Que son as válvulas?

As válvulas son dispositivos mecánicos que controlan o fluxo e a presión dentro dun sistema ou proceso. Son compoñentes esenciais dun sistema de tubaxes que transporta líquidos, gases, vapores, puríns, etc.

Están dispoñibles diferentes tipos de válvulas: válvulas de compuerta, globo, enchufe, bola, bolboreta, de retención, diafragma, belisco, alivio de presión, válvulas de control, etc. Cada un destes tipos ten unha serie de modelos, cada un con diferentes características e capacidades funcionais. Algunhas válvulas accionan por si mesmos, mentres que outras se accionan manualmente ou cun actuador ou neumática ou hidráulica.

As funcións das válvulas son:

• Parar e iniciar o fluxo
• Reducir ou aumentar un caudal
• Control da dirección do fluxo
• Regulación dun caudal ou presión de proceso
• Aliviar un sistema de tubaxes dunha determinada presión

Hai moitos deseños, tipos e modelos de válvulas, cunha ampla gama de aplicacións industriais. Todos cumpren unha ou máis das funcións identificadas anteriormente. As válvulas son artigos caros, e é importante que se especifique unha válvula correcta para a función, e debe estar construída co material correcto para o líquido do proceso.

Independentemente do tipo, todas as válvulas teñen as seguintes partes básicas: o corpo, o bonete, o adorno (elementos internos), o actuador e a embalaxe. As partes básicas dunha válvula están ilustradas na imaxe da dereita.

Corpo da válvula

O corpo da válvula, ás veces chamado shell, é o límite principal dunha válvula de presión. Serve como elemento principal dun conxunto de válvulas porque é o marco que mantén todas as pezas xuntas.

O corpo, o primeiro límite de presión dunha válvula, resiste as cargas de presión do fluído das tubaxes de conexión. Recibe tubaxes de entrada e saída a través de xuntas roscadas, parafusadas ou soldadas.

Os extremos do corpo da chave están deseñados para conectar a chave á boquilla dos tubos ou do equipo mediante diferentes tipos de conexións finais, como a tope ou enchufe soldados, roscados ou con bridas.

Os corpos de válvulas son fundidos ou forxados nunha variedade de formas e cada compoñente ten unha función específica e está construído nun material axeitado para esa función.

Capó de válvula

A tapa da abertura do corpo é o bonete, e é o segundo límite máis importante dunha válvula de presión. Do mesmo xeito que os corpos de válvulas, os bonetes están dispoñibles en moitos deseños e modelos.

Un bonete actúa como tapa do corpo da válvula, está fundido ou forxado do mesmo material que o corpo. Está comunmente conectado ao corpo por unha unión roscada, atornillada ou soldada. Durante a fabricación da válvula, os compoñentes internos, como o vástago, o disco, etc., colócanse no corpo e despois fíxase o bonete para manter todas as pezas xuntas no interior.

En todos os casos, a unión do capó ao corpo considérase un límite de presión. Isto significa que a unión de soldadura ou os parafusos que conectan o bonete ao corpo son pezas de retención de presión. Os bonetes de válvulas, aínda que son unha necesidade para a maioría das válvulas, representan un motivo de preocupación. Os bonetes poden complicar a fabricación de válvulas, aumentar o tamaño da válvula, representan unha parte importante do custo da válvula e son unha fonte de posibles fugas.

Trim de válvula

As partes internas da válvula extraíbles e substituíblesque entran en contacto co medio de fluxo denomínanse colectivamente comoTrim de válvula. Estas pezas inclúen asento(s) da válvula, disco, prensaestopas, espaciadores, guías, casquiños e resortes internos. O corpo da válvula, o bonete, a empaquetadura, etc. que tamén entran en contacto co medio de fluxo non se consideran revestimento da válvula.

O rendemento de corte dunha válvula está determinado pola interface do disco e do asento e a relación da posición do disco co asento. Debido ao recorte, son posibles movementos básicos e control de fluxo. Nos deseños de corte de movemento de rotación, o disco deslízase preto do asento para producir un cambio na abertura do fluxo. Nos deseños de molduras de movemento lineal, o disco elévase perpendicularmente lonxe do asento para que apareza un orificio anular.

As pezas de acabado das válvulas pódense construír con materiais variados debido ás diferentes propiedades necesarias para soportar diferentes forzas e condicións. Os casquiños e as glándulas de empaquetadura non experimentan as mesmas forzas e condicións que o disco e asento(s) da válvula.

As propiedades do medio de caudal, a composición química, a presión, a temperatura, o caudal, a velocidade e a viscosidade son algunhas das consideracións importantes á hora de seleccionar materiais de corte axeitados. Os materiais de acabado poden ser ou non do mesmo material que o corpo da válvula ou o bonete.

Ajuste de válvula API 600 No

Disco de válvula e asento(s)

Disco

O disco é a parte que permite, acelera ou detén o fluxo, dependendo da súa posición. No caso dun tapón ou dunha válvula de bola, o disco chámase tapón ou bola. O disco é o terceiro límite de presión primaria máis importante. Coa válvula pechada, aplícase a presión total do sistema a través do disco e, por este motivo, o disco é un compoñente relacionado coa presión.

Os discos adoitan estar forxados e, nalgúns deseños, teñen unha superficie dura para proporcionar boas propiedades de desgaste. A maioría das válvulas son nomeadas, o deseño dos seus discos.

Asento(s)

O asento ou os aneis de selado proporcionan a superficie de asento para o disco. Unha válvula pode ter un ou máis asentos. No caso dun globo terráqueo ou dunha válvula de retención basculante, normalmente hai un asento, que forma un selo co disco para deter o fluxo. No caso dunha válvula de comporta, hai dous asentos; un no lado augas arriba e outro no lado augas abaixo. Un disco de válvula de compuerta ten dúas superficies de asento que entran en contacto cos asentos da válvula para formar un selo para deter o fluxo.

Para mellorar a resistencia ao desgaste dos aneis de selado, a superficie adoita ser dura mediante soldadura e despois mecanizado a superficie de contacto do anel de selado. Un acabado fino da superficie da zona de asento é necesario para un bo selado cando a chave está pechada. Os aneis de selado normalmente non se consideran pezas de límite de presión porque o corpo ten un grosor de parede suficiente para soportar a presión de deseño sen depender do grosor dos aneis de selado.

Vástago da válvula

O vástago da válvula proporciona o movemento necesario ao disco, tapón ou bola para abrir ou pechar a válvula, e é o responsable da correcta colocación do disco. Está conectado ao volante da válvula, ao actuador ou á panca nun extremo e no outro lado ao disco da válvula. Nas válvulas de compuerta ou globo, o movemento lineal do disco é necesario para abrir ou pechar a válvula, mentres que nas válvulas de tapón, de bola e de bolboreta, o disco rótase para abrir ou pechar a válvula.

Os talos adoitan estar forxados e conectados ao disco mediante técnicas roscadas ou outras. Para evitar fugas, na zona do selo é necesario un fino acabado superficial do talo.

Hai cinco tipos de vástagos de válvulas:

• Tallo ascendente con parafuso exterior e xugo
  O exterior do vástago está roscado, mentres que a parte do vástago na válvula é lisa. Os fíos do tronco están illados do medio de fluxo pola embalaxe do tronco. Dous estilos diferentes destes deseños están dispoñibles; un co volante pegado ao vástago, para que poidan subir xuntos, e o outro cun manguito roscado que fai que o vástago suba polo volante. Este tipo de válvula está indicada por “O. S. e Y”. é un deseño común para válvulas NPS 2 e maiores.
• Tallo ascendente con parafuso interior
  A parte roscada do vástago atópase dentro do corpo da chave, e o vástago empaquetándose ao longo da sección lisa que está exposta á atmosfera exterior. Neste caso, os fíos do tronco están en contacto co medio de fluxo. Cando se xira, o vástago e o volante érguense xuntos para abrir a válvula.
• Tallo non ascendente con parafuso interior
  A parte roscada do vástago está dentro da válvula e non sobe. O disco da válvula viaxa ao longo do vástago, como unha porca se o vástago se xira. Os fíos do tronco están expostos ao medio de fluxo e, como tal, están sometidos ao impacto. É por iso que este modelo utilízase cando o espazo está limitado para permitir o movemento lineal, e o medio de fluxo non provoca erosión, corrosión ou abrasión do material do tronco.
• Tallo Deslizante
  Este vástago da válvula non xira nin xira. Desliza dentro e fóra da chave para abrir ou pechar a chave. Este deseño utilízase nas válvulas de apertura rápida de panca accionadas manualmente. Tamén se usa en válvulas de control son operadas por cilindros hidráulicos ou pneumáticos.
• Tallo rotativo
  Este é un modelo de uso habitual en válvulas de bola, tapón e de bolboreta. Un movemento de cuarto de volta do vástago para abrir ou pechar a válvula.

No menú principal "Válvulas" atoparás algúns enlaces a imaxes detalladas (grandes) de válvulas de vástago ascendente e NON ascendente.

Empaquetadura do vástago da válvula

Para un selado fiable entre o vástago e o bonete, é necesaria unha xunta. Isto chámase embalaxe e está equipado, por exemplo, cos seguintes compoñentes:

• Seguidor de prensaestopas, un manguito que comprime a embalaxe, mediante unha glándula dentro do chamado prensaestopas.
• Glándula, unha especie de buxo, que comprimiu o embalaxe na caixa de prensaestopas.
• Presa, unha cámara na que se comprime a embalaxe.
• Embalaxe, dispoñible en varios materiais, como Teflon®, material elastomérico, material fibroso, etc.
• Un asento traseiro é unha disposición de asentos dentro do capó. Proporciona un selado entre o vástago e o bonete e evita que a presión do sistema se acumule contra o empaque da válvula cando a válvula está totalmente aberta. Os asentos traseiros adoitan aplicarse en válvulas de compuerta e globo.

Un aspecto importante da vida útil dunha válvula é o conxunto de selado. Case todas as válvulas, como as válvulas estándar de bola, globo, porta, enchufe e bolboreta teñen o seu conxunto de selado baseado na forza de corte, fricción e rasgado.

Polo tanto, o envasado da chave debe realizarse correctamente, para evitar danos no vástago e perda de líquido ou gas. Cando unha empaquetadura está moi solta, a chave perderá. Se a embalaxe é demasiado axustada, afectará o movemento e o posible dano ao tronco.

Consello de mantemento: 1. Como instalar un prensaestopas

Consello de mantemento: 2. Como instalar un prensaestopas

Xugo de válvula e porca de xugo

Xugo

Un xugo conecta o corpo da válvula ou bonete co mecanismo de actuación. A parte superior do xugo que suxeita unha porca do xugo, unha porca do vástago ou un casco de xugo e o vástago da válvula pasa por el. Un Jugo adoita ter aberturas para permitir o acceso á caixa de prensaestopas, enlaces do actuador, etc. Estruturalmente, un Jugo debe ser o suficientemente forte como para soportar forzas, momentos e par desenvolvidos polo actuador.

Porca de xugo

Unha porca de xugo é unha porca roscada internamente e colócase na parte superior dun xugo polo que pasa o talo. Nunha válvula de compuerta, por exemplo, a porca do xugo é xirada e o vástago viaxa cara arriba ou abaixo. No caso das válvulas de globo, a porca está fixa e o vástago rótase a través dela.

Actuador de válvulas

As válvulas accionadas manualmente están equipadas normalmente cun volante unido ao vástago da válvula ou a porca de xugo que se xira no sentido horario ou antihorario para pechar ou abrir unha válvula. Deste xeito ábrense e péchanse as válvulas de globo e de compuerta.

As válvulas de cuarto de volta accionadas manualmente, como a bola, o tapón ou a bolboreta, teñen unha panca para accionar a válvula.

Hai aplicacións nas que non é posible ou desexable accionar a válvula manualmente mediante volante ou panca. Estas aplicacións inclúen:

• Válvulas grandes que deben ser operadas contra alta presión hidrostática
• As válvulas deben ser operadas desde un lugar remoto
• Cando o tempo para abrir, pechar, acelerar ou controlar manualmente a válvula sexa máis longo do que esixen os criterios de deseño do sistema.

Estas válvulas adoitan estar equipadas cun actuador.
Un actuador na definición máis ampla é un dispositivo que produce o movemento lineal e rotatorio dunha fonte de enerxía baixo a acción dunha fonte de control.

Os actuadores básicos úsanse para abrir ou pechar completamente unha válvula. Os actuadores para controlar ou regular as válvulas reciben un sinal de posicionamento para desprazarse a calquera posición intermedia. Hai moitos tipos diferentes de actuadores, pero os seguintes son algúns dos actuadores de válvulas de uso común:

• Actuadores de engrenaxes
• Actuadores de motores eléctricos
• Actuadores pneumáticos
• Actuadores hidráulicos
• Actuadores solenoides

Para máis información sobre actuadores, consulte o menú principal "Válvulas"-Actuadores de válvulas-

Clasificación de válvulas

As seguintes son algunhas das clasificacións de válvulas de uso común, baseadas no movemento mecánico:

• Válvulas de movemento lineal. As válvulas nas que o elemento de peche, como nas válvulas de retención de porta, globo, diafragma, pinche e elevación, se move en liña recta para permitir, deter ou estrangular o fluxo.
• Válvulas de movemento rotatorio. Cando o elemento de peche da chave percorre un camiño angular ou circular, como nas válvulas de retención de bolboreta, bola, tapón, excéntricas e oscilantes, as válvulas chámanse válvulas de movemento rotatorio.
• Válvulas de cuarto de volta. Algunhas válvulas de movemento rotatorio requiren aproximadamente un cuarto de volta, de 0 a 90°, o movemento do vástago para abrirse completamente desde unha posición totalmente pechada ou viceversa.

Clasificación de válvulas en función do movemento

Valoracións de clase

As clasificacións de presión-temperatura das válvulas desíñanse mediante números de clase. ASME B16.34, Valves-Flanged, Threaded, and Welding End é un dos estándares de válvulas máis utilizados. Define tres tipos de clases: estándar, especiais e limitadas. ASME B16.34 cobre as válvulas de Clase 150, 300, 400, 600, 900, 1500, 2500 e 4500.

Resumo

Nesta páxina defínense unha serie de información básica das válvulas.

Como podes ver no menú principal "Válvulas", tamén podes atopar información sobre varias válvulas aplicadas a miúdo na industria petroquímica e química.
Pode darlle unha impresión, e unha boa comprensión das diferenzas entre os distintos tipos de válvulas, e como estas diferenzas afectan a función da válvula. Axudará a unha correcta aplicación de cada tipo de válvula durante o deseño e ao correcto uso de cada tipo de válvula durante o seu funcionamento.