Una válvula globo es un tipo de cierre que se mueve linealmente. En el área del asiento de direccion, la válvula de bola es unidireccional en la dirección del flujo. A menudo se usa como válvula de control y es adecuada para regular el fluido para obtener más poder de control del flujo.

Tienen diferentes características estructurales y diferentes aplicaciones, sello grafitado o fuelle metálico, canales rectos o inclinados con o sin indicadores de posición.

Las válvulas globo están diseñadas principalmente para detener, iniciar y regular el flujo. El disco de una válvula de globo puede ser totalmente removido del paso de flujo o puede cerrar completamente el paso de flujo.

La válvula globo convencional

Pueden utilizarse para servicios de aislamiento y estrangulación. Aunque estas válvulas presentan una caída de presión ligeramente más alta que las válvulas de paso recto (por ejemplo, esclusa, cuchilla, esférica, etc.), pueden utilizarse cuando la caída de presión a través de la válvula no es un factor de control preponderante.

Debido a que toda la presión del sistema ejercida sobre el disco se transfiere al vástago de la válvula, el límite de tamaño práctico para estas válvulas es DN12” (DN300). Las válvulas de globo de tamaño superior a 12” (DN 300) son una excepción y no la regla. Las válvulas más grandes requerirían que se ejercieran enormes fuerzas sobre el vástago para abrir o cerrar la válvula bajo presión. Se han fabricado y utilizado válvulas de globo en tamaños hasta DN48” (DN 1200).

El rango de control de flujo, la caída de presión y el servicio deben ser considerados en el diseño de la válvula para evitar fallos prematuros y asegurar un servicio satisfactorio. Las válvulas sometidas a servicios de estrangulamiento de alta presión diferencial requieren un ajuste de válvula especialmente diseñado.

Generalmente la máxima presión diferencial a través del disco de la válvula no debe exceder el 20 por ciento de la máxima presión aguas arriba o 200 psi (1380 kPa), la que sea menor. Las válvulas con guarnición especial pueden diseñarse para aplicaciones que excedan estos límites de presión diferencial.

Los materiales con las que se pueden fabrican son bastante variantes, lo más usados son acero fundido ASTM A216 Gr. WCB, A217 Gr. WC6, A217 Gr. WC9, A217 Gr. C5, A217 Gr. C12, A352 LCB, A352 LCC, en acero inoxidable ASTM CF8, CF8M, internos según API 600 y hierro fundido nodular.

Trim internos según API 600 de Válvulas Globo

Algunos tipos de conexiones de válvulas Globo

Con conexiones roscadas BSP / BSPT / NPT  y Socket Weld SW Butt Weld BW (hasta 2″), para soldar butt weld BW y extremos bridados RF/FF/RTJ (Ring Joint) entre bridas tipo Wafer

En diámetros desde ½” a 48”

Diseñadas de acuerdo a ASME 16.34 /  BS 1873

ASME B16.20 – ASME B16.5 y ASME B16.25.

En diversas series (rating) o clases:  Serie 150, Serie 300, Serie 600, Serie 900, Serie 1500 y Serie 2500, también exiten ratings de presiones superiores.

Con conexiones roscadas BSP / BSPT / NPT  y Socket Weld SW Butt Weld BW (hasta DN2″), para soldar butt Weld y bridadas RF / FF – RTJ (Ring Joint)

Accionamientos manuales, neumáticos, eléctricos ó hidráulicos.

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Ventajas:

• Buena capacidad de cierre
• Capacidad de aceleración de moderada a buena
• Carrera más corta (comparada con una válvula esclusa)
• Disponible en patrones en T, en Y y en ángulo, cada uno de los cuales ofrece capacidades únicas
• Fácil de mecanizar o volver a revestir los asientos
• Con el disco no fijado al vástago, la válvula puede ser utilizada como válvula de retención.

Desventajas:

• Mayor caída de presión (en comparación con una válvula esclusa)
• Requiere una mayor fuerza o un accionamiento más grande para asentar la válvula (con presión bajo el asiento)
• Aceleración del flujo bajo el asiento y cierre del flujo sobre el asiento

Aplicaciones típicas de las válvulas globo

• Sistemas de agua de refrigeración en los que es necesario regular el flujo
• Sistema de aceite combustible donde se regula el flujo y la estanqueidad es importante
• Ventilación de alto y bajo punto de drenaje cuando la estanqueidad y la seguridad son consideraciones importantes
• Agua de alimentación, alimentación de productos químicos, extracción de aire del condensador y sistemas de drenaje de extracción
• Purgadores y desagües de calderas, purgadores y desagües de vapor principales y desagües de calentadores
• Sellos y drenajes de la turbina
• Sistema de aceite lubricante para turbinas y otros

Ventajas y Desventajas de las Válvulas Globo

Partes de una Válvula Globo

El diseño de la válvula de globo en forma de T es el tipo de cuerpo más común, con un diafragma en forma de Z. El ajuste horizontal del asiento permite que el vástago y el disco se desplaza perpendicularmente a la línea horizontal. Este diseño tiene el menor coeficiente de flujo y la mayor caída de presión. Se utilizan en servicios de estrangulamiento severos, como en las líneas de desviación alrededor de una válvula de control. Las válvulas de globo en T también se pueden utilizar en aplicaciones donde la caída de presión no es una preocupación y se requiere estrangular.

La válvula globo

suelen tener vástago ascendente, y los tamaños más grandes son de la construcción exterior de tornillo y yugo. Los componentes de la válvula de globo son similares a los de la válvula de esclusa. Este tipo de válvula tiene asientos en un plano paralelo o inclinado a la línea de flujo.

El mantenimiento de la válvula de globo es relativamente fácil, ya que los discos y los asientos son fácilmente restaurados o reemplazados. Esto hace que las válvulas de globo sean especialmente adecuadas para servicios que requieren un mantenimiento frecuente de la válvula. En el caso de las válvulas de accionamiento manual, el menor recorrido de los discos ofrece ventajas en el ahorro de tiempo del operario, especialmente si las válvulas se ajustan con frecuencia.

La principal variación en el diseño de las válvulas de globo está en los tipos de discos empleados. Los discos con obturador tienen una configuración larga y cónica con una amplia superficie de apoyo. Este tipo de asiento proporciona la máxima resistencia a la acción erosiva del flujo de fluido. En el disco de composición, el disco tiene una cara plana que se presiona contra la abertura del asiento como una tapa. Este tipo de disposición del asiento no es tan adecuado para la estrangulación por presión diferencial alta.

En las válvulas de globo de hierro fundido, el disco y los anillos de asiento suelen ser de bronce. En las válvulas de globo de acero para temperaturas de hasta 399°C el asiento está generalmente hecho de acero inoxidable y, por lo tanto, proporciona resistencia en caso de rigidez mecánica y al desgaste por roce. Las caras de contacto son normalmente tratadas térmicamente para obtener valores de dureza diferencial. También se utilizan otros materiales de guarnición, incluyendo aleaciones con base de cobalto.

La superficie de asiento está rectificada para asegurar un contacto total de la superficie de apoyo cuando la válvula está cerrada. Para las clases de presiones inferiores, la alineación se mantiene mediante una contratuerca larga de disco. Para presiones más altas, las guías de los discos se funden en el cuerpo de la válvula. El disco gira libremente sobre el vástago para evitar el engrane de la cara del disco y el anillo del asiento. El vástago se apoya en un plato de empuje endurecido, eliminando el engrane del vástago y del disco en el punto de contacto.

Dirección del flujo de las válvulas de globo

Para aplicaciones con baja temperatura, las válvulas de globo se instalan normalmente de forma que la presión está bajo el disco. Esto contribuye a una fácil operación y ayuda a proteger la empaquetadura.

Para aplicaciones con servicio de vapor a alta temperatura, las válvulas de globo se instalan de forma que la presión esté por encima del disco. De lo contrario, el vástago se contraerá al enfriarse y tenderá a levantar el disco del asiento.

Válvula Globo con Fuelle Metálico

El fuelle es larga duración diseñado y probado para aplicaciones de alta presión/temperatura.

Reducción de las fugas del prensaestopas.

El uso de fuelles reduce las fugas de los componentes del prensaestopas.

Las cero fugas en el vástago eliminan la pérdida de medio y satisfacen las regulaciones ambientales.

El mantenimiento cero resulta en menores costos de operación.

Fácil mantenimiento. Las válvulas son efectivas para reducir los costos de mantenimiento ya que la empaquetadura del prensaestopas no necesita ser retorcida regularmente.

Mantiene la calidad del líquido.

El vástago de la válvula y los componentes del prensaestopas están sellados con fuelles para evitar el contacto con los líquidos de las tuberías.

Temperatura +300 °C

Aplicaciones más usadas:

• Vapor
• Agua sobrecalentada
• Agua caliente
• Agua fría
• Sistemas de aire presurizado
• Transferencia de amoníaco y aceite
• Líquidos sin propiedades de acidez o alcalinidad

Válvula Globo con Asiento en Ángulo o Angular

Es una modificación de la válvula de globo con patrón T básica. Los extremos de esta válvula de globo están en un ángulo de 90 grados, y el flujo de fluido se produce con un solo giro de 90 grados. Tienen un coeficiente de flujo ligeramente inferior al de las válvulas de globo con patrón en Y. Se utilizan en aplicaciones que tienen períodos de flujo pulsante debido a su capacidad de manejar el efecto de slugging de este tipo de flujo.

Válvula Globo de Asiento Inclinado

La Valvula globo es una alternativa para la alta caída de presión, inherente a las válvulas de globo. El asiento y el vástago tienen un ángulo aproximado de 45 grados, lo que proporciona un paso de caudal más recto en la apertura total y ofrece la menor resistencia al flujo. Pueden abrirse durante largos periodos de tiempo sin que se produzca una erosión severa. Se usan extensamente para estrangular durante operaciones estacionales o de arranque. Pueden ser varillas para remover escombros cuando se usan en líneas de drenaje que normalmente están cerradas.

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