1 Puntos clave de la selección de válvulas

1.1 Aclarar el propósito de la válvula en el equipo o dispositivo

Determinar las condiciones de trabajo de la válvula: la naturaleza del medio aplicable, la presión de trabajo, la temperatura de trabajo y el método de control de operación, etc.;

1.2 Seleccionar correctamente el tipo de válvula

La selección correcta del tipo de válvula se basa en el conocimiento profundo del diseñador sobre el proceso de producción y las condiciones de operación. Al seleccionar el tipo de válvula, el diseñador debe primero comprender las características estructurales y el rendimiento de cada válvula.

1.3 Determinar la conexión final de la válvula

Entre las conexiones roscadas, bridadas y soldadas, las dos primeras son las más utilizadas. Las válvulas roscadas son principalmente válvulas con un diámetro nominal inferior a 50 mm. Si el diámetro es demasiado grande, la instalación y el sellado de la conexión son muy difíciles. Las válvulas con brida son más fáciles de instalar y desmontar, pero son más pesadas y caras que las roscadas, por lo que son adecuadas para conexiones de tuberías de diversos diámetros y presiones. Las conexiones soldadas son adecuadas para condiciones de carga pesada y son más fiables que las conexiones con brida. Sin embargo, es difícil desmontar y reinstalar las válvulas conectadas por soldadura, por lo que su uso se limita a las ocasiones en que normalmente puede funcionar de forma fiable durante un largo periodo de tiempo, o en condiciones de uso rigurosas y altas temperaturas.

1.4 Selección de materiales de válvulas

Además de considerar las propiedades físicas (temperatura, presión) y químicas (corrosividad) del fluido de trabajo, se debe tener en cuenta la limpieza del fluido (si contiene partículas sólidas) al seleccionar los materiales de la carcasa de la válvula, las piezas internas y la superficie de sellado. Además, se deben consultar las normativas estatales y del departamento del usuario. Una selección correcta y razonable de los materiales de la válvula permite obtener la vida útil más económica y el mejor rendimiento de la válvula. El orden de selección de los materiales del cuerpo de la válvula es: hierro fundido-acero al carbono-acero inoxidable, y el orden de selección de los materiales del anillo de sellado es: caucho-cobre-acero aleado-F4.

1.5 Otros

Además, se debe determinar el caudal y el nivel de presión del fluido que fluye a través de la válvula, y se debe seleccionar la válvula adecuada utilizando la información existente (como catálogos de productos de válvulas, muestras de productos de válvulas, etc.).

2 Introducción a las válvulas comunes

Existen muchos tipos de válvulas y las variedades son complejas. Los tipos principales son:válvulas de compuerta, válvulas de cierre, válvulas de mariposa,válvulas de mariposa, válvulas de tapón, válvulas de bola, válvulas eléctricas, válvulas de diafragma, válvulas de retención, válvulas de seguridad, válvulas reductoras de presión,trampas de vapor y válvulas de cierre de emergencia,Entre las que se utilizan comúnmente se encuentran las válvulas de compuerta, válvulas de cierre, válvulas de mariposa, válvulas de tapón, válvulas de mariposa, válvulas de bola, válvulas de retención y válvulas de diafragma.

2.1 Válvula de compuerta

Una válvula de compuerta es una válvula cuyo cuerpo de apertura y cierre (placa de válvula) es impulsado por el vástago de la válvula y se mueve hacia arriba y hacia abajo a lo largo de la superficie de sellado del asiento de la válvula, que puede conectar o cortar el paso del fluido. En comparación con la válvula de cierre, la válvula de compuerta tiene un mejor rendimiento de sellado, menor resistencia al fluido, menos esfuerzo en la apertura y el cierre, y tiene cierto rendimiento de ajuste. Es una de las válvulas de cierre más utilizadas. Las desventajas son su gran tamaño, estructura más compleja que la válvula de cierre, fácil desgaste de la superficie de sellado y difícil mantenimiento. Generalmente no es adecuado para el estrangulamiento. Según la posición de la rosca en el vástago de la válvula de compuerta, se puede dividir en dos tipos: tipo de vástago ascendente y tipo de vástago oculto. Según las características estructurales de la placa de compuerta, se puede dividir en dos tipos: tipo de cuña y tipo paralelo.

2.2 Válvula de cierre

La válvula de cierre es una válvula de cierre descendente, en la que las piezas de apertura y cierre (disco) son accionadas por el vástago de la válvula para moverse hacia arriba y hacia abajo a lo largo del eje del asiento de la válvula (superficie de sellado). En comparación con la válvula de compuerta, presenta un buen rendimiento de ajuste, un sellado deficiente, una estructura simple, una fabricación y un mantenimiento fáciles, una gran resistencia a los fluidos y un precio bajo. Es una válvula de corte de uso común, generalmente utilizada en tuberías de diámetro medio y pequeño.

2.3 Válvula de bola

Las piezas de apertura y cierre de la válvula de bola son esferas con orificios circulares pasantes, que giran con el vástago para abrir y cerrar la válvula. La válvula de bola tiene una estructura simple, conmutación rápida, operación conveniente, tamaño compacto, peso ligero, pocas piezas, baja resistencia a fluidos, buen sellado y fácil mantenimiento.

2.4 Válvula de mariposa

A excepción del disco de la válvula, la válvula de mariposa tiene básicamente la misma estructura que la válvula de cierre. Su disco es un componente de estrangulamiento, y sus diferentes formas presentan características diferentes. El diámetro del asiento de la válvula no debe ser demasiado grande, ya que su altura de apertura es pequeña y el caudal del medio aumenta, acelerando así la erosión del disco. La válvula de mariposa es compacta, ligera y ofrece un buen rendimiento de ajuste, pero su precisión no es alta.

2.5 Válvula de tapón

La válvula de tapón utiliza un cuerpo con un orificio pasante como elemento de apertura y cierre, que gira con el vástago de la válvula para lograr la apertura y el cierre. La válvula de tapón tiene una estructura simple, apertura y cierre rápidos, fácil operación, baja resistencia al fluido, pocas piezas y peso ligero. Las válvulas de tapón están disponibles en tipos de paso recto, tres y cuatro vías. Las válvulas de tapón de paso recto se utilizan para cortar el fluido, mientras que las de tres y cuatro vías se utilizan para cambiar la dirección del fluido o desviarlo.

2.6 Válvula de mariposa

La válvula de mariposa es una placa que gira 90° alrededor de un eje fijo en el cuerpo de la válvula para completar la función de apertura y cierre. Es compacta, ligera, de estructura simple y consta de pocas piezas.

Se abre y cierra rápidamente girando 90° y es fácil de operar. Cuando la válvula de mariposa está completamente abierta, el grosor de la placa de la mariposa es la única resistencia cuando el fluido fluye a través del cuerpo de la válvula. Por lo tanto, la caída de presión generada por la válvula es muy pequeña, lo que le confiere un buen control de flujo. Las válvulas de mariposa se dividen en dos tipos de sellado: sello elástico blando y sello metálico duro. En las válvulas de sello elástico, el anillo de sellado puede estar integrado en el cuerpo de la válvula o fijado a la periferia de la placa de la mariposa. Presenta un buen rendimiento de sellado y se puede utilizar para estrangulamiento, así como para tuberías de vacío medio y fluidos corrosivos. Las válvulas con sellos metálicos suelen tener una vida útil más larga que las válvulas con sellos elásticos, pero es difícil lograr un sellado completo. Se suelen utilizar en situaciones donde el caudal y la caída de presión varían considerablemente y se requiere un buen rendimiento de estrangulamiento. Los sellos metálicos se adaptan a temperaturas de funcionamiento más altas, mientras que los sellos elásticos presentan el defecto de estar limitados por la temperatura.

2.7 Válvula de retención

Una válvula de retención es una válvula que puede prevenir automáticamente el reflujo de fluido. El disco de la válvula de retención se abre bajo la acción de la presión del fluido, y el fluido fluye desde el lado de entrada al lado de salida. Cuando la presión en el lado de entrada es menor que la del lado de salida, el disco de la válvula se cierra automáticamente bajo la acción de factores como la diferencia de presión del fluido y su propia gravedad para prevenir el reflujo del fluido. Según la forma estructural, se divide en válvula de retención de elevación y válvula de retención de oscilación. La válvula de retención de elevación tiene mejor sellado que la válvula de retención de oscilación y mayor resistencia al fluido. Para el puerto de succión de la tubería de succión de la bomba, se debe seleccionar una válvula de pie. Su función es: llenar la tubería de entrada de la bomba con agua antes de arrancar la bomba; mantener la tubería de entrada y el cuerpo de la bomba llenos de agua después de detener la bomba en preparación para reiniciarla. La válvula de pie generalmente solo se instala en la tubería vertical en la entrada de la bomba, y el medio fluye de abajo hacia arriba.

2.8 Válvula de diafragma

La parte de apertura y cierre de la válvula de diafragma es un diafragma de goma, que se coloca entre el cuerpo de la válvula y la tapa de la válvula.

La parte saliente del diafragma se fija al vástago de la válvula, y el cuerpo de la válvula está revestido de caucho. Dado que el fluido no penetra en la cavidad interior de la tapa, el vástago no necesita prensaestopas. La válvula de diafragma tiene una estructura simple, buen sellado, fácil mantenimiento y baja resistencia a los fluidos. Las válvulas de diafragma se dividen en válvulas de vertedero, de paso recto, de ángulo recto y de corriente continua.

3 Instrucciones comunes de selección de válvulas

3.1 Instrucciones de selección de válvulas de compuerta

Generalmente, se deben seleccionar primero las válvulas de compuerta. Además de vapor, aceite y otros fluidos, las válvulas de compuerta también son adecuadas para fluidos con sólidos granulares y alta viscosidad, así como para válvulas de venteo y sistemas de bajo vacío. Para fluidos con partículas sólidas, el cuerpo de la válvula de compuerta debe tener uno o dos orificios de purga. Para fluidos de baja temperatura, se debe seleccionar una válvula de compuerta especial para baja temperatura.

3.2 Instrucciones de selección de la válvula de cierre

La válvula de cierre es adecuada para tuberías con bajos requisitos de resistencia a fluidos, es decir, donde la pérdida de presión es mínima, así como para tuberías o dispositivos con medios de alta temperatura y alta presión. Es adecuada para tuberías de vapor y otros medios con DN < 200 mm; las válvulas pequeñas pueden usar válvulas de cierre, como válvulas de aguja, válvulas de instrumentación, válvulas de muestreo, válvulas de manómetro, etc.; las válvulas de cierre tienen regulación de caudal o presión, pero su precisión no es alta y el diámetro de la tubería es relativamente pequeño, por lo que se deben seleccionar válvulas de cierre o válvulas de estrangulación; para medios altamente tóxicos, se deben seleccionar válvulas de cierre con fuelle; sin embargo, las válvulas de cierre no deben usarse para medios con alta viscosidad ni con partículas que sean fáciles de precipitar, ni como válvulas de ventilación ni para sistemas de bajo vacío.

3.3 Instrucciones de selección de válvulas de bola

Las válvulas de bola son adecuadas para medios de baja temperatura, alta presión y alta viscosidad. La mayoría de las válvulas de bola se pueden utilizar en medios con partículas sólidas en suspensión, así como en polvo y granulares, según los requisitos del material del sello. Las válvulas de bola de canal completo no son aptas para la regulación de caudal, pero sí para situaciones que requieren una apertura y un cierre rápidos, lo que facilita el corte de emergencia en caso de accidente. Las válvulas de bola se recomiendan generalmente para tuberías con un sellado estricto, desgaste, canales de contracción, apertura y cierre rápidos, corte de alta presión (gran diferencia de presión), bajo nivel de ruido, fenómeno de gasificación, bajo par de operación y baja resistencia al fluido. Son adecuadas para estructuras ligeras, corte de baja presión y medios corrosivos. También son ideales para medios de baja temperatura y muy fríos. Para sistemas de tuberías y dispositivos que trabajen con medios de baja temperatura, se recomiendan válvulas de bola de baja temperatura con tapas de válvula. Al utilizar válvulas de bola flotantes, el material del asiento de la válvula debe soportar la carga de la bola y del medio de trabajo. Las válvulas de bola de gran diámetro requieren mayor fuerza durante el funcionamiento, y las válvulas de bola DN ≥ 200 mm deben utilizar transmisión por engranajes helicoidales; las válvulas de bola fijas son adecuadas para ocasiones con diámetros más grandes y presiones más altas; además, las válvulas de bola utilizadas para tuberías de materiales de proceso altamente tóxicos y medios inflamables deben tener estructuras ignífugas y antiestáticas.

3.4 Instrucciones de selección de la válvula de mariposa

Las válvulas de mariposa son adecuadas para fluidos con baja temperatura y alta presión, y son ideales para piezas que requieren ajuste de caudal y presión. No son aptas para fluidos con alta viscosidad y que contengan partículas sólidas, ni para válvulas de aislamiento.

3.5 Instrucciones de selección para válvula de tapón

Las válvulas de tapón son ideales para situaciones que requieren una apertura y un cierre rápidos. Generalmente no son aptas para vapor ni medios de alta temperatura. Se utilizan para medios de baja temperatura y alta viscosidad, y también son adecuadas para medios con partículas en suspensión.

3.6 Instrucciones de selección para válvula de mariposa

Las válvulas de mariposa son ideales para aplicaciones con diámetros grandes (como DN﹥600 mm) y longitudes estructurales cortas, así como para aplicaciones que requieren regulación de caudal y apertura y cierre rápidos. Se utilizan generalmente para fluidos como agua, aceite y aire comprimido con temperaturas ≤80 °C y presiones ≤1,0 MPa. Dado que las válvulas de mariposa presentan una pérdida de presión relativamente alta en comparación con las válvulas de compuerta y las válvulas de bola, son adecuadas para sistemas de tuberías con requisitos de pérdida de presión más flexibles.

3.7 Instrucciones de selección para válvula de retención

Las válvulas de retención son generalmente adecuadas para medios limpios y no son adecuadas para medios que contienen partículas sólidas y alta viscosidad. Cuando DN ≤ 40 mm, se recomienda usar una válvula de retención de elevación (solo se permite instalar en tuberías horizontales); cuando DN = 50 a 400 mm, se recomienda usar una válvula de retención de elevación de oscilación (se puede instalar tanto en tuberías horizontales como verticales. Si se instala en una tubería vertical, la dirección del flujo del medio debe ser de abajo a arriba); cuando DN ≥ 450 mm, se recomienda usar una válvula de retención de amortiguación; cuando DN = 100 a 400 mm, también se puede usar una válvula de retención de tipo wafer; la válvula de retención de oscilación puede funcionar a una presión de trabajo muy alta, PN puede alcanzar 42 MPa, y se puede aplicar a cualquier medio de trabajo y cualquier rango de temperatura de trabajo según los diferentes materiales de la carcasa y los sellos. El medio es agua, vapor, gas, medio corrosivo, aceite, medicina, etc. El rango de temperatura de trabajo del medio está entre -196～800℃.

3.8 Instrucciones de selección de válvulas de diafragma

Las válvulas de diafragma son aptas para aceite, agua, medios ácidos y medios con partículas en suspensión con una temperatura de trabajo inferior a 200 °C y una presión inferior a 1,0 MPa, pero no para disolventes orgánicos ni oxidantes fuertes. Las válvulas de diafragma de tipo vertedero son aptas para medios granulares abrasivos. Para la selección de válvulas de diafragma de tipo vertedero, se debe consultar la tabla de características de caudal. Las válvulas de diafragma de paso recto son aptas para fluidos viscosos, lechadas de cemento y medios sedimentarios. Salvo requisitos específicos, las válvulas de diafragma no deben utilizarse en tuberías ni equipos de vacío.