Cómo elegir los accesorios adecuados para válvulas de bola flotante

Las válvulas de bola flotante están diseñadas para permitir o restringir el flujo de fluidos girando un elemento esférico con un orificio en el centro. La bola 'flota' dentro del cuerpo de la válvula, lo que le permite alinearse con la dirección del flujo cuando la válvula está abierta. Este diseño proporciona varias ventajas, incluidas capacidades de cierre hermético y un desgaste mínimo de los componentes de la válvula.

I. Dimensiones de selección del núcleo para válvulas de bola flotante

La selección es crucial para garantizar la estabilidad del sistema. Concéntrese en los siguientes cuatro aspectos para evitar la contratación ciega:

1. Coincidencia de tamaño y caudal

El tamaño de la válvula debe ser totalmente compatible con el diámetro de la tubería; de lo contrario, surgirán problemas. El uso de una válvula DN80 para una tubería DN100 estrecha el canal de flujo, aumenta la resistencia, acelera el desgaste y aumenta el consumo de energía. Por el contrario, el uso de una válvula DN100 para una tubería DN80 desperdicia costos y puede aumentar los riesgos de fugas debido a los espacios en las conexiones.
Las válvulas de bola flotante disponibles comercialmente pueden tener un tamaño de hasta 24 pulgadas, pero en la industria se utilizan más comúnmente modelos de 12 pulgadas o menos. Las válvulas de gran tamaño tienen núcleos de bola pesados, que ejercen una alta presión sobre la superficie de sellado durante la 'flotación' a largo plazo y tienen una vida útil corta. Para tuberías de más de 12 pulgadas, las válvulas de bola montadas en muñón son más adecuadas. Al seleccionar, alinee los caudales reales y las especificaciones de las tuberías; no es necesario buscar tamaños grandes innecesariamente.

2. Compatibilidad de materiales y condiciones de trabajo

La selección incorrecta del material conduce fácilmente al fallo prematuro de la válvula. Elija materiales según las características del fluido:

• Acero inoxidable (304, 316): ofrece una fuerte resistencia a la corrosión y tolerancia a altas temperaturas (algunos grados soportan temperaturas superiores a 400 °C), adecuado para escenarios corrosivos o de alta temperatura como ingeniería química y productos farmacéuticos.

• Acero al carbono (A105): presenta alta resistencia y bajo costo, pero débil resistencia a la corrosión, ideal para sistemas que transportan fluidos neutros (por ejemplo, petróleo crudo, gas natural) con temperaturas que no superan los 350 °C.

• Latón: Proporciona buena rentabilidad y procesabilidad, pero tiene una resistencia a la presión (≤1,6 MPa) y una tolerancia a la temperatura (≤200 °C) limitadas, y se utiliza principalmente en tuberías civiles de agua potable o entornos industriales de baja presión.
  Además, considere la concentración media y la presión de trabajo. Por ejemplo, el acero inoxidable 316 funciona con ácido clorhídrico de baja concentración, mientras que el ácido clorhídrico de alta concentración requiere aleaciones especiales.

3. Adaptación a la Presión y Temperatura

Las válvulas deben soportar condiciones extremas del sistema, no sólo parámetros normales:

• Presión: La presión nominal debe ser ≥ la presión máxima de trabajo del sistema. Por ejemplo, un sistema con una presión máxima de 200 psi requiere una válvula ANSI Clase 150 (presión nominal máxima de 285 psi), mientras que un sistema con una presión de hasta 1200 psi necesita una válvula Clase 600 (presión nominal máxima de 1480 psi) para mantener un margen de seguridad suficiente.

• Temperatura: Diferentes materiales tienen diferentes límites máximos de temperatura. El latón pierde resistencia por encima de los 200°C y el acero al carbono tiende a deformarse por encima de los 350°C. Por ejemplo, las tuberías de vapor (300°C) requieren aleaciones o acero inoxidable resistente a altas temperaturas.

4. Selección del método de actuación

Los métodos de actuación se dividen en manuales y automáticos; elegir según las condiciones de trabajo:

• Manual (volante, manija): estructura simple y de bajo costo, adecuado para escenarios con baja frecuencia de conmutación (por ejemplo, una válvula de drenaje de un tanque de almacenamiento de agua operada 1 o 2 veces al día) y sin necesidad de control remoto.

• Automático:

• Eléctrico: Alta precisión de control (admite ajuste de apertura) y operación remota, adecuado para escenarios con suministro de energía estable y requisitos de alta precisión (por ejemplo, válvulas dosificadoras en tratamiento de agua municipal).

• Neumático: Impulsado por aire comprimido, tiene respuesta rápida (≤1 segundo) y sin chispas eléctricas, ideal para ambientes inflamables y explosivos (por ejemplo, válvulas de tanques de almacenamiento en campos petroleros), pero requiere compresores de aire de soporte.

• Hidráulico: Ofrece un alto par de salida, adecuado para escenarios de trabajo pesado de alta presión y de gran tamaño (12 pulgadas y más) (por ejemplo, oleoductos), pero necesita una estación hidráulica y tiene altos costos de mantenimiento.

II. Accesorios esenciales para válvulas de bola flotante

Combinar los accesorios adecuados mejora la funcionalidad y la fiabilidad. A continuación se muestran los tipos comunes utilizados en la industria:

1. Posicionadores de válvulas

Permita un control de flujo preciso, especialmente para escenarios de ajuste fino (por ejemplo, control de flujo en reacciones químicas). Reciben señales del sistema de control (por ejemplo, 4-20 mA) y ajustan la fuerza de salida del actuador en tiempo real para mantener una apertura estable de la válvula. Por ejemplo, cuando se requiere un flujo del 50%, si la abertura es demasiado grande, el posicionador reduce la fuerza motriz; si es demasiado pequeño, aumenta la fuerza, evitando la deriva en la apertura causada por errores o fluctuaciones de presión.

2. Actuadores

Más allá de los volantes manuales, los actuadores automáticos son clave para la automatización:

• Actuadores Eléctricos: Controlables remotamente con precisión de ajuste de apertura de ±1%, adecuados para escenarios con potencia estable y demandas de alta precisión.

• Actuadores Neumáticos: Respuesta rápida y sin chispas eléctricas, aptos para ambientes inflamables y explosivos, pero requieren tuberías de aire.

• Actuadores hidráulicos: salida de alto torque para válvulas de gran tamaño, adecuadas para condiciones de trabajo pesado de alta presión, pero necesitan un sistema de circuito de aceite.

3. Interruptores de límite

Posición de la válvula de retroalimentación (totalmente abierta, completamente cerrada, posición intermedia). Instalados en el actuador, activan señales (p. ej., señales de contacto seco) cuando la válvula alcanza posiciones extremas. Por ejemplo, en líneas de producción automatizadas, si la retroalimentación del interruptor muestra que la válvula no está completamente cerrada, el sistema detiene los procesos posteriores para evitar fugas. Durante las inspecciones, los operadores pueden verificar rápidamente el estado de la válvula mediante luces indicadoras sin necesidad de observar de cerca.

4. Dispositivos de retroalimentación de posición

A diferencia de los interruptores de límite que solo indican 'completamente abierto/completamente cerrado', estos dispositivos brindan información en tiempo real sobre la apertura continua (por ejemplo, 10%, 50%):

• Potenciómetros: Reflejan la apertura mediante cambios de resistencia, bajo costo con precisión de ±5%, adecuados para escenarios de baja demanda.

• Codificadores: calculan la apertura utilizando señales de pulso, con una precisión de ±0,1%, ideal para escenarios de alta demanda (p. ej., válvulas de administración de medicamentos en productos farmacéuticos, donde la desviación del flujo es ≤1%).
  Permiten monitorear la apertura en tiempo real en la sala de control, lo que permite la resolución oportuna de anomalías (por ejemplo, caídas repentinas de apertura).

5. Finalizar conexiones

Conecte válvulas a tuberías; seleccione según las necesidades:

• Conexiones roscadas: fáciles de instalar y desmontar, adecuadas para tuberías DN50 y más pequeñas, escenarios de baja presión (por ejemplo, agua del grifo), pero las superficies de sellado pueden tener fugas debido a una instalación incorrecta.

• Conexiones bridadas: aseguradas mediante pernos, buen rendimiento de sellado, adecuadas para tuberías DN80 y más grandes, escenarios de alta presión (por ejemplo, tuberías químicas), pero alinear los orificios de las bridas lleva mucho tiempo.

• Conexiones soldadas: mejor efecto de sellado, adecuado para escenarios críticos de alta presión, alta temperatura o corrosión (por ejemplo, tuberías de agua de refrigeración de plantas de energía nuclear), pero no se puede desmontar después de la soldadura; se requiere cortar la tubería para el mantenimiento.