valvulas en general

CURSO: VLVULAS, COMPRESORES Y BOMBAS

CARMOS LVARO AGUINAGA BARRAGN Ph.D. Msc. Ing. 1


VLVULAS

LVARO AGUINAGA BARRAGN Ph.D. Msc. Ing. CARMOS

SEPTIEMBRE 2008



1. VALVULAS

1.1. DEFINICION Una vlvula se puede definir como un dispositivo mecnico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulacin (paso) de lquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o ms orificios o conductos. Las vlvulas son unos de los instrumentos de control ms esenciales en la industria petrolera. Debido a su diseo y materiales, las vlvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de lquidos y gases, desde los ms simples hasta los ms corrosivos o txicos. Sus tamaos van desde una fraccin de pulgada hasta 30 ft (9 m) o ms de dimetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vaci hasta mas de 20000 lb/in (140 Mpa) y temperaturas desde las criognicas hasta 1500 F (815 C). En algunas instalaciones se requiere un sellado absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia. La vlvula automtica de control generalmente constituye el ltimo elemento en un lazo de control instalado en la lnea de proceso y se comporta como un orificio cuya seccin de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Las vlvulas de control constan bsicamente de dos partes que son: la parte motriz o actuador y el cuerpo. En esta seccin se describirn las vlvulas utilizadas en las facilidades petroleras, de conformidad con las normas API Specification 6D (ISO 14313), as como las normas API Standard 594, 599, 600, 602, 606, 607 y 609.

1.2. CLASIFICACION Y ESPECIFICACIONES

Debido a los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseos y variantes con el paso de los aos, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Se puede clasificar a las vlvulas en: vlvulas de compuerta, vlvulas de globo, vlvulas de bola, vlvulas de mariposa, vlvulas de apriete, vlvulas de diafragma, vlvulas de macho (plug), vlvulas de retencin, vlvulas reductoras de presin y vlvulas de desahogo o alivio. De conformidad con la norma API Specification 6D las vlvulas pueden especificarse dependiendo de su presin nominal PN y su Clase (ANSI B16.5), en: PN 20 (Class 150); PN 50 (Class 300); PN 64 (Class 400); PN 100 (Class 600); PN 150 (Class 900); PN 250 (Class 1500) y PN 420 (Class 2500). De acuerdo a esta especificacin y a la temperatura del fluido, la presin mxima de operacin de estas vlvulas se presenta en la siguiente tabla:

FacturacionResaltado





En la norma API Specification 6D, se indican tambin las dimensiones, materiales y caractersticas tcnicas de cada una de las vlvulas. Los materiales de las vlvulas y sus pruebas responden a normas ASTM y ASME.

1.3. VLVULAS DE COMPUERTA La vlvula de compuerta supera en nmero a los otros tipos de vlvulas en servicios en donde se requieren circulacin ininterrumpida y poca cada de presin. Las vlvulas de compuerta no se recomiendan para servicios de estrangulacin, porque la compuerta y el sello tienden a sufrir erosin rpida cuando restringen la circulacin y producen turbulencia con la compuerta parcialmente abierta. En la Fig. 1.1 se presenta una vlvula de compuerta, con sus partes, de acuerdo a las especificaciones API Specification 6D. Estas vlvulas entonces son empleadas como vlvulas de bloqueo (ON/OFF) en servicios de agua, aceite y gas (WOG). Cuando la vlvula est abierta del todo, se eleva por completo la compuerta fuera del conducto del flujo, por lo cual el fluido pasa en lnea recta por un conducto que suele tener el mismo dimetro que la tubera. Las caractersticas principales del servicio de las vlvulas de compuerta incluyen: cierre completo sin estrangulacin, operacin poco frecuente y mnima resistencia a la circulacin. Los principales elementos estructurales de la vlvula de compuerta, como se ilustra en la Fig. 1.2, son: volante, vstago, bonete, compuerta, asientos y cuerpo. Estas vlvulas estn disponibles con vstagos de los siguientes tipos: Vstago no elevable, con rosca interna, tiene ventajas cuando hay poca altura. Vstago elevable con rosca externa que requiere ms espacio libre, pero impide que la rosca est en contacto con los fluidos del proceso. Vstago elevable con rosca interna, que expone la rosca del vstago a los lquidos del proceso; por tanto, no se debe usar con lquidos corrosivos. Los asientos de las vlvulas de compuerta pueden ser integrales con el cuerpo o ser de construccin anular. Para servicio a alta temperatura, los anillos del asiento se colocan a presin en su lugar y se sueldan para sellarlos en el cuerpo de la vlvula.


FacturacionNota adhesivaque significan estas normas ???





Las fugas por las vlvulas de compuerta pueden ocurrir en ambos extremos en donde se conectan a la tubera (cuando la vlvula est abierta), en la unin entre el bonete y el cuerpo, en el vstago, y corriente debajo de la compuerta cuando la vlvula est cerrada. Se pueden proveer sellos para evitar las fugas al exterior o corriente abajo cuando est cerrada la vlvula. Estos sellos pueden ser de metal a metal, metal en contacto con un material elstico o metal en contacto con un inserto elstico colocado en la cara del metal. El prensaestopas o empaque es el mtodo ms comn para sellar el vstago; tiene una brida en el collarn para oprimir la empaquetadura y evitar fugas. Adems, los vstagos se pueden sellar con la inyeccin lateral de grasa hacia un anillo de cierre hidrulico. La empaquetadura o los sellos anulares del vstago se pueden cambiar cuando se requiera. Los materiales de sello pueden ser grafito asbesto y asbesto (amianto) impregnado con TFE.

Fig. 1.1 Vlvula de compuerta



CURSO

CARM

Las vrosca

Recom

Venta

O: VLVULA

OS LVAR

vlvulas podas, encaja

mendada pServicio cPara uso Para resisPara mni

ajas Alta capaCierre herBajo costoDiseo y fPoca resis

AS, COMPRE

RO AGUINAG

Fig. 1.2 C

or la formaadas y sold

Fig.1.

para con aperturapoco frecustencia mnimas cantid

cidad. rmtico. o. funcionamistencia a la

ESORES Y BO

GA BARRAG

omponente

a como puedadas, solda

3 Unin de

a total o cieente.

nima a la cirdades de flu

ento sencila circulaci

OMBAS

N Ph.D. Msc

es de una v

eden ser uadas a tope

e las vlvula

erre total, s

rculacin. uido o liquid

los. n.

c. Ing.

vlvula de c

unidas con e y bridada

as de comp

in estrangu

do atrapado

compuerta

la tuberas (Fig. 1.3)

puerta

ulacin.

o en la tube

a se divide.

era.

5

n en:



Desventajas Control deficiente de la circulacin. Se requiere mucha fuerza para accionarla. Produce cavitacin con baja cada de presin. Debe estar cubierta o cerrada por completo. La posicin para estrangulacin producir erosin del asiento y del disco.

Variaciones

Cua maciza, cua flexible, cua dividida, disco doble. Materiales Cuerpo: bronce, hierro fundido, hierro, acero forjado, monel, acero fundido,

acero inoxidable, plstico de PVC. Componentes diversos.

Instalacin y mantenimiento

Lubricar a intervalos peridicos. Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubera para lquidos calientes y al

comprobar que las vlvulas estn cerradas. No exceder cargas mximas en el cierre. Abrir las vlvulas con lentitud para evitar el choque hidrulico en la tubera. Cerrar las vlvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y

mugre atrapados.

1.4. VLVULAS DE MACHO El uso principal de las vlvulas de macho, igual que las vlvulas de compuerta, es en servicio de corte y sin estrangulacin. Dado que el flujo por la vlvula es suave e ininterrumpido, hay poca turbulencia dentro de ella y, por tanto, la cada de presin es baja. Las ventajas principales de las vlvulas de macho son accin rpida, operacin sencilla, espacio mnimo para instalacin y cierre hermtico cuando tienen macho cnico. En la Fig. 1.4 se presenta una vlvula de macho, con sus partes, de acuerdo a las especificaciones API Specification 6D. Hay dos tipos principales de vlvulas de macho: lubricados para evitar las fugas entre la superficie del macho y el asiento en el cuerpo y reducir la friccin durante la rotacin, y los no lubricados en que el macho tiene un revestimiento que elimina la necesidad de la lubricacin. Los principales servicios de las vlvulas de macho incluyen apertura o cierre total sin estrangulacin; tienen mnima resistencia al flujo; son para operacin frecuente y tienen poca cada de presin. Los componentes bsicos son el cuerpo, el macho y la tapa (Fig. 1.5). Las dos categoras principales de las vlvulas de macho son circulacin rectilnea y orificios mltiples. El macho de circulacin rectilnea es cnico o cilndrico y los orificios son de diferentes diseos: Orificio redondo completo que tiene una abertura para toda la cavidad en el macho y el cuerpo; orificio rectangular que tiene orificios de tamao completo, por lo general rectangulares y con una apertura mnima del 70% del tamao de la tubera; y, orificio de venturi que tiene aberturas redondas o rectangulares con superficie reducida y con flujo de venturi.





CURSO

CARM

O: VLVULA

OS LVAR

AS, COMPRE

RO AGUINAG

Fig. 1.5

ESORES Y BO

GA BARRAG

Fig.1.4

Componen

OMBAS

N Ph.D. Msc

Vlvula de

ntes de una

c. Ing.

macho

a vlvula de

e macho

7



La vlvula de macho es de de vuelta (90o). Estas vlvulas entonces son empleadas como vlvulas de bloqueo (ON/OFF) en servicios de agua, aceite y gas (WOG). En el tipo con lubricacin, se inyecta lubricante a presin para evitar las fugas de lquidos entre la cara del macho y el cuerpo. Adems, se reduce la friccin al girar el macho. El macho tiene ranuras que permiten que el lubricante forme un sello. La presin del lubricante eleva el macho y facilita la operacin. La ventaja de las vlvulas con macho lubricado es la operacin rpida. Tienen una gama limitada de temperatura segn sea el lubricante utilizado. Las vlvulas con macho no lubricado estn disponibles en los tipos elevable y con camisa de elastmero o revestimiento para el macho. Para operar la vlvula elevable se levanta en forma mecnica el macho para facilitar la rotacin. La camisa o revestimiento de elastmero (TFE) se aplica como revestimiento o por inmersin en el cuerpo rodeando por completo el macho. El TFE es duradero e inerte excepto para unos cuantos productos qumicos, tiene bajo coeficiente de friccin y es autolubricante. Las ventajas principales de las vlvulas con macho no lubricado son el cierre hermtico, operacin rpida, ausencia de problemas de lubricacin y amplia gama de temperaturas. Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total. Para accionamiento frecuente. Para baja cada de presin a travs de la vlvula. Para resistencia mnima a la circulacin. Para cantidad mnima de fluido atrapado en la tubera.

Desventajas

Requiere alta torsin (par) para accionarla. Desgaste del asiento. Cavitacin con baja cada de presin.


Dejar espacio libre para mover la manija en las vlvulas accionadas con una llave.

En las vlvulas con macho lubricado, hacerlo antes de ponerlas en servicio. En las vlvulas con macho lubricado, lubricarlas a intervalos peridicos.

1.5. VLVULAS DE BOLA Las vlvulas de bola, bsicamente, son vlvulas de macho modificadas. Aunque se han utilizado desde hace mucho tiempo, su empleo estaba limitado debido al asentamiento de metal contra metal, que no permita un cierre a prueba de burbujas. Los adelantos en los plsticos han permitido sustituir los asientos metlicos con los de plastmeros y elastmeros modernos. La bola tiene un orificio que se une con el cuerpo en la posicin abierta. Estas vlvulas se utilizan en forma principal para servicio de corte y no son satisfactorias



para estrangulacin. Son rpidas para operarlas, de mantenimiento fcil, no requieren lubricacin, producen cierre hermtico con baja torsin y su cada de presin es funcin del tamao del orificio. La vlvula de bola est limitada a las temperaturas y presiones que permite el material del asiento. Cuando est cerrada, se atrapa algo de lquido entre el asiento y el orificio de la bola, lo cual es indeseable en muchos casos. La vlvula de macho es de de vuelta (90o). Estas vlvulas entonces son empleadas como vlvulas de bloqueo (ON/OFF) en servicios de agua, aceite y gas (WOG). En la Fig. 1.6 se presenta una vlvula de bola, con sus partes, de acuerdo a las especificaciones API Specification 6D.

Fig. 1.6 Vlvula de bola

Los principales componentes de estas vlvulas son el cuerpo, el asiento y la bola (Fig. 1.7). Hay dos tipos principales de cuerpos para vlvulas de bola: entrada superior y cuerpo dividido. En el de entrada superior, la bola y los asientos se instalan por la parte superior. En el de cuerpo dividido, la bola y asientos se instalan desde los extremos. Las bolas tienen orificios completos, de venturi y de superficie reducida. El orificio completo es igual al dimetro interior de la tubera. El orificio de venturi tiene superficies reducidas y hay flujo de venturi dentro del cuerpo. El orificio reducido es de menor dimetro que la tubera.

CURSO

CARM

Los mNylonprodu El vshacerla ranempaimpre Las vasientel pas Recom

Venta

Desve

O: VLVULA

OS LVAR

materiales n, buna-N yucido asient

stago de lar una ranuranura y peraquetadurasegnado con

lvulas de tos elsticoso cuando s

mendada pPara servCuando sPara tempCuando s

ajas Bajo costoAlta capaCorte bidiCirculaciPocas fugSe limpia Poco manNo requieTamao cCierre her

entajas Caracters

AS, COMPRE

RO AGUINAG

Fig. 1

ms comu Neoprenotos de grafi

a vlvula dea en la bolarmita girar s convencTRE que s

bola son dos, lo cual se gira la b

para vicio de conse requiere peraturas mse necesita

o. cidad. ireccional. n en lnea gas. por si sola

ntenimientoere lubricaccompacto. rmtico con

sticas defic

ESORES Y BO

GA BARRAG

.7 Compon

nes para l, aunque suto para tem

e bola no ea y se confla bola. E

cionales dese fija en su

de de vuepermite la ola 90 y ci

nduccin y capertura r

moderadas.resistencia

recta.

. o. in.

n baja torsi

cientes para

OMBAS

N Ph.D. Msc

nentes de la

los asientou uso est

mperaturas

est, por loforma el exEl vstago e materialu lugar con

elta, en lascirculacin ierra el con

corte, sin espida. . a mnima a

n (par).

a estrangula

c. Ing.

a vlvula de

os de las vlimitado pohasta de 1

o general, xtremo del v

se sella cl TFE, o un anillo d

s cuales undirecta en

nducto.

strangulaci

la circulaci

acin.

e bola

vlvulas deor las tempe

000F.

sujeto a lavstago pacon sellos

material e compresi

na bola tala la posicin

n.

n.

e bola son eraturas. Se

a bola. Se ra que ajusanulares orelleno co

in.

adrada gira n abierta y

10

TFE, e han

suele ste en o con on o

entre corta

CURSO

CARM

1.6 Las ves suvlvulduracgloboflujo, en la Los pbonet

Por locon rporqurosca Hay dpara vuninbonet

O: VLVULA

OS LVAR

Alta torsiSusceptibPropensa

6. VLVUL

lvulas de uso principla ocasiona

cin del asie incluyen ocierre positlnea.

rincipales cte, asientos

o general, erosca internue las rosca externa y v

disponibles vlvulas pe para vlvte con brida

AS, COMPRE

RO AGUINAG

n para accble al desgaa a la cavita

LAS DE GL

globo se upal. El cama turbulencento. Las poperacin tivo para g

componentes, disco y cu

estn dispona; no se as del vsvstago de

los siguienequeas, cvulas pequa, atornillad

ESORES Y BO

GA BARRAG

cionarla. aste de sellacin.

LOBO

tilizan parambio de sencia y cadarincipales cfrecuente, ases y aire

es usuales uerpo (Fig.1

Fig.1.8

onibles vsdebe utilizatago slo tslizable pa

ntes tipos dcuando exisueas, cuado para vlv

OMBAS

N Ph.D. Msc

os o empaq

a cortar o rentido del fluja de presicaractersticestrangula

e, y alta res

de una vl1.8).

. Vlvula de

stagos de loar en tubetienen protra apertura

de bonetessten bajas tando se revulas grand

c. Ing.

quetaduras

egular el flujo (dos vuen. Esta tucas de los s

acin al grasistencia y

vula de glo

e globo

os siguienteras que mteccin para y cierre r

: Bonetes dtemperatur

equiere desdes y presio

s.

ujo del lquieltas en ngurbulencia servicios deado deseacada toler

obo son: vo

tes tipos: Vmanejan mrcial; vstagpidos.

de rosca inras y presiosarmarlas ones o tem

ido y este gulo recto)produce m

e las vlvuldo de cuarable de pr

lante, vsta

Vstago eleaterial corrgo elevable

nterna y extones; bonecon frecueperaturas a

11

ltimo en la

menor as de lquier resin

ago,

evable rosivo e con

terna, ete de encia; altas.,



la junta del bonete sella la unin entre el cuerpo y el bonete; bonete sellado a presin para servicio a temperaturas y presiones; y, bonete sellado a presin para servicio a altas temperaturas y presiones. Las vlvulas de globo estn disponibles con los siguientes elementos de control de fluido: disco de composicin que tiene una cara plana que se oprime contra una superficie metlica anular, de asiento plano. Este disco, aunque no se recomienda para lquidos, produce un corte positivo para gases y aire; disco metlico en el que hay contacto lineal entre una superficie de asentamiento troncocnico o esfrico y un asiento cnico, no se recomienda para servicio de estrangulacin pero produce corte positivo para los lquidos, este tipo de vlvula es deseable cuando se pueden acumular depsitos en los asientos; disco del tipo de macho que tiene contacto ms amplio con el asiento debido a su configuracin alargada, troncocnica, que permite que este disco se pueda emplear en servicios de estrangulacin, pero tiene mnima resistencia a la erosin y a la corrosin. La vlvula de globo son de varias vueltas y son empleadas en servicios de agua, aceite y gas (WOG). Existen muchas soluciones constructivas para las vlvulas de globo, dependiendo de la necesidad, por ejemplo, a continuacin se presentan en la Fig. 1.9 una vlvula de globo de asiento simple, en la Fig. 1.10 una vlvula de globo de doble asiento y en la Fig. 1.11 una vlvula de globo de tres vas.

Fig. 1.9 Vlvula de globo de asiento simple

Los asientos de las vlvulas de globo pueden ser fundidos integrales o anillos de asiento reemplazables que se fijan con tornillos o en alguna otra forma. Los puntos de fuga de las vlvulas de globo son los mismos que en las vlvulas de compuerta. La principal diferencia entre las dos es la prevencin corriente abajo del elemento de control. En vlvulas de globo de operacin manual cuyo elemento de control es un disco o macho que acopla con un anillo metlico de asiento, el disco puede ser todo de metal o de un material elstico. Cuando la presin no es muy alta, es preferible un asiento elstico, porque significa oprimir una superficie metlica contra una de elastmero; si se atrapa una partcula entre esas superficies, no hay tanto peligro de



romper el sello. En la empaquetadura del vstago, se emplea asbesto impregnado con TFC de alta duracin en vlvulas para temperaturas hasta de 450F o menos. Para vlvulas con capacidad para ms de 450F, se utilizan asbestos y grafito con un aglutinante.

Fig. 1.10 Vlvula de globo de doble asiento

Fig. 1.11 Vlvula de globo de tres vas.



Recomendada para Estrangulacin o regulacin de circulacin. Para accionamiento frecuente. Para corte positivo de gases o aire. Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulacin.

. Ventajas

Estrangulacin eficiente con estiramiento o erosin mnimos del disco o asiento.

Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vstago y el bonete.

Control preciso de la circulacin. Disponible con orificios mltiples.

Desventajas

Gran cada de presin. Costo relativo elevado.


Instalar de modo que la presin este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.

Registro en lubricacin. Hay que abrir ligeramente la vlvula para expulsar los cuerpos extraos del

asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas

por la empaquetadura.

1.7. VLVULAS DE MARIPOSA Las vlvulas de mariposa (Fig. 1.12) son uno de los tipos ms antiguos que se conocen. Son sencillas, ligeras y de bajo costo. El costo de mantenimiento tambin es bajo porque tienen un mnimo de piezas movibles. El uso principal de las vlvulas de mariposa es para servicio de corte y de estrangulacin cuando se manejan grandes volmenes de gases y lquidos a presiones relativamente bajas. El diseo abierto de flujo rectilneo evita la acumulacin de slidos y produce baja cada de presin. Su operacin es fcil y rpida con una manija. Es posible moverla desde la apertura total hasta el cierre total con gran rapidez. La regulacin del flujo se efecta con un disco de vlvula que sella contra un asiento. Las principales caractersticas de los servicios de las vlvulas de mariposa incluyen apertura total, cierre total o estrangulacin, operacin frecuente, cierre positivo para gases o lquidos y baja cada de presin. Los principales elementos estructurales de la vlvula de mariposa (Fig. 1.13) son el eje (flecha), el disco de control de flujo y el cuerpo. Hay tres tipos principales de cuerpo: Tipo de disco plano (tipo de oreja). Esta vlvula slo est sujeta entre dos bridas de tubo con tornillos que unen las bridas y pasan por agujeros en el cuerpo de la vlvula. Tipo con brida. Esta brida tiene extremos con brida que se unen con las bridas de los tubos. Tipo de rosca. Esta vlvula se atornilla directamente en el tubo.

CURSO

CARM

El flujmismode estornillodisco la vlvcual s Para bujes corros

O: VLVULA

OS LVAR

o por la vo dimetro te disco; esos o pasadpara formavula. Para

se mantiene

obtener la (casquillos

sivos. Por lo

AS, COMPRE

RO AGUINAG

Fig.1

lvula de maque los tu

st apoyaddores o mear un vstala estrangu

e por medio

ubicacin cs) que debeo general, l

ESORES Y BO

GA BARRAG

Fig. 1.12 V

1.13 Partes

ariposa se bos que coo en ambo

ediante el bago cuadradulacin se o de un seg

correcta, elen estar selos sellos c

OMBAS

N Ph.D. Msc

Vlvulas de

s de una v

controla coonecta. Un s extremos

brochado dedo. Al girar mueve el d

guro o cierre

l vstago eellados paraconsisten en

c. Ing.

e mariposa

lvula marip

on un discoeje, o sea

s en el cuerel extremo 90o el vst

disco a unae.

est fijo en a evitar cuan un estope

posa

o que tiene , el vstagorpo y se sujsuperior d

tago, el disa posicin i

ambos extalquier contero con sell

ms o meno, pasa a tjeta al disce la cavida

sco abre o ntermedia,

remos medtacto con fllos anulare

15

nos el travs co con ad del cierra en la

diante luidos s.

CURSO

CARM

De acde mcontramaneen esde losmateretc. Etempese farevesdesde

Venta

Desve

Instala

O: VLVULA

OS LVAR

cuerdo con ariposa sea el cual cejo de semistos asientos discos pariales para Estas vlveratura debabrican contimientos, c

e 2 hasta 15

Fig. 1.14

ajas Ligera de Requiere Numero mNo tiene bAlta capaCirculaciSe limpia

entajas Alta torsiCapacidaPropensa

acin y maSe puedeDejar sufpalanca. Las vlvuinstalaci

AS, COMPRE

RO AGUINAG

sus caracte dividen ecierra el dislidos, po

os. En el seara tener ulos asiento

vulas de mbido al matn muy divcomo TRE,5 ft.

4 Accionam

peso, compoco mant

mnimo de pbolas o cavcidad.

n en lnea por si sola

n (par) pard limitada p

a a la cavita

ntenimientoe accionar ciciente esp

ulas deben.

ESORES Y BO

GA BARRAG

tersticas den dos grupsco es me

orque el maegundo grupun cierre aos son bunamariposa derial del as

versos met, buna-N, K

miento neum

mpacta, bajotenimiento. piezas mvvidades.

recta. .

ra accionarpara cada

acin.

o con palancapacio para

n estar e

OMBAS

N Ph.D. Msc

e sellos y dpos principetlico, lo caterial abraspo se utiliza

a prueba dea-N, Viton, de cierre hsiento y detales. Para

Kynar, Neop

mtico y ma

o costo.

viles.

rla. de presin

a, volante oel movimie

n posicin

c. Ing.

de ser a prupales: En ecual hace sivo no puean sellos ae fugas. Encaucho (hu

hermticolos sellos.

a los discpreno e Hy

anual de las

.

o rueda paraento de la

n cerrada

ueba de fugel primer g

la vlvula ede ocasionnulares eln este tipoule) naturaltienen lim Las vlvuos hay ta

ypalon en ta

s vlvulas m

a cadena. manija, si

durante e

gas, las vlrupo, el asadecuada

nar ningn sticos alredo de vlvulal, TRE, Hypitaciones elas de mar

ambin divamaos qu

mariposa

se acciona

el manejo

16

lvulas siento

para dao

dedor a, los palon, en la riposa versos e van

a con

y la



1.8. VLVULAS DE RETENCIN (CHECK)

Las vlvulas de retencin (check) son integrales y se destinan a impedir la inversin del flujo en una tubera. La presin del fluido circulante abre la vlvula; el peso del mecanismo de retencin y cualquier inversin en el flujo la cierran. Los discos y componentes movibles relativos a los mismos pueden estar en movimiento constante si la fuerza de la velocidad no es suficiente para mantenerlas en su posicin estable de apertura total.

Fig. 1.15 Corte esquemtico de una vlvula de retencin

Hay diferentes tipos de vlvulas de retencin y su seleccin depende de la temperatura, cada de presin que producen y la limpieza del fluido. La vlvula de retencin de bisagra (columpio) abre con la presin en la tubera pues el flujo en sentido normal har que el disco oscile y se separe del asiento. Se cierra cuando se reduce la presin y llega a cero; en este caso, el disco queda sujeto contra el anillo de asiento por su propio peso o por pesos externos conectados a un eje que pasa a travs del cuerpo. La vlvula de retencin de bisagra se utiliza con bajas velocidades de fluido con inversiones de flujo poco frecuentes; en algunos sistemas se utilizan en combinacin con vlvulas de compuerta. Las principales caractersticas de estas vlvulas de retencin son mnima resistencia al flujo, servicios de baja velocidad y con cambios de direccin poco frecuentes. Los componentes principales de estas vlvulas son el cuerpo, disco, pasador oscilante y tapa. Los discos que se emplean en estas vlvulas son metlicos o de composicin se fabrican con una amplia gama de materiales: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero fundido y acero inoxidable. Los extremos pueden ser de rosca, con brida o soldados. Estas vlvulas se pueden instalar en una tubera horizontal o en una vertical con flujo ascendente. En las Fig. 1.16, 1.17 y 1.18 se presentan diferentes tipos de vlvulas de retencin.

CURSO

CARM

O: VLVULA

OS LVAR

AS, COMPRE

RO AGUINAG

Fig.

Fig.

ESORES Y BO

GA BARRAG

1.16 Vlvu

1.17 Vlvu

Fig. 1.

OMBAS

N Ph.D. Msc

la de retenc

la de reten

18 Vlvula

c. Ing.

cin de bisa

cin tipo pi

de pi

agra

stn

18

CURSO

CARM

1.9 Se rede undebidproduque sgradu

O: VLVULA

OS LVAR

9. VLVUL

quiere el dn sistema eo a su sen

ucir el cierrese va a p

uacin de

AS, COMPRE

RO AGUINAG

LAS DE SE

desahogo oexcede la qncillez y fue cuando oproteger costa.

Fig. 1

Fig. 1

ESORES Y BO

GA BARRAG

GURIDAD

o descarga que puede ncionamien

ocurre una on la vlv

.19 Vlvula

.20 Cuerpo

OMBAS

N Ph.D. Msc

(ALIVIO)

de la prescontrolar.

nto automsobrepresi

vula de de

a de Seguri

o de la vlvu

c. Ing.

in siempreLa vlvula

tico, es qun. La presesahogo d

dad o desa

ula de segu

e que la pra de desahuiz la mssin de diseterminar

ahogo

uridad

resin de dogo de pres confiable

seo del sis la presi

19

diseo esin, para

stema n de



Se pueden diferenciar las siguientes vlvulas de este tipo: Vlvula de desahogo: Es una vlvula automtica para desahogo que funciona con la presin esttica en el lado de corriente arriba. La vlvula se abre en proporcin al aumento en relacin con la presin de apertura y su empleo principal es en servicio con lquidos. Vlvula de seguridad: Es para desahogo automtico de la presin y la acciona la presin esttica en el lado de corriente arriba. La vlvula se abre o dispara con gran rapidez y se utiliza principalmente en servicios de vapor de agua y gases o vapores. Vlvula de desahogo de seguridad: Es automtica y se puede utilizar como vlvula de desahogo o de seguridad. Vlvula de desahogo (alivio) de presin: Un nombre genrico para vlvulas de seguridad o de desahogo de presin. Vlvula de seguridad convencional: Una vlvula de seguridad en que el bonete tiene descarga a la atmsfera o al lado de corriente abajo. La contrapresin influye en la presin de graduacin, presin de cierre y capacidad de la vlvula. Vlvula de desahogo equilibrada: Esta vlvula tiene el bonete con descarga a la atmsfera. Los efectos de la contrapresin en su funcionamiento son mnimos. Purga: La diferencia entre la presin de graduacin y la de cierre de una vlvula de seguridad, expresada como porcentaje de la presin de graduacin o en psi. La funcin de la vlvula de seguridad es detectar un aumento de presin y proveer una trayectoria para la salida del material que hay en el sistema. El aumento en la presin se detecta con un sistema de equilibrio de fuerzas que consisten en que la presin del proceso acta en una superficie determinada en contra de un resorte o un peso. Las vlvulas de seguridad accionadas por pesos o contrapesos ya no se utilizan en las plantas de proceso, salvo cuando son para apertura a presiones muy bajas. La vlvula de seguridad directa con carga de resorte suele tener cuerpo en ngulo. La conexin de entrada es la requerida para la presin y temperatura de corriente arriba; la conexin de salida y el bonete estn diseados para presiones ms bajas. El lado de salida es ms grande que el de entrada para permitir la dilatacin del medio circulante. El orificio de entrada aloja al disco y asiento de vlvula, que puede ser un buje, una semiboquilla o una boquilla entera. El disco casi siempre est bajo carga de resorte y el vstago le transmite la fuerza. Las vlvulas para proceso suelen tener guas superiores mientras que la gua inferior con disco es comn en las vlvulas de desahogo de calderas y lquido. El buje se utiliza en las vlvulas con gua inferior y en la semiboquilla en las de hierro fundido. Estos asientos se sujetan con roscas en el cuerpo. Las boquillas completas, utilizadas en las vlvulas de acero incluyen el asiento, orificio y cara de brida en una sola unidad. Hay un anillo ajustable en la boquilla y una pestaa de flexin en el disco. La boquilla converge en el orificio para dar gran velocidad en ese punto. El anillo de la boquilla constituye un orificio secundario, cuya calibracin determina la presin a la cual vuelve a cerrar la vlvula.



La pestaa de flexin en el disco recupera parte de la energa cintica a la presin esttica, lo cual da por resultado la accin de disparo de la vlvula de desahogo de seguridad. Las vlvulas de desahogo no tienen la pestaa y se abren en proporcin a la presin excesiva. Dado que se requiere cierta fuerza para la apertura total de la vlvula, las vlvulas de seguridad llegan a toda su capacidad de 3 % por arriba de la presin graduada; pero las de desahogo no llegan a su plena capacidad hasta un 25% ms que la presin graduada. La presin de graduacin o calibracin de la vlvula de desahogo se determina con el resorte y su tornillo de compresin a la carga correcta. Los resortes estn agrupados por tamaos y capacidades de modo que las espirales permitan el recorrido total de la vlvula; la carga del tornillo no debe exceder la fuerza del medio circulante cuando la vlvula est abierta del todo. Las presiones de graduacin se pueden aumentar hasta en un 10% del ajuste en la fbrica. El resorte est alojado en el bonete de la vlvula cuando no se debe permitir que el fluido escape a la atmsfera. Las vlvulas para vapor suelen tener un yugo en lugar del bonete y el resorte est descubierto. La contrapresin en la salida de la vlvula de desahogo puede aumentar o disminuir la presin de graduacin segn sea el diseo de la vlvula. Si la contrapresin es constante, hay que compensar sus efectos. Sin embargo, dado que el efecto de la contrapresin es de acuerdo con el diseo de la vlvula, no se debe intentar compensarla con el aumento o reduccin de la carga del resorte sin antes consultar con el fabricante.

valvulas en general

Documents