¿Qué es la válvula?
Una válvula es un dispositivo mecánico diseñado para regular, dirigir o controlar el flujo de fluidos (líquidos, gases o incluso lodos) abriendo, cerrando u obstruyendo parcialmente los conductos. Las válvulas son componentes esenciales en una amplia gama de aplicaciones, lo que garantiza una gestión eficiente y precisa del movimiento de fluidos.
Beneficios de la válvula
Controlar el flujo de fluido
Una de las principales ventajas de las válvulas es que permiten a los usuarios controlar el flujo de fluidos y gases a través de un sistema. Esto significa que los operadores pueden ajustar el caudal y la presión para cumplir con requisitos específicos, asegurando que el sistema funcione de manera eficiente.
Prevenir el reflujo
Las válvulas también pueden evitar el reflujo, que ocurre cuando el fluido o el gas fluye en la dirección opuesta a la prevista. Esto puede ser importante para prevenir la contaminación o daños al equipo.
Proporcionar seguridad
Las válvulas se pueden utilizar como dispositivos de seguridad, cerrando el flujo de fluido o gas si la presión o la temperatura excede los límites de seguridad. Esto puede ayudar a prevenir accidentes o daños al equipo.
Durabilidad
Las válvulas están diseñadas para ser duraderas y confiables, incluso en ambientes hostiles. Suelen estar fabricados de materiales como acero inoxidable, latón o titanio, que pueden soportar altas presiones, temperaturas y fluidos corrosivos.
Flexibilidad
Las válvulas vienen en una amplia gama de diseños y tamaños, lo que las hace adaptables a diferentes aplicaciones. Ya sea que necesite una válvula para un pequeño electrodoméstico o un gran sistema industrial, es probable que exista una válvula que pueda satisfacer sus necesidades.
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Tipos de válvula
Válvulas de compuerta
Las válvulas de compuerta se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren un flujo total de fluidos. Operan levantando una compuerta o cuña para crear una abertura a través de la cual puede pasar el fluido. Las válvulas de compuerta se utilizan comúnmente en industrias como las de petróleo y gas, químicas y plantas de tratamiento de agua.
Válvulas de bola
Las válvulas de bola se usan comúnmente en aplicaciones donde se requiere un cierre hermético. Son un tipo de válvula de cuarto de vuelta que utiliza un disco en forma de bola para controlar el flujo de fluidos. Cuando se gira la manija, la bola gira para abrir o cerrar el paso de flujo. Las válvulas de bola se utilizan comúnmente en industrias como plomería, calefacción y sistemas de aire acondicionado.
Válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa se utilizan en aplicaciones que requieren la regulación del flujo de fluidos en tuberías de gran tamaño. Consisten en un disco que gira alrededor de un eje, creando un sello hermético para regular el flujo de fluidos. Las válvulas de mariposa se utilizan comúnmente en industrias como el tratamiento de agua, la generación de energía y el procesamiento químico.
Revisar válvulas
Las válvulas de retención están diseñadas para evitar el reflujo en las tuberías. Permiten que el fluido fluya en una sola dirección, evitando la inversión del flujo que puede causar daños al equipo. Las válvulas de retención se utilizan comúnmente en industrias como HVAC, tratamiento de agua y procesamiento químico.
Válvulas de globo
Las válvulas de globo se utilizan en aplicaciones que requieren un control preciso del flujo de fluidos. Consisten en un cuerpo de válvula, un disco y un vástago. El vástago mueve el disco hacia arriba y hacia abajo para regular el flujo de fluidos. Las válvulas de globo se utilizan comúnmente en industrias como la de procesamiento químico, farmacéutica y de generación de energía.
Válvulas de diafragma
Las válvulas de diafragma se utilizan en aplicaciones que requieren un sello contra contaminantes. Consisten en un diafragma flexible que se presiona contra un asiento de válvula para regular el flujo de fluidos. Las válvulas de diafragma se utilizan comúnmente en industrias como la de alimentos y bebidas, farmacéutica y de procesamiento químico.
Válvulas de aguja
Las válvulas de aguja se utilizan en aplicaciones que requieren un control preciso del flujo de fluidos. Consisten en un disco en forma de aguja que se utiliza para controlar el tamaño de la abertura por la que puede pasar el líquido. Las válvulas de aguja se utilizan comúnmente en industrias como la de instrumentación, investigación de laboratorio y equipos médicos.
Industrias donde las válvulas se utilizan ampliamente
industria de energía eléctrica
Muchas centrales eléctricas utilizan combustibles fósiles y turbinas de alta velocidad para generar electricidad. Las válvulas de compuerta son la primera opción para aplicaciones de encendido/apagado de plantas de energía. Las válvulas de bola de alto rendimiento se utilizan ampliamente en la industria energética.
Las aplicaciones en centrales eléctricas someten a tuberías y válvulas a una presión enorme, por lo que las válvulas requieren materiales y diseños robustos para soportar los múltiples desafíos de ciclos, temperatura y presión. Además de la válvula de vapor principal, la central eléctrica cuenta con muchas tuberías auxiliares. Estas tuberías auxiliares constan de una amplia variedad de válvulas de globo, mariposa, retención, bola y compuerta.
Abastecimiento
Las plantas acuáticas requieren niveles de presión y temperaturas ambiente relativamente bajos. Dado que la temperatura del agua es normal, es posible utilizar juntas de goma y elastómeros que no son adecuados en otros lugares. Este tipo de materiales permiten sellar la instalación de válvulas de agua, evitando fugas de agua. Las válvulas en plantas de abastecimiento de agua suelen estar muy por debajo de 200 psi, por lo que no se requieren diseños de presión de espesor de pared de alta presión. A menos que se requiera una válvula en un punto de alta presión en una presa o un canal largo, es posible que se requiera una válvula de agua incorporada para soportar presiones de alrededor de 300 psi.
Industria offshore
Los sistemas de tuberías de las instalaciones de producción marinas y de las plataformas petrolíferas contienen numerosas válvulas. Estos productos de válvulas están disponibles en una variedad de tamaños para satisfacer todos los desafíos de control de flujo. Una parte crítica de una instalación de producción de petróleo es el sistema de tuberías de recuperación de petróleo o gas natural. Este sistema no sólo se utiliza en plataformas, sus sistemas de producción se suelen utilizar a profundidades de 10,000 pies o más. En plataformas petroleras más grandes, se requiere un mayor procesamiento del petróleo crudo desde la boca del pozo. Estos procesos incluyen la separación de gas (gas natural) de vapores de fluidos y agua de hidrocarburos. Estos sistemas suelen utilizar válvulas de bola y de retención y válvulas de compuerta API 6D. Las válvulas API 6D no son adecuadas para aplicaciones con requisitos de tubería estrictos y generalmente se usan en tuberías de instalaciones internas en plataformas o barcos de perforación.
Tratamiento de aguas residuales
Las líneas de aguas residuales recogen los residuos sólidos y fluidos y los dirigen a una planta de tratamiento de aguas residuales. Las plantas de tratamiento de aguas residuales funcionan con tuberías y válvulas de baja presión y, en muchos casos, las válvulas de aguas residuales tienen requisitos más relajados que los requisitos de agua limpia. Las válvulas de retención y las compuertas de hierro son las opciones más populares para el tratamiento de aguas residuales.
Producción de petróleo y gas
Los pozos de gas y petróleo y sus instalaciones de producción utilizan muchas válvulas de alta resistencia. El gas natural y el petróleo subterráneos tienen una presión enorme, y el petróleo y el gas se pueden rociar al aire a una altura de hasta 100 metros.
Las combinaciones de válvulas y accesorios especiales son capaces de soportar presiones superiores a 10000 psi. Estas presiones son raras en tierra y son más comunes en los pozos petroleros de aguas profundas. Las válvulas utilizadas en equipos de boca de pozo están sujetas a altas temperaturas y presiones extremadamente altas. Las combinaciones de tuberías de válvulas suelen contener válvulas de compuerta y de globo especiales. Se utilizan válvulas de cierre especiales para regular el flujo del pozo. Además de las bocas de pozo, existen instalaciones en campos de gas y petróleo que requieren válvulas. Estos incluyen equipos de proceso para el pretratamiento de gas natural o petróleo. Estas válvulas suelen ser de acero al carbono, de menor calidad.
Tubería de agua
En estas tuberías se utilizan muchas válvulas importantes, como las válvulas de retención de emergencia para tuberías. Las válvulas de emergencia aíslan una sección de tubería para mantenimiento o fugas. También hay instalaciones dispersas a lo largo del oleoducto: aquí es donde el oleoducto emerge del suelo y es el equipo utilizado para la inspección y limpieza de la línea de producción. Estas estaciones contienen múltiples válvulas, que generalmente son válvulas de bola o de compuerta. Las válvulas del sistema de plomería deben estar completamente abiertas para permitir el paso del equipo de alcantarillado.
Edificios comerciales
Es un edificio comercial en pie, hay muchas tuberías en su interior. Después de todo, cada edificio necesita agua y electricidad. Para el agua, deben existir varios sistemas de tuberías para transportar agua del grifo, aguas residuales, agua caliente y protección contra incendios. Las piezas de válvulas más utilizadas son válvulas reductoras de presión. Además, para que los sistemas de protección contra incendios funcionen correctamente, deben tener suficiente presión y el tipo y categoría de las válvulas de montaje general contra incendios deben ser aprobados por la agencia reguladora correspondiente antes de la instalación.
¿Cuál es la función de una válvula?
La función principal de una válvula es controlar el flujo de fluidos dentro de un sistema. Este control se puede lograr variando la posición de la válvula para permitir, restringir o detener el flujo, según los requisitos de la aplicación específica. Las válvulas se utilizan para iniciar y detener el flujo, regular el caudal, controlar la dirección del flujo e incluso mezclar fluidos en algunos casos. La selección y el uso adecuados de válvulas son vitales para optimizar el rendimiento y la eficiencia de muchos procesos industriales.
El complejo proceso de fabricación e inspección de piezas ciegas de válvulas
Las piezas fundidas de válvulas se forman calentando metales a miles de grados Fahrenheit, momento en el que se funden y se convierten en líquidos. Los metales líquidos se vierten en moldes, donde se enfrían y toman la forma de una válvula específica.
Las piezas brutas de válvulas son piezas estructuralmente complejas y de paredes delgadas. Se requiere que los espacios en bruto de fundición de válvulas tengan una superficie lisa, una fundición de carácter claro y una densidad integral. Para cumplir con los requisitos anteriores, se deben tomar una serie de medidas de procesamiento durante la fundición, como la selección de material de moldeo altamente refractario y el control de la humedad de la arena, la estratificación durante el moldeo para asegurar la dureza de la arena, el uso de sistemas de tapa de fundición razonables y control estricto de la velocidad y temperatura de vertido. Debido a sus altos requisitos técnicos, el proceso de fundición de la válvula en bruto es mucho más complicado que el de las piezas fundidas generales.
Las válvulas terminadas se inspeccionan inicialmente para determinar el tamaño, la precisión de la posición y la apariencia adecuados. Luego, se inspeccionan más de cerca para determinar su microestructura, propiedades mecánicas, resistencia a la corrosión y sondajes no destructivos. Incluso la inspección de la válvula, el proceso de prueba y los pasos de control de calidad de la fabricación son bastante complicados y exhaustivos.
Instalación de válvulas en máquinas herramienta
La estructura y forma de las partes principales de la válvula son muy complejas. Algunas piezas tienen paredes finas y esbeltas, con poca rigidez. Cuando se mecanizan con herramientas industriales, el posicionamiento y la sujeción pueden resultar muy difíciles y, a menudo, se necesitan accesorios especiales complicados.
Para algunas piezas de válvulas sanitarias, la base de posicionamiento tiene baja precisión y alta rugosidad superficial. A veces incluso se utiliza un posicionamiento de superficie no mecanizado. Pero existen requisitos muy altos para la precisión y rugosidad de la superficie de sellado procesada, por lo que es muy difícil garantizar la calidad del procesamiento. Por lo tanto, para satisfacer las necesidades de procesamiento, a menudo es necesario aumentar la precisión de la base de posicionamiento y reducir la rugosidad de la superficie, o producir una superficie de posicionamiento en una superficie que no es de procesamiento, lo que sólo aumenta la complejidad del proceso de fabricación de la válvula.
Procesamiento mecánico complejo
Debido a la amplia variedad de materiales de válvulas, excepto varios tipos de hierro fundido y acero al carbono, el rendimiento de corte de la mayoría de los materiales de alta resistencia, resistencia a la corrosión y alta dureza es muy pobre, lo que dificulta lograr la precisión y superficie de mecanizado especificadas. aspereza. Y existen requisitos muy altos para la precisión geométrica y la rugosidad de la superficie de sellado de la válvula, por lo que es aún más difícil realizar procesamiento mecánico en las válvulas. Mientras tanto, el pobre rendimiento de corte de los materiales de las válvulas causa bastantes problemas nuevos para los métodos de procesamiento, los materiales de las herramientas de corte, el corte excesivo y el equipo de procesamiento de válvulas.
Los componentes principales de las válvulas
Cuerpo de la válvula
El cuerpo de la válvula no solo alberga otras partes de la válvula, incluidos el disco y el asiento, sino que también es la parte principal de retención de presión de la válvula. También es por donde el fluido pasa a través de la válvula, ya que ambos extremos del cuerpo de la válvula están conectados con tuberías. Los extremos pueden ser roscados, bridados o acabados con tipos de soldadura a tope que dependen del tamaño y la presión del sistema de tuberías. Los cuerpos de las válvulas vienen fundidos o forjados en una variedad de materiales, incluido acero fundido, acero inoxidable y acero aleado, según los requisitos de la válvula en su conjunto.
Capó
El capó es el segundo componente de retención de presión de una válvula y también se conoce como tapa. Está conectado al cuerpo de la válvula para crear el recinto de la válvula. En el caso de las válvulas de globo, de diafragma, de compuerta o de retención, tiene una abertura por donde pasa el vástago de la válvula y proporciona acceso a las partes internas de la válvula cuando se necesita mantenimiento.
Provenir
El propósito del vástago de la válvula es transferir el movimiento requerido al disco, al obturador o a la bola para abrir y cerrar la válvula. Está conectado al actuador, palanca o volante de la válvula en un extremo y al disco de la válvula en el otro extremo.
En una válvula de compuerta o de globo, el vástago utiliza el movimiento lineal del disco para abrir o cerrar la válvula, mientras que en las válvulas de obturador, bola y mariposa, el disco gira para abrirlo o cerrarlo.
Desct
El disco es la parte de la válvula que permite o detiene el flujo, dependiendo de dónde esté ubicado. Un disco de válvula puede estar forjado, fabricado o fundido.
Asiento
El asiento es una de las partes principales de la válvula que afecta directamente la velocidad de fuga de la válvula y es una parte integral del cuerpo de la válvula. Las válvulas pueden tener uno o más asientos según el tipo de válvula. Por ejemplo, una válvula de compuerta tiene dos asientos, uno que se encuentra en el lado aguas arriba y el otro en el lado aguas abajo.
Recortar
Los internos de válvula son el término colectivo para las piezas internas extraíbles o reemplazables que entran en contacto con el medio de flujo. Estas piezas incluyen el asiento de la válvula, el disco, los casquillos, los espaciadores, las guías, los casquillos y los resortes internos.
Solenoide
El actuador es el mecanismo que opera la válvula y está conectado al conjunto de vástago y disco. Puede operarse manualmente mediante un volante, palanca, engranaje, cadena o mediante un mecanismo de motor, solenoide, neumático o hidráulico.
Mantenga las válvulas funcionando con estos 3 consejos de mantenimiento
Limpia el área.
El mantenimiento de las válvulas no es complicado. A veces, la forma más sencilla de evitar reparaciones costosas es con una limpieza sencilla y rápida. Dependiendo del tipo y la ubicación de la válvula, deberá limpiar el polvo o los residuos con una toalla o eliminar el material más adherido con un cepillo de alambre. Limpie las válvulas al menos una vez al año. Esta es una forma rápida y sencilla de prolongar la vida útil de todo su sistema.
Revisa tu dispositivo.
Inspeccionar sus válvulas es otro paso fácil y gratuito en el mantenimiento de válvulas. Primero, simplemente controle la válvula y compruebe si hay fugas. Una de las formas más sencillas de determinar si tiene una fuga es buscar signos de corrosión, óxido o acumulación de minerales. Las fugas extensas pueden requerir que reemplace la válvula, o al menos reemplace las partes desgastadas o rotas de la válvula. Luego, abra y cierre las válvulas para verificar que no estén atascadas y verifique la presión y temperatura del medio que fluye a través de las válvulas. válvula. Asegúrese de que no se acerquen ni excedan los límites nominales de la válvula que está utilizando. Las válvulas de alta presión deben controlarse con más regularidad que las válvulas de baja presión.
Lubrique la válvula.
Una de las partes del mantenimiento de válvulas que más se pasa por alto pero que es más barata es la lubricación o lubricación. Omitir este paso puede provocar convulsiones o al menos una reducción del rendimiento. La lubricación regular también puede ayudar a sellar las válvulas y prolongar su vida útil. La clave es girar la válvula para garantizar que el lubricante ingrese a la cámara de la válvula. Esto prolongará la vida útil de la válvula al limitar el desgaste. El mantenimiento de su válvula requerirá que seleccione el método de lubricación correcto para su válvula específica según la configuración. Los lubricantes tienen una variedad de propiedades, así que no uses lo primero que encuentres. Son impermeables, a base de litio, resistentes a altas temperaturas, resistentes al dióxido de carbono y más. Por ejemplo, a los lubricantes en barra se les puede agregar arcilla u otros espesantes sólidos, que pueden endurecerse y dejar sólidos en la válvula, lo que hace que la válvula se pegue. Además de proteger sus válvulas con lubricación, es posible que también desee protegerlas de los cambios de temperatura ambiente, especialmente si las tuberías están ubicadas al aire libre. Si este es el caso, es posible que sea necesario agregar y mantener un aislamiento protector como parte de la rutina de mantenimiento de su válvula.
Tipo de medio
Las características del tipo de líquido o gas que se controla determinarán el material de la válvula que se debe utilizar. Cuando se monitorean materiales agresivos o corrosivos, el politetrafluoroetileno (PTFE) y los perfluoroalcoxi alcanos (PFA) son excelentes opciones, ya que pueden soportar estas condiciones. Al monitorear gases presurizados, es importante utilizar válvulas metálicas para lograr el más alto nivel de seguridad.
Condiciones de solicitud
La selección del tamaño correcto de la válvula es el paso más importante para seleccionar la válvula adecuada para su aplicación. Una válvula de tamaño inadecuado puede causar problemas de funcionamiento dentro de la válvula o en otras partes del sistema. Además de esto, determine la temperatura, la presión y el caudal bajo el cual funcionará su válvula. En la mayoría de los casos, las válvulas de metal pueden soportar temperaturas y presiones más altas que las de plástico.
Función de válvula
Determine la necesidad que su válvula necesita satisfacer. Las válvulas de 2-vía funcionan bien para el control de encendido/apagado en un sistema, mientras que las válvulas de 3-vía se pueden usar para el control de encendido/apagado, así como para desviar o mezclar medios. Además, tome nota de si su válvula estará abierta o cerrada con más frecuencia. Para prolongar la vida útil, solicite una válvula que normalmente esté en esa orientación y cambie a la otra dirección cuando se energice.
Método de actuación
Otra consideración a tener en cuenta es cómo se va a operar la válvula. Identifique si la válvula se operará manualmente o si será necesario accionarla para que se apague y encienda automáticamente. Si se elige lo último, decida si la unidad se va a utilizar con un actuador eléctrico, neumático o hidráulico.
Requisitos de mantenimiento
Si es necesario realizar un mantenimiento con regularidad, las válvulas de bola son una excelente opción, ya que resisten la obstrucción y son uno de los tipos de válvulas más simples de mantener. Las válvulas de bola también están disponibles en 3-configuraciones de piezas, que constan de dos tapas de extremo y un cuerpo. Esto permite retirar fácilmente la sección del cuerpo principal para limpiarla sin desconectar las tapas de los extremos de la tubería, lo que evita que la línea se apague durante el mantenimiento.
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