Introdución ás válvulas de globo

Válvulas de globo

As válvulas de globo son unha válvula de movemento lineal e están deseñadas principalmente para deter, iniciar e regular o fluxo. O disco dunha válvula de globo pode ser eliminado totalmente do fluxo ou pode pechar completamente o fluxo.

As válvulas de globo convencionais pódense utilizar para servizos de illamento e estrangulamento. Aínda que estas válvulas presentan caídas de presión lixeiramente máis altas que as válvulas rectas (por exemplo, compuerta, tapón, bola, etc.), pódense usar onde a caída de presión a través da válvula non é un factor de control.

Dado que toda a presión do sistema exercida sobre o disco transfírese ao vástago da válvula, o límite de tamaño práctico para estas válvulas é NPS 12 (DN 300). As válvulas de globo máis grandes que NPS 12 (DN 300) son unha excepción máis que a regra. As válvulas máis grandes requirirían que se exercesen forzas enormes sobre o vástago para abrir ou pechar a válvula baixo presión. Fabricáronse e utilizáronse válvulas de globo en tamaños ata NPS 48 (DN 1200).

As válvulas de globo empréganse amplamente para controlar o fluxo. O rango de control de fluxo, caída de presión e deber debe considerarse no deseño da válvula para evitar fallos prematuros e garantir un servizo satisfactorio. As válvulas sometidas a un servizo de estrangulamento de presión diferencial elevada requiren un acabado de válvulas especialmente deseñado.

Xeralmente, a presión diferencial máxima a través do disco da válvula non debe exceder o 20 por cento da presión máxima augas arriba ou 200 psi (1380 kPa), o que sexa menor. As válvulas con acabado especial poden deseñarse para aplicacións que superen estes límites de presión diferencial.

Válvula de globo de aceiro fundido para a industria de petróleo e gas

Deseños do corpo das válvulas de globo

Hai tres deseños de corpos principais para válvulas globo, a saber: patrón en T ou corpo en Z, patrón en ángulo e patrón en estrella ou corpo en Y.

Tee Pattern Deseño da válvula de globoé o tipo de corpo máis común, cun diafragma en forma de Z. A configuración horizontal do asento permite que o vástago e o disco viaxen perpendicularmente á liña horizontal. Este deseño ten o menor coeficiente de caudal e unha maior caída de presión. Utilízanse en servizos de estrangulamento graves, como en liñas de derivación ao redor dunha válvula de control. As válvulas globo con patrón en T tamén se poden usar en aplicacións nas que a caída de presión non é unha preocupación e se require estrangulamento.

 

 

Patrón de ángulo Deseño de válvulas globográficasé unha modificación da válvula Globe Tee Pattern básica. Os extremos desta válvula de globo están nun ángulo de 90 graos e o fluxo de fluído ocorre cun só xiro de 90 graos. Teñen un coeficiente de caudal lixeiramente menor que as válvulas globo con patrón en estrella. Utilízanse en aplicacións que teñen períodos de fluxo pulsatorio debido á súa capacidade para manexar o efecto slugging deste tipo de fluxo.

 

 

Deseño de válvulas globográficas con patrón Wye, é unha alternativa para a alta caída de presión, inherente ás válvulas de globo. O asento e o vástago teñen un ángulo de aproximadamente 45 graos, o que dá un camiño de fluxo máis recto na apertura total e ofrece a menor resistencia ao fluxo. Poden abrirse durante longos períodos sen erosionarse gravemente. Utilízanse amplamente para a limitación durante as operacións estacionais ou de inicio. Poden pasar por varilla para eliminar os restos cando se usan en liñas de drenaxe que normalmente están pechadas.

Disco e asento e vástago das válvulas de globo

Disco:Os deseños de discos máis comúns para as válvulas Globe son: disco de bola, disco de composición e disco de tapón. O deseño do disco esférico úsase principalmente en sistemas de baixa presión e baixa temperatura. É capaz de estrangular o fluxo, pero en principio aplícase para deter e iniciar o fluxo.

O deseño do disco de composición utiliza un anel de inserción duro e non metálico no disco, o que garante un peche máis axustado.

O deseño do disco de enchufe proporciona un mellor estrangulamento que os deseños de bola ou composición. Están dispoñibles en moitos deseños diferentes e todos son longos e cónicos.

Asento:Os asentos da válvula de globo están integrados ou atornillados ao corpo da válvula. Moitas válvulas Globe teñen asentos traseiros dentro do capó. Os asentos traseiros proporcionan un selado entre o vástago e o capó e evitan que a presión do sistema se acumule contra o empaque da válvula cando a válvula está totalmente aberta. Os asentos traseiros adoitan aplicarse nas válvulas de globo.

Tallo:As válvulas de globo usan dous métodos para conectar o disco e o vástago: a ranura en T e a construción da porca do disco. No deseño da ranura en T, o disco deslízase sobre o vástago, mentres que no deseño da porca do disco, o disco está atornillado no vástago.

Construción dunha válvula de globo

As válvulas de globo adoitan ter talos ascendentes, e os tamaños máis grandes son de construción exterior de parafuso e xugo. Os compoñentes da válvula de globo son similares aos da válvula de comporta. Este tipo de válvula ten asentos nun plano paralelo ou inclinado á liña de fluxo.

O mantemento das válvulas de globo é relativamente sinxelo, xa que os discos e asentos son facilmente renovados ou substituídos. Isto fai que as válvulas Globe sexan especialmente adecuadas para servizos que requiren un mantemento frecuente das válvulas. Cando as válvulas son operadas manualmente, a viaxe máis curta do disco ofrece vantaxes para aforrar tempo do operador, especialmente se as válvulas se axustan con frecuencia.

A principal variación no deseño da válvula de globo está nos tipos de discos empregados. Os discos tipo enchufe teñen unha configuración longa e cónica cunha ampla superficie de apoio. Este tipo de asento proporciona a máxima resistencia á acción erosiva da corrente fluída. No disco de composición, o disco ten unha cara plana que se presiona contra a abertura do asento como unha tapa. Este tipo de disposición de asentos non é tan axeitado para a estrangulación de alta presión diferencial.

Nas válvulas de globo de fundición, o disco e os aneis de asento adoitan estar feitos de bronce. Nas válvulas de globo de aceiro para temperaturas de ata 399 °C (750 °F), a moldura xeralmente está feita de aceiro inoxidable e, polo tanto, proporciona resistencia ao agarrotamento e á abrasión. As caras de acoplamento son normalmente tratadas térmicamente para obter valores de dureza diferencial. Tamén se utilizan outros materiais de acabado, incluíndo aliaxes a base de cobalto.

A superficie de asento está rectificada para garantir o contacto total da superficie de soporte cando a chave está pechada. Para as clases de presión máis baixas, o aliñamento mantense mediante unha contraporca de disco longa. Para presións máis altas, as guías de disco son fundidas no corpo da válvula. O disco xira libremente sobre o vástago para evitar que se abrase a cara do disco e o anel do asento. O vástago apóiase contra unha placa de empuxe endurecida, eliminando o desgaste do vástago e do disco no punto de contacto.

Dirección do fluxo das válvulas de globo

Para aplicacións con baixa temperatura, as válvulas de globo están instaladas normalmente para que a presión estea por debaixo do disco. Isto contribúe a unha operación sinxela e axuda a protexer a embalaxe.

Para aplicacións con servizo de vapor a alta temperatura, instálanse válvulas globo para que a presión estea por riba do disco. Se non, o talo contraerase ao arrefriarse e tenderá a levantar o disco do asento.

Vantaxes e inconvenientes das válvulas de globo

Vantaxes:

• Boa capacidade de apagado
• Capacidade de estrangulamento de moderada a boa
• Carreira máis curta (en comparación cunha válvula de compuerta)
• Dispoñible en patróns en T, Wye e ángulo, cada un ofrece capacidades únicas
• Fácil de mecanizar ou refacer os asentos
• Se o disco non está unido ao vástago, a válvula pódese usar como válvula de retención

Desvantaxes:

• Maior caída de presión (en comparación cunha válvula de compuerta)
• Require maior forza ou un actuador máis grande para asentar a válvula (con presión debaixo do asento)
• Fluxo de estrangulamento baixo o asento e fluxo de corte sobre o asento

Aplicacións típicas das válvulas de globo

As seguintes son algunhas das aplicacións típicas das válvulas de globo:

• Sistemas de auga de refrixeración nos que se precisa regular o caudal
• Sistema de aceite combustible onde o caudal está regulado e a estanqueidade é importante
• Ventos de punto alto e sumidoiros de punto baixo cando a estanqueidade e a seguridade son consideracións principais
• Auga de alimentación, alimentación química, extracción de aire do condensador e sistemas de drenaxe de extracción
• Ventos e sumidoiros da caldeira, sumidoiros e sumidoiros principais de vapor e sumidoiros do quentador
• Selos e sumidoiros de turbina
• Sistema de aceite lubricante de turbina e outros