Las tuberías y válvulas químicas son una parte indispensable de la producción química y constituyen el vínculo entre los distintos tipos de equipos químicos. ¿Cómo funcionan las 5 válvulas más comunes en las tuberías químicas? ¿Cuál es su función principal? ¿Qué son las válvulas para tuberías y accesorios químicos? (11 tipos de tuberías + 4 tipos de accesorios + 11 válvulas) ¡Comprenda todo sobre las tuberías químicas!
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11 válvulas principales
El dispositivo que se utiliza para controlar el flujo de fluido en la tubería se llama válvula. Sus funciones principales son:
Abrir y cerrar la función: interrumpir o comunicarse con el flujo de fluidos en la tubería;
Ajuste: para ajustar el caudal del fluido en la tubería, flujo;
Estrangulamiento: flujo de fluido a través de la válvula, lo que produce una gran caída de presión.
Clasificación:
Según la función que desempeña la válvula en la tubería, se puede dividir en válvula de cierre (también conocida como válvula de globo), válvula de estrangulamiento, válvula de retención, válvulas de seguridad, etc.
Según sus diferentes formas estructurales, las válvulas se pueden dividir en válvulas de compuerta, de tapón (a menudo llamadas Cocker), de bola, de mariposa, de diafragma, revestidas, etc.
Además, según los diferentes materiales utilizados para la fabricación de la válvula, se divide en válvulas de acero inoxidable, válvulas de acero fundido, válvulas de hierro fundido, válvulas de plástico, válvulas de cerámica, etc.
En los manuales y muestras correspondientes se puede encontrar una amplia variedad de válvulas; aquí solo se presentan los tipos más comunes.
① Válvula de globo
Debido a su estructura simple, facilidad de fabricación y mantenimiento, se utiliza ampliamente en tuberías de baja y media presión. Se instala en el vástago de la válvula, debajo del disco redondo (cabezal de la válvula) y la brida del cuerpo de la válvula (asiento de la válvula), para interrumpir el flujo de fluido.
El vástago de la válvula permite ajustar el grado de apertura mediante la rosca, lo que contribuye a la regulación del flujo. Dado que el cierre de la válvula se basa en el sellado por contacto entre la cabeza y el asiento, no es apta para su uso en tuberías que contengan partículas sólidas en el fluido.
La válvula de globo se puede utilizar según las características del fluido, eligiendo el cabezal, el asiento y el material de la carcasa adecuados. Si la válvula presenta un sellado deficiente o si el cabezal, el asiento u otras partes están dañadas, se pueden realizar reparaciones como el rectificado, el pulido y otros métodos para prolongar su vida útil.
②Válvula de compuerta
Está dispuesta perpendicularmente a la dirección del flujo del fluido mediante una o dos placas planas, con la superficie de sellado del cuerpo de la válvula para lograr el cierre. La placa de la válvula se eleva para abrirla.
Válvula de placa plana con vástago giratorio y elevador, cuyo tamaño permite regular el flujo de fluido mediante una abertura ajustable. Esta válvula ofrece baja resistencia, buen sellado y un cambio de válvulas sencillo, siendo especialmente adecuada para tuberías de gran diámetro. Sin embargo, su estructura es más compleja y existen más tipos.
Según la estructura del vástago, existen vástagos abiertos y vástagos oscuros; según la estructura de la placa de la válvula, se divide en tipo cuña, tipo paralelo, etc.
Generalmente, la placa de válvula de tipo cuña es una placa de válvula simple, mientras que la de tipo paralelo utiliza dos placas de válvula. La de tipo paralelo es más fácil de fabricar que la de tipo cuña, se repara fácilmente y no se deforma con facilidad, pero no debe utilizarse para el transporte de impurezas en tuberías de fluidos; es más adecuada para el transporte de agua, gas limpio, petróleo y otros fluidos.
③ Válvulas de tapón
El tapón, comúnmente conocido como Cocker, consiste en el uso del cuerpo de la válvula para insertar un orificio central con un tapón cónico para abrir y cerrar la tubería.
Según su tipo de sellado, los tapones se pueden clasificar en tapones con empaquetadura, tapones sellados con aceite y tapones sin empaquetadura, entre otros. Su estructura es sencilla, de dimensiones externas reducidas, de apertura y cierre rápidos, de fácil manejo y con baja resistencia al fluido, lo que facilita la instalación de válvulas de distribución o conmutación de tres o cuatro vías.
La superficie de sellado del tapón es grande, se desgasta fácilmente, su cambio es laborioso y no permite ajustar el caudal con facilidad, aunque el cierre es rápido. El tapón se puede utilizar para tuberías de fluidos con baja presión y temperatura, o que contengan partículas sólidas, pero no debe utilizarse para tuberías de alta presión, alta temperatura o vapor.
④ Válvula de mariposa
Pertenece a un tipo de válvula de globo. Su cabezal tiene forma cónica o aerodinámica, lo que permite un mejor control del flujo de fluidos regulados, así como la regulación de la presión y el caudal. Esta válvula requiere una alta precisión de fabricación y un buen sellado.
Se utiliza principalmente para el control de instrumentación o el muestreo y otras tuberías, pero no debe utilizarse para medir la viscosidad ni las partículas sólidas en la tubería.
⑤Válvula de bola
La válvula de bola, también conocida como válvula de centro de bola, es un tipo de válvula que se ha desarrollado rápidamente en los últimos años. Utiliza una bola con un orificio en el centro como eje de la válvula, y su rotación controla la apertura o el cierre de la misma.
Es similar al tapón, pero más pequeño que la superficie de sellado del tapón, de estructura compacta, ahorra mano de obra al cambiarlo y es mucho más utilizado que el tapón.
Gracias a la mejora en la precisión de fabricación de las válvulas de bola, estas no solo se utilizan en tuberías de baja presión, sino también en tuberías de alta presión. Sin embargo, debido a las limitaciones del material de sellado, no son adecuadas para su uso en tuberías de alta temperatura.
⑥ Válvulas de diafragma
Las válvulas de diafragma de goma son de uso común. La apertura y el cierre de esta válvula se realizan mediante un diafragma de goma especial, que se sujeta entre el cuerpo de la válvula y la tapa. Un disco situado debajo del vástago de la válvula presiona firmemente el diafragma contra el cuerpo de la válvula para lograr el sellado.
Esta válvula tiene una estructura simple, un sellado fiable, fácil mantenimiento y baja resistencia al flujo. Es adecuada para el transporte de fluidos ácidos y en tuberías con sólidos en suspensión, pero generalmente no debe utilizarse para presiones o temperaturas superiores a 60 °C, ni para el transporte de disolventes orgánicos o fluidos fuertemente oxidantes.
⑦ Válvula de retención
También conocidas como válvulas antirretorno o válvulas de retención. Se instalan en la tubería para que el fluido solo pueda fluir en una dirección, impidiendo el flujo inverso.
Se trata de una válvula de cierre automático que contiene una válvula o placa oscilante en su cuerpo. Cuando el fluido fluye con normalidad, la válvula abre automáticamente la compuerta; cuando fluye en sentido contrario, la fuerza del fluido (o del resorte) la cierra automáticamente. Según su estructura, se divide en dos tipos: de elevación y de oscilación.
La válvula de retención de aleta elevadora es perpendicular al movimiento de elevación del canal de la válvula y se utiliza generalmente en tuberías horizontales o verticales; la válvula de retención rotativa de aleta a menudo se denomina placa basculante, cuyo lateral está conectado al eje y puede girar alrededor del mismo. La válvula de retención rotativa se instala generalmente en tuberías horizontales, aunque para diámetros pequeños también se puede instalar en tuberías verticales, pero hay que tener en cuenta que el caudal no debe ser demasiado grande.
La válvula de retención es generalmente adecuada para tuberías de fluidos limpios; no debe utilizarse en tuberías con partículas sólidas o fluidos viscosos. El rendimiento de cierre de la válvula de retención de tipo elevador es mejor que el de tipo batiente, pero la resistencia al fluido de la válvula batiente es menor. En general, la válvula de retención batiente es adecuada para tuberías de gran diámetro.
⑧Válvula de mariposa
La válvula de mariposa es un disco giratorio (o disco ovalado) que controla la apertura y el cierre de la tubería. Tiene una estructura simple y pequeñas dimensiones externas.
Debido a problemas en la estructura de sellado y los materiales, el rendimiento de la válvula cerrada es deficiente, por lo que solo sirve para la regulación de tuberías de gran diámetro y baja presión, y se utiliza comúnmente en la transmisión de agua, aire, gas y otros fluidos por tuberías.
⑨ Válvula reductora de presión
Consiste en reducir la presión del fluido a un valor determinado mediante una válvula automática. La presión general después de la válvula debe ser inferior al 50% de la presión antes de la válvula, lo que se basa principalmente en el diafragma, el resorte, el pistón y otras partes del fluido para controlar la diferencia de presión entre la aleta de la válvula y el espacio del asiento de la válvula, logrando así la reducción de presión.
Existen muchos tipos de válvulas reductoras de presión, siendo las más comunes las de pistón y las de diafragma.
⑩ Revestimiento de válvula
Para evitar la corrosión del fluido, algunas válvulas deben revestirse con materiales resistentes a la corrosión (como plomo, caucho, esmalte, etc.) tanto en el cuerpo como en la cabeza de la válvula. Los materiales de revestimiento deben seleccionarse según la naturaleza del fluido.
Para facilitar el revestimiento, las válvulas revestidas suelen ser de tipo ángulo recto o de flujo directo.
⑪ Válvulas de seguridad
Para garantizar la seguridad de la producción química, en el sistema de tuberías a presión existe un dispositivo de seguridad permanente, que consiste en la selección de una lámina metálica de cierto espesor, como por ejemplo la inserción de una placa ciega instalada en el extremo de la tubería o en la interfaz en T.
Cuando aumenta la presión en la tubería, la placa se rompe para aliviar la presión. Las placas de ruptura se utilizan generalmente en tuberías de baja presión y gran diámetro, pero en la mayoría de las tuberías químicas con válvulas de seguridad, que son de muchos tipos y se pueden dividir en dos categorías principales: de resorte y de palanca.
Las válvulas de seguridad accionadas por resorte se basan principalmente en la fuerza del resorte para lograr el sellado. Cuando la presión en la tubería supera la fuerza del resorte, la válvula se abre por la acción del fluido, que se descarga en la tubería, reduciendo así la presión.
Una vez que la presión en la tubería cae por debajo de la fuerza del resorte, la válvula se cierra. Las válvulas de seguridad de palanca se basan principalmente en la fuerza del peso sobre la palanca para lograr el sellado, con un principio de funcionamiento similar al de las válvulas de resorte. La selección de la válvula de seguridad se basa en la presión y la temperatura de trabajo para determinar el nivel de presión nominal; su calibre se puede calcular consultando las disposiciones pertinentes.
El tipo de estructura y el material de la válvula de seguridad deben seleccionarse según la naturaleza del fluido y las condiciones de trabajo. La presión de arranque, las pruebas y la aceptación de la válvula de seguridad están sujetas a disposiciones especiales. El departamento de seguridad debe realizar calibraciones periódicas y se debe imprimir el sello de seguridad. Durante su uso, no se deben realizar ajustes arbitrarios para garantizar la seguridad.
Fecha de publicación: 1 de diciembre de 2023