Introducció a les vàlvules de globus

Vàlvules de globus

Les vàlvules de globus són una vàlvula de moviment lineal i estan dissenyades principalment per aturar, iniciar i regular el flux. El disc d'una vàlvula de globus es pot treure totalment del camí de flux o pot tancar-lo completament.

Les vàlvules de globus convencionals es poden utilitzar per a serveis d'aïllament i d'acceleració. Tot i que aquestes vàlvules presenten caigudes de pressió lleugerament més altes que les vàlvules directes (per exemple, comporta, tap, bola, etc.), es poden utilitzar quan la caiguda de pressió a través de la vàlvula no sigui un factor de control.

Com que tota la pressió del sistema exercida sobre el disc es transfereix a la tija de la vàlvula, el límit de mida pràctic d'aquestes vàlvules és NPS 12 (DN 300). Les vàlvules de globus més grans que NPS 12 (DN 300) són una excepció més que la regla. Les vàlvules més grans requeririen que s'exercissin forces enormes sobre la tija per obrir o tancar la vàlvula sota pressió. S'han fabricat i utilitzat vàlvules de globus de mides fins a NPS 48 (DN 1200).

Les vàlvules de globus s'utilitzen àmpliament per controlar el flux. El rang de control de cabal, caiguda de pressió i servei s'ha de tenir en compte en el disseny de la vàlvula per evitar fallades prematures i assegurar un servei satisfactori. Les vàlvules sotmeses a un servei d'acceleració de pressió diferencial alta requereixen un ajustament de vàlvula especialment dissenyat.

En general, la pressió diferencial màxima a través del disc de la vàlvula no ha de superar el 20 per cent de la pressió màxima aigües amunt o 200 psi (1380 kPa), el que sigui menor. Les vàlvules amb guarnició especial es poden dissenyar per a aplicacions que superin aquests límits de pressió diferencial.

Vàlvula de globus d'acer fos per a la indústria del petroli i el gas

Dissenys del cos de les vàlvules de globus

Hi ha tres dissenys de cos primaris per a les vàlvules de globus, a saber: patró en T o cos en Z, patró en angle i patró en estrella o cos en Y.

Tee Pattern Disseny de la vàlvula de globusés el tipus de cos més comú, amb un diafragma en forma de Z. La configuració horitzontal del seient permet que la tija i el disc viatgen perpendicularment a la línia horitzontal. Aquest disseny té el coeficient de cabal més baix i una caiguda de pressió més alta. S'utilitzen en serveis d'acceleració severa, com ara en línies de derivació al voltant d'una vàlvula de control. Les vàlvules de globus amb patró en T també es poden utilitzar en aplicacions on la caiguda de pressió no és una preocupació i es requereix l'acceleració.

 

 

Patró d'angle Disseny de vàlvules de globusés una modificació de la vàlvula bàsica Tee Pattern Globe. Els extrems d'aquesta vàlvula globus estan en un angle de 90 graus i el flux de fluid es produeix amb un sol gir de 90 graus. Tenen un coeficient de flux una mica més baix que les vàlvules de globus en estrella. S'utilitzen en aplicacions que tenen períodes de flux pulsatori a causa de la seva capacitat per gestionar l'efecte slugging d'aquest tipus de flux.

 

 

Disseny de vàlvules Globe Pattern Wye, és una alternativa per a l'alta caiguda de pressió, inherent a les vàlvules de globus. El seient i la tija tenen un angle aproximat de 45 graus, la qual cosa proporciona un recorregut de flux més recte a l'obertura total i ofereix la menor resistència al flux. Es poden trencar durant llargs períodes sense erosió severa. S'utilitzen àmpliament per a l'acceleració durant les operacions estacionals o d'inici. Poden passar per barres per eliminar els residus quan s'utilitzen en línies de drenatge que normalment estan tancades.

Disc i seient i tija de les vàlvules de globus

Disc:Els dissenys de discs més comuns per a les vàlvules de globus són: disc de bola, disc de composició i disc de tap. El disseny del disc de bola s'utilitza principalment en sistemes de baixa pressió i baixa temperatura. És capaç d'accelerar el flux, però en principi s'aplica per aturar i iniciar el flux.

El disseny del disc de composició utilitza un anell d'inserció dur i no metàl·lic al disc, que garanteix un tancament més ajustat.

El disseny del disc d'endoll proporciona una millor acceleració que els dissenys de bola o composició. Estan disponibles en molts dissenys diferents i tots són llargs i afilats.

Seient:Els seients de la vàlvula de globus estan integrats o cargolats al cos de la vàlvula. Moltes vàlvules globus tenen seients posteriors dins del capó. Els seients posteriors proporcionen un segellat entre la tija i el capó i impedeixen que la pressió del sistema s'acumuli contra l'empaquetament de la vàlvula, quan la vàlvula està completament oberta. Els seients posteriors s'apliquen sovint a les vàlvules de globus.

Tija:Les vàlvules de globus utilitzen dos mètodes per connectar el disc i la tija: la ranura en T i la construcció de la femella del disc. En el disseny de la ranura en T, el disc llisca sobre la tija, mentre que en el disseny de la femella de disc, el disc es cargola a la tija.

Construcció d'una vàlvula de globus

Les vàlvules de globus solen tenir tiges ascendents, i les mides més grans són de la construcció exterior de cargol i jou. Els components de la vàlvula de globus són similars als de la vàlvula de comporta. Aquest tipus de vàlvula té seients en un pla paral·lel o inclinat a la línia de flux.

El manteniment de les vàlvules de globus és relativament fàcil, ja que els discos i els seients es poden renovar o substituir fàcilment. Això fa que les vàlvules Globe siguin especialment adequades per a serveis que requereixen un manteniment freqüent de les vàlvules. Quan les vàlvules s'accionen manualment, el recorregut més curt del disc ofereix avantatges per estalviar temps de l'operador, especialment si les vàlvules s'ajusten amb freqüència.

La principal variació en el disseny de la vàlvula de globus està en els tipus de discs utilitzats. Els discs de tipus endoll tenen una configuració llarga i afilada amb una àmplia superfície de suport. Aquest tipus de seient ofereix la màxima resistència a l'acció erosiva del corrent de fluid. En el disc de composició, el disc té una cara plana que es pressiona contra l'obertura del seient com un tap. Aquest tipus de disposició dels seients no és tan adequat per a l'acceleració d'alta pressió diferencial.

A les vàlvules de globus de ferro colat, el disc i els anells de seient solen estar fets de bronze. A les vàlvules de globus d'acer per a temperatures de fins a 750 °F (399 °C), la guarnició generalment està feta d'acer inoxidable i, per tant, ofereix resistència a l'agarrotament i a la grip. Les cares d'acoblament són normalment tractades tèrmicament per obtenir valors de duresa diferencial. També s'utilitzen altres materials d'acabat, inclosos aliatges a base de cobalt.

La superfície de seient està rectificada per garantir un contacte total de la superfície de suport quan la vàlvula està tancada. Per a les classes de pressió més baixes, l'alineació es manté mitjançant una contrafeta de disc llarga. Per a pressions més altes, les guies de disc es colen al cos de la vàlvula. El disc gira lliurement sobre la tija per evitar que la cara del disc i l'anell del seient s'enganxin. La tija es recolza contra una placa d'empenta endurida, eliminant la irritació de la tija i el disc al punt de contacte.

Direcció del flux de les vàlvules de globus

Per a aplicacions amb baixa temperatura, les vàlvules globus s'instal·len normalment de manera que la pressió estigui sota el disc. Això contribueix a un funcionament fàcil i ajuda a protegir l'embalatge.

Per a aplicacions amb servei de vapor d'alta temperatura, les vàlvules globus s'instal·len de manera que la pressió estigui per sobre del disc. En cas contrari, la tija es contraurà en refredar-se i tendirà a aixecar el disc del seient.

Avantatges i desavantatges de les vàlvules de globus

Avantatges:

• Bona capacitat de tancament
• Capacitat d'acceleració de moderada a bona
• Carrera més curta (en comparació amb una vàlvula de comporta)
• Disponible en patrons de te, estrella i angle, cadascun oferint capacitats úniques
• Fàcil de mecanitzar o restaurar els seients
• Amb el disc no connectat a la tija, la vàlvula es pot utilitzar com a vàlvula de retenció

Inconvenients:

• Major caiguda de pressió (en comparació amb una vàlvula de comporta)
• Requereix una força més gran o un actuador més gran per asseure la vàlvula (amb pressió sota el seient)
• Flux d'acceleració sota el seient i tancament del flux sobre el seient

Aplicacions típiques de les vàlvules de globus

Les següents són algunes de les aplicacions típiques de les vàlvules de globus:

• Sistemes d'aigua de refrigeració on cal regular el cabal
• Sistema de gasoil on es regula el cabal i l'estanquitat és important
• Les ventilacions de punt alt i els desguassos de punt baix quan l'estanquitat i la seguretat són consideracions principals
• Aigua d'alimentació, alimentació química, extracció d'aire del condensador i sistemes de drenatge d'extracció
• Ventilacions i desguàs de les calderes, ventilacions i desguassos principals de vapor i desguàs de l'escalfador
• Segells i desguassos de turbina
• Sistema d'oli lubricant de turbina i altres