Clasificación de válvulas
Podemos clasificar las válvulas según dos criterios claramente diferenciados:
Según su funcionamiento:
a) Todo o Nada. Válvulas que solo trabajan eficientemente cerrando o abriendo
completamente el flujo que circula a través de ellas.
b) Reguladoras. Pueden variar el porcentaje de flujo en forma proporcional.
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c) De retención. Permiten el flujo en una sola dirección y lo bloquean en
sentido contrario.
d) Diversificación. Permiten dos o más rutas alternativas de flujo (de varias
vías).
e) Seguridad. Evacuan fluido de un sistema para controlar flujo o presión.
Según su método de cierre:
a) Moviendo un disco o embolo, dentro o contra un orificio, como es el caso
de las válvulas de globo, ángulo, y de aguja.
b) Deslizamiento de una compuerta plana (que puede estar bipartida), con
una superficie esférica o cilíndrica transversal a un orificio, como en el caso
de las válvulas de compuerta, cuchilla y pistón.
c) Rotación de un elemento mariposa, esfera o macho, alrededor de una
flecha que se extiende a través del diámetro de una cavidad circular, esférica
o cónica; como sucede en las válvulas de mariposa, bola y macho.
Hay que tener muy en cuenta los mecanismos básicos y los elementos de control
del fluido. El mecanismo de ajuste del elemento de control de flujo es un accesorio
crítico para permitir el control del porcentaje de flujo a través del cuerpo de la
válvula.
Considerando siempre este punto, los diseñadores de varias manufactureras de
válvulas tienen avanzados métodos para aislar el mecanismo que regula el
movimiento del elemento de control de flujo del fluido.
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Tipos de válvulas industriales
Tipo 1: Válvulas de compuerta “Gate Valve”
Controlan el flujo en aquellas líneas donde se requiere flujo ininterrumpido con una
pequeña caída de presión.
Los servicios de regulación no se recomiendan para estas válvulas, dado que se
dañan la compuerta y el sello cuando se usa para regular flujo. Además, se produce
turbulencia con la compuerta en la posición parcialmente abierta.
Pausa: ¡Comenzamos con el Vídeo 1, el Infograma 1 y el Modelo 1! Puedes continuar la
lectura o visualizarlos ya a modo de introducción ¡Como prefieras!
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Cuando la válvula está completamente abierta, la compuerta se queda en la zona
superior “escapando” del flujo del fluido de manera que el fluido fluye directo a
través del orificio que tiene, esencialmente, el mismo diámetro de la tubería (Full
Bore Valve)
Sus partes principales son: volante, vástago, bonete, compuerta, asiento y cuerpo.
Estas válvulas son asequibles y presentan ensambles de vástago de los siguientes
tipos:
a) Vástago no saliente con rosca interior, que es ventajosa donde el espacio
de operación es limitado.
b) Vástago no saliente rosca exterior (O S & Y), que requiere más espacio, pero
evita exponer la rosca al fluido de proceso.
c) Vástago saliente rosca interior, que expone la rosca del vástago al fluido de
proceso, y por eso no debe usarse con fluidos corrosivos.
En estas válvulas, podemos encontrar los siguientes tipos de bonetes:
• Bonetes con rosca hembra o macho para válvulas de tamaño pequeño y
servicio de baja presión.
• Bonetes con tuerca de unión para válvulas pequeñas y de frecuente
mantenimiento.
• Bonetes bridados con tornillos para válvulas grandes y de servicio de alta
temperatura y presión.
• Bonetes con abrazaderas para presión moderada y necesidad de limpieza
frecuente.
• Bonetes sellados a presión para servicios de alta presión y temperatura.
• Bonetes de borde sellado para servicios de alta presión y temperatura.
• Bonetes de asiento sellado para servicios de alta presión y temperatura.
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Se pueden instalar los siguientes elementos de control de flujo en las válvulas de
compuerta:
a) Disco (compuerta) corrido o de cuña simple con asientos cónicos para
aceite, gas, aire, lodos y líquidos pesados. (Guillotina)
b) Cuñas flexibles. El disco es sólido solo a través de la mitad, con ambas
superficies de los asientos flexibles, para presiones y temperaturas
fluctuantes.
c) Disco de cuña bipartida. Un diseño de bola-cavidad donde las dos
espaldas de las cuñas se ensamblan para que ambas caras se ajusten a
las superficies de los asientos, de manera que cada disco se mueva
independientemente para un buen sellado; útil para gases no
condensables, líquidos a temperatura normal y fluidos corrosivos, todos
ellos a baja presión.
d) Válvulas de doble disco o discos paralelos. Opera paralelo al asiento, el
disco se ve forzado por separadores o cuñas que empujan el disco contra
la superficie del asiento; útil para gases no condensables.
Los asientos para válvulas de compuerta se suministran integrados al cuerpo o en
una construcción tipo anillo; para servicio a alta temperatura, los anillos del asiento
se presionan dentro de su posición y se sueldan herméticos al cuerpo.
Algunas zonas de fugas de estas válvulas pueden ser:
• Ambos terminales donde se une a las tuberías.
• En la junta entre bonete y cuerpo.
• En el vástago, o aguas abajo del elemento de control de flujo, cuando la
válvula está cerrada. Fuga que debe solucionarse cambiando el tipo de sello.
(metal-metal, metal-plástico, metal-injerto (plástico)
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El método más común de sello en el vástago es el de prensaestopas; es una
cavidad cilíndrica rellena de empaque a la cual se hace presión con una brida
collarín (o brida/tuerca prensaestopas). También se pueden sellar los vástagos por
medio de aplicación lateral de grasa de un anillo linterna.
El vástago puede proveerse con empaque nuevo y/o anillos “O" nuevos, según se
necesite; los materiales para los prensaestopas incluyen asbesto grafito y asbestos
impregnados de teflón.
Pausa: ¡Continuamos con el Vídeo 2 y el Infograma 2! Puedes continuar la lectura o
visualizarlos ya a modo de conclusión de este tipo de válvulas ¡Como prefieras!
..........DESCARGA NUESTRO SPRINT Y CONTINÚA APRENDIENDO CON NOSOTROS!
