LA VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA

También conocida como válvula de bola en otros países, pero en Argentina como válvula de bola, es una válvula en la que una válvula de compuerta, llamada bola o esfera, gira alrededor de un eje perpendicular a la dirección del flujo. Es una de las válvulas más utilizadas del mercado, gracias a su versatilidad ON-OFF puede ser utilizada para maniobras o control de caudal con diferentes características de construcción y materiales. En la posición abierta, el líquido pasa a través de la placa guía.

Partes y Funcionamiento

Es una válvula de ¼ de giro, es decir 90°C siendo de accionamiento rápido.

Posee una bola o esfera de cierre, de allí proviene su nombre, pueden poseer cuerpo en acero fundido en ASTM A216 Gr. WCB ó acero inoxidable AISI 316 ó ASTM CF8M, asiento flotante PTFE / RPTFE ó asiento metálico, flotante ó tipo Trunnion con esfera guiada de cierre con guía superior e inferior, cierre block and bleed (cierre con bloqueo y purga) para uso en gas o petróleo con cuerpo único, dos cuerpos y tres cuerpos.

Con vástagos en diferentes materiales, por ejemplo AISI 361, SAE 4140 ENP, ASTM A182 F316, con esferas también pudiendo citar en ASTM A105 ENP, ASTM A351 CF8M, AISI 316, ASTM A351 CF3M, CF8, AISI 304, AISI 316L, con dos tipos de pasos de fluido: paso total y paso reducido.

Algunas características constructivas a proveer: vástago inexpulsable, junta de vástago autoajustable, dispositivo antiestático, tope independiente de palanca y placa base para automatización.

Con extremos soldables socket weld (a enchufe) SW ó butt weld BW (a tope), roscados NPT ó BSP y bridadas.

En diversas series (rating) o clases:  Serie 150, Serie 300, Serie 600, Serie 900, 1000 WOG, Serie 1500, Serie 2500, también existen ratings de presiones superiores.

Conexiones rápidas triclamp, rosca danesa y groove.

Conexiones especiales fondo de tanque tuerca con doble virola, unión doble, hot tap.

Diámetros desde ¼” hasta 48”

Presiones hasta 350 bar para usos media y baja presión.

Materiales del cuerpo en bronce, acero carbono y acero inoxidable con vástago inexpulsable.

Accionamientos manuales, eléctricos, neumáticos o hidráulicos.

En efecto, las válvulas esféricas de alta presión son válvulas de diseño sólido y eficiente de esta válvula se encuentra validado por las exigencias de los ensayos específicos que aseguran la estanqueidad del producto de alta presión.

Algunos tipos de conexiones de válvulas esféricas

* Hay otros tipos.

Pueden poseer además normas API 6D, API 607, ABS 5351, ANSI B16.10, API 598 y ASME / ANSI B16.34 con presiones de 621 Bar para la serie ASME 2500 y 372 Bar para la serie ASME 1500 y rayados de bridas según MSS SP6

Algunos materiales de cuerpos para válvulas esféricas más usados

• Bronce forjado ASTM B283-C37700
• Bronce fundido ASTM B-62
• Acero forjado ASTM A-105
• Acero fundido ASTM A216 Gr. WCB
• Acero inoxidable AISI 304
• Acero inoxidable forjado A182 F304
• Acero inoxidable fundido CF8
• Acero inoxidable AISI 316
• Acero inoxidable forjado ASTM A182 F316
• Acero inoxidable fundido ASTM A351 CF8M
• Acero inoxidable AISI 304
• Acero inoxidable forjado A182 F304
• Acero inoxidable fundido CF8
• Acero al carbono para baja temperatura ASTM A352 LCB y ASTM A350 LF2
• Monel ASTM A494 Gr. M-35-1
• Alloy 20 ASTM A744 Gr. CN7M
• Hastelloy C ASTM A494 Gr. CW-6M

Asientos metálicos de válvulas esféricas

• Asiento metálico circular metal B
• Asiento metálico caracterizado
• Asiento metálico circular inoxidable
• Asiento metálico c/inserto de CFILL
• Asiento metálico c/inserto de TR
• Asiento metálico c/inserto de Nylon
• Asiento metálico c/inserto de Devlon

Asientos blandos de válvulas esféricas

• PTFE virgen
• PTFE reforzado con grafito
• PDR08
• Acetal
• CFILL
• PTFE-R (Teflón reforzado)
• PTFE (Teflón Virgen)
• UHMWPE
• High Perfill (Peek)
• Delrin
• Lubetal
• Nylon

Opcionales

• Extensor de vástago
• Traba candado / precinto
• Diseño antifuego fire safe
• Accionamiento a volante y cadena
• Extensor de eje del operador
• Servicio criogénico
• Automatización

Válvulas Esféricas Asiento Esfera Flotante

En una válvula esférica de asiento flotante, la esfera se mantiene en la posición por la compresión de los dos asientos elastoméricos contra la bola. La esfera queda libre para flotar dentro del cuerpo de la válvula.

Este tipo de diseño de válvula es capaz de cierre bidireccional. La válvula flotante es muy difícil de operar cuando la presión aguas arriba es muy alta.

Válvulas Esféricas Asiento Esfera Trunnion o Guiada

La válvula esférica trunnion (o de muñón) es una forma de válvula de cuarto de vuelta que utiliza una esfera hueca, perforada y fija/apoyada para controlar el flujo a través de ella. Este tipo de asiento está disponible para todos los tamaños y para todas las clases de presión.

El trunnion (del francés antiguo «trognon», tronco) es una protuberancia cilíndrica utilizada como punto de montaje o de giro. Asociado en primer lugar a los cañones, es un importante desarrollo militar.

El vástago montado en el asiento tipo trunnion absorbe el empuje de la presión de la línea, previniendo el exceso de fricción entre la bola y los asientos, por lo que incluso con la presión de trabajo nominal completa el torque se mantiene bajo.

Doble block and bleed – Doble bloqueo y purgado (Válvulas DBB)

Estas válvulas reemplazan las técnicas tradicionales existentes empleadas por los ingenieros de tuberías para generar una configuración de doble bloqueo y purga en la tubería. Dos válvulas de bloqueo y una válvula de purga son como una unidad, o un múltiple, para ser instaladas para un aislamiento positivo. Utilizadas para el servicio de procesos críticos, las válvulas DBB son para sistemas de alta presión o procesos de fluidos tóxicos/peligrosos. Las aplicaciones que utilizan las válvulas DBB incluyen drenaje de instrumentos, conexión de inyección química, aislamiento de sellado químico y aislamiento de manómetros. Las válvulas DBB hacen el trabajo de tres válvulas separadas (2 aislamientos y 1 purga) y requieren menos espacio y tienen menos peso.

Aplicaciones para una válvula de doble bloqueo y purga

Las válvulas de doble cierre y purga se utilizan más comúnmente en la industria del petróleo y el gas, pero también pueden ser útiles en muchas otras industrias. Se utiliza cuando se requiere purgar la cavidad de la válvula, donde la tubería necesita aislamiento para el mantenimiento, o para cualquiera de estos otros escenarios:

• Prevenir la contaminación del producto
• Retirar el equipo del servicio para su limpieza o reparación
• Calibrar la medición
• Servicio de líquidos cerca de vías fluviales
• Transmisión y almacenamiento
• Inyección química y muestreo
• Aislar la instrumentación como los indicadores de presión y los medidores de palanca
• Vapor de proceso primario

Tener en cuenta al seleccionar una válvula de doble bloqueo y purga

Como con cualquier válvula, durante la selección, uno debe considerar las propiedades del fluido, la presión, la temperatura. Sin embargo, quizás lo más importante es cómo se utilizará la válvula. Con un número de configuraciones ofrecidas, considere cuál de éstas se ajustará mejor a su proceso y necesidades.

Actuadores Neumáticos para Válvulas Esféricas

Los actuadores neumáticos más utilizados son del tipo doble efecto y simple efecto, este último presenta resortes para que el actuador vuelva sin uso del aire a su posición original. No sólo pueden utilizados para válvulas mariposas sino con otras con accionamiento a 90 grados. Algunas marcas poseen indicador visual superior de posición para saber su estado de apertura o cierre. Los actuadores neumáticos además pueden ser del tipo on off ó modulante, pero también existen línea de actuadores neumáticos de yugo escocés para altos torques con piñón y cremallera.

Actuadores Hidráulicos para Válvulas Esféricas

Actuadores hidráulicos gas hidráulicos (gas-over-oil), actuadores de gas a alta presión (high pressure gas) y actuadores electrohidráulicos.

Aparte de los diseños de 1/4 de vuelta, la mayoría de estos rangos ofrece versiones para aplicaciones en válvulas con movimientos lineales. Muchos de estos actuadores son diseñados para aplicaciones críticas con respuestas «fail safe» de alta velocidad, o cierres de emergencia ESD (emergency shut down) en sitios hostiles, incluyendo aplicaciones submarinas a profundidades de cientos de metros. Uso aprobado en sistemas de seguridad SIL2 y SIL3.

Electroválvulas para Válvulas Esféricas

Las electroválvulas o válvulas solenoides son muy utilizadas para operar el aire comprimido para la utilización en los actuadores neumáticos. Las más utilizados pero habiendo muchos otros, son las válvulas de solenoide 3 vías y 2 posiciones completa con o sin NAMUR y las válvulas de Solenoide 5 vias y 2 posiciones completa con o sin NAMUR, con conectores para tubos de 6mm u 8mm y silenciador largo de bronce. (VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA )

Tipos:

• Válvula Solenoide 5/2 1/4  rosca BSP con bobina 110V
• Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 12V
• Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 24V
• Válvula Solenoide 5/2 1/4 rosca BSP  con bobina 220V
• Válvula Solenoide 3/2 1/8 rosca BSP  con bobina 12V
• Válvula Solenoide 3/2 1/8 rosca BSP  con bobina 24V
• Válvula Solenoide 3/2 1/4 rosca BSP  con bobina 24V
• Válvula Solenoide 3/2 1/4 rosca BSP  con bobina 12V
• Válvula Solenoide 3/2 1/4 BSP 220V

Tenemos toda la línea de conectores, silenciadores y tubos.

Caja reductora con volante con piñón y cremallera

Las cajas reductoras cumplen dos funciones principales, pudiendo buscar una o ambas. La primera claramente es reducir el torque de operación debido al piñón y cremallera, es decir cada caja posee una relación de vueltas realizadas de entrada y salida. Es decir, que el usuario debe hacer menos fuerza de operación para abrirla o cerrarla, además debe romperse el torque de la misma presión interna del fluido. La segunda función pero menos requerida es que el operador este obligado a realizar un cierre lento y así reducir el golpe de ariete sobre el fluido dentro de la tubería. Por tal motivo, encontramos muchas veces que en diámetros no muy grandes de válvulas la solicitud que las válvulas posean caja reductora. ( VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA )

Actuadores Eléctricos para Válvulas Esféricas

Distintas opciones y calidades

Según la necesidad, lo importante es conocer el ambiente, la exigencia, el lugar donde estará instalado, el nivel de criticidad y la vida útil necesaria.

Actuadores eléctricos de ¼ de vuelta Modelo de ¼ vuelta para válvulas con 90 grados de rotación ó multivuelta para válvulas con movimiento lineal, del tipo ON-OFF ó modulante, en diferentes torques, tensiones y frecuencia, 12V, 24V, 48V, 110Vca, 220Vca, 380Vca, monofásicos ó trifásicos, con distintas ventajas para diferentes tipos de necesidades.

Son equipos de alto rendimiento para la automatización de válvulas y compuertas. Es común combinar un actuador multivuelta a una caja reductora para proveer una salida de ¼ vuelta, o para multiplicar el torque de salida del actuador. Muchos poseen control electrónico de corte por torque para limitación y desconexión en caso de bloqueo para evitar daños, también poseen cambio de posición manual quedando así liberado el motor para operación manual, otros poseen contactos adicionales para transmisión de señal abierto/cerrado. Existen para los modelos de bajos torques opcionales en multivoltage. Es importante definir el IP de estanqueidad según la exigencia que tendrá en el medio ambiente donde se desempeñe.

—

Limit Switch Box – Caja Límites para VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

Son dispositivos eléctricos, neumáticos o mecánicos situados al final del recorrido de un elemento móvil, como por ejemplo una cinta transportadora, con el objetivo de enviar señales que puedan modificar el estado de un circuito. Internamente pueden contener interruptores normalmente abiertos (NA o NO en inglés), cerrados (NC) o conmutadores dependiendo de la operación que cumplan al ser accionados, de ahí la gran variedad de finales de carrera que existen en mercado.

Posicionador para Válvulas Esféricas

Para las válvulas totalmente automatizadas, los posicionadores serían el cerebro de las válvulas y controlan sus movimientos. También, debido a su memoria pueden decirnos si la válvula se comporta como debería o si por el contrario tiene alguna enfermedad, como puedes ser: erosión en asiento y/o obturador, desgaste de la empaquetadura o alguna fuga en el aire de alimentación. VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA

Pequeñas variaciones en el perfil de regulación de la válvula, nos dan información de su estado. Los resultados del diagnóstico los podemos representar en forma de curva para compararlos con perfiles de diagnósticos anteriores, representativos del buen funcionamiento de la válvula. Con la comparación nos avanzamos a posibles desviaciones en su comportamiento. Además, un objetivo es desarrollar el diagnóstico preventivo, hasta el punto de poder predecir el cambio de las piezas desgastadas. Para ello es necesario conocer a la perfección cómo se comunican las válvulas y saber interpretar correctamente los pequeños detalles.

VALVULA ESFERICA FLOTANTE – GUIADA – API 6D

La norma API 6D especifica los requisitos y da recomendaciones para el diseño, fabricación, prueba y documentación de válvulas esféricas, retención, esclusas y tapón para su aplicación en sistemas de tuberías.

Válvulas Esféricas Alta Presión

Serie 600 – Serie 900 – Serie 1500 – Serie 2500 – Serie 3000 – Serie 6000

Tabla de Presiones en A216 WCB

* Todas las fotos son de carácter informativo

Ingenieria en Fluidos S.R.L. asesoramiento directo y personalizado por profesionales AQUÍ!.