Por «conjunto interno de una válvula de globo» se entiende el conjunto de piezas funcionales internas de una válvula de globo que influyen directamente en el cierre, la regulación del caudal, la resistencia al desgaste y la compatibilidad de servicio. En la mayoría de los análisis de selección industrial, el conjunto interno de una válvula de globo suele incluir el disco o el obturador, el asiento o la superficie de asiento, el vástago, el contraasiento y otras superficies funcionales en contacto con el fluido que afectan a la forma en que la válvula se cierra o regula el flujo.
Para una definición basada en estándares, la revista Valve cita el Definición del conjunto de válvula MSS SP-96, que define el conjunto de cierre como las piezas funcionales expuestas al fluido de la línea, lo que suele incluir el vástago, el elemento de cierre y las superficies de asiento.
Esta guía explica cómo se deben evaluar esos componentes de acabado a la hora de seleccionar una válvula de bola para un fluido, una temperatura, una presión, un riesgo de corrosión, un riesgo de erosión y un requisito de cierre específicos.
En pocas palabras, el cuerpo de la válvula contiene la presión. El conjunto interno controla el funcionamiento de la válvula.
Esta distinción es importante porque dos válvulas de globo pueden tener el mismo material del cuerpo, la misma clase de presión y la misma conexión en los extremos, pero comportarse de manera diferente en servicio debido a que los materiales y la geometría de los componentes internos son distintos. Una válvula de globo utilizada para agua limpia, vapor saturado, líquidos ligeramente corrosivos, medios abrasivos o regulación con gran caída de presión puede requerir diferentes opciones de disco, asiento y vástago.
¿Qué es el conjunto interno de una válvula de bola?
Guía rápida para la selección de válvulas industriales
Por «conjunto interno de una válvula de globo» se entiende el conjunto de piezas funcionales internas de una válvula de globo que influyen directamente en el cierre, la regulación del caudal, la resistencia al desgaste y la compatibilidad de servicio. En la mayoría de los análisis de selección industrial, el conjunto interno de una válvula de globo suele incluir el disco o el obturador, el asiento o la superficie de asiento, el vástago, el contraasiento y otras superficies funcionales en contacto con el fluido que afectan a la forma en que la válvula se cierra o regula el flujo.
Esta guía explica cómo se deben evaluar esos componentes de acabado a la hora de seleccionar una válvula de bola para un fluido, una temperatura, una presión, un riesgo de corrosión, un riesgo de erosión y un requisito de cierre específicos.
En pocas palabras, el cuerpo de la válvula contiene la presión. El conjunto interno controla el funcionamiento de la válvula.
Esta distinción es importante porque dos válvulas de globo pueden tener el mismo material del cuerpo, la misma clase de presión y la misma conexión en los extremos, pero comportarse de manera diferente en servicio debido a que los materiales y la geometría de los componentes internos son distintos. Una válvula de globo utilizada para agua limpia, vapor saturado, líquidos ligeramente corrosivos, medios abrasivos o regulación con gran caída de presión puede requerir diferentes opciones de disco, asiento y vástago.
Por qué el ajuste es importante en el cierre, la regulación y la vida útil
Las válvulas de bola suelen elegirse cuando el cierre, la regulación del caudal o el funcionamiento repetido son más importantes que una caída de presión muy baja. En estas aplicaciones, el conjunto interno queda expuesto a tensiones mecánicas y fluidas directas.
Una elección inadecuada del conjunto interno de una válvula de bola puede provocar:
- fuga a través del asiento;
- desgaste acelerado de los asientos o los discos;
- desgaste por fricción entre superficies de contacto;
- erosión provocada por corrientes de alta velocidad;
- corrosión del vástago, del disco o de las superficies de asiento;
- rendimiento inestable de la regulación de la potencia;
- mayor frecuencia de mantenimiento;
- vida útil reducida.
En el funcionamiento real de una planta, estos problemas no son solo cuestiones materiales. Pueden manifestarse en forma de mantenimiento no planificado, un control inestable de los procesos, fugas recurrentes tras un breve periodo de servicio o una válvula que ya no funciona según lo especificado.
Por esta razón, la selección de los componentes internos de una válvula de bola no debe considerarse un simple detalle de material al final de una orden de compra. Se trata de una decisión relacionada con las condiciones de servicio que tiene en cuenta el fluido del proceso, la temperatura, la presión, la caída de presión, las expectativas de cierre, la frecuencia de funcionamiento y la construcción de la válvula.
Accesorios frente a carrocería, capó, juntas y piezas generales de válvulas
¿Qué se considera el conjunto de una válvula de bola?
No todas las piezas internas o externas de una válvula deben considerarse «accesorios». A efectos de selección, el término «accesorios» suele referirse a las piezas que intervienen directamente en el sellado, la regulación, el guiado o la resistencia al desgaste causado por el medio de proceso.
El alcance exacto puede variar según el fabricante, la norma o las especificaciones del proyecto, pero el límite práctico de selección es claro: si una pieza afecta al cierre, a la regulación del flujo, al desgaste por contacto con el fluido o a la compatibilidad de los materiales, puede formar parte del análisis de los componentes internos.
| Artículo | ¿Se suele tratar como un adorno? | Por qué es importante | Profundidad del artículo actual |
|---|---|---|---|
| Disco / tapón | Sí | Se acerca o se aleja del asiento para detener o regular el flujo | Enfoque principal |
| Asiento / superficie de asiento | Sí | Crea la superficie de sellado contra el disco o el tapón | Enfoque principal, con un tratamiento cuidadoso del material del asiento |
| Vástago | Sí | Transmite el movimiento y puede estar expuesta a la presión de los fluidos o de la zona de empaquetadura | Enfoque principal |
| Asiento trasero | A menudo, sí | Proporciona una interfaz de sellado en algunos diseños de tapa y vástago | Breve explicación técnica |
| Cuerpo | No | Carcasa principal a presión | Solo para uso interno |
| Capó | No, a menos que se definan superficies internas específicas en las especificaciones | Cubierta a presión y zona de soporte del vástago | Solo para uso interno |
| Embalaje | Normalmente no se recorta | Elemento de sellado del vástago, no la interfaz principal de cierre entre el disco y el asiento | Solo para uso interno |
| Volante / actuador | No | Dispositivo de accionamiento, no conjunto de control de fluidos | Excluido del debate principal |
| Conexión con brida / conexión en extremo | No | Conexión de tubería, no embellecedor | Excluido del debate principal |
El hecho de que el material del cuerpo sea apto para la contención de presión no implica automáticamente que el conjunto de disco, asiento y vástago sea adecuado para aplicaciones corrosivas, erosivas o con grandes caídas de presión. El cuerpo y el conjunto deben especificarse como elementos de selección independientes cuando las condiciones de servicio sean exigentes.
Lo que no debe considerarse recorte
En este artículo, el término «conjunto interno» no se refiere a la válvula completa, ni a la lista completa de piezas internas, ni a la lista completa de materiales. El cuerpo, la tapa, las bridas, el yugo, el volante, el actuador y los pernos externos pueden ser importantes para la selección de la válvula, pero no constituyen el aspecto principal a tener en cuenta al elegir el conjunto interno de una válvula de globo.
Esta distinción evita un error común: seleccionar una válvula de bola basándose únicamente en el material del cuerpo, dando por sentado que los componentes internos se adaptarán automáticamente al servicio. Un cuerpo de acero al carbono con los componentes internos adecuados puede funcionar en un servicio, mientras que un cuerpo de acero inoxidable con componentes internos mal seleccionados puede fallar antes en otro servicio. El material del cuerpo y el de los componentes internos deben verificarse por separado.
Si el comprador necesita un desglose completo de la carcasa, la tapa, las juntas, el volante, la tuerca del vástago y otras piezas generales, NTGD’s Guía de piezas para válvulas de bola es un lugar más adecuado para gestionar esa intención.
Componentes principales del conjunto de la válvula de bola y sus funciones
Disco o tapón
El disco de la válvula de bola, también denominado «obturador» en muchos modelos, es el elemento móvil de cierre. Se desplaza hacia el asiento para reducir o detener el flujo y se aleja del asiento para abrir el paso del flujo. En aplicaciones de regulación, la forma del disco o del obturador influye en el área de apertura, la velocidad del flujo y el comportamiento de control.
El disco de una válvula de bola no debe elegirse únicamente por su nombre. Su geometría, el método de guía, la superficie de asiento y el material influyen en su rendimiento.
Asiento y superficie de asiento
El asiento es la superficie de sellado fija que recibe el disco o el obturador cuando la válvula se cierra. En muchas válvulas de globo, el asiento puede ser una pieza integral del cuerpo o estar instalado como un anillo de asiento. A la hora de seleccionar los componentes internos, lo más importante no es solo si existe el asiento, sino cómo interactúan el disco y el asiento bajo condiciones de presión, temperatura y fluido.
El tema de los materiales de los asientos es un tema muy amplio en sí mismo. En este artículo, se aborda el asiento principalmente como parte de la interfaz de tapicería. Un análisis más detallado de la diferencia entre los asientos de tela y los de metal debería tratarse en una guía específica sobre materiales de asientos.
Para elegir entre asientos blandos y asientos metálicos, utilice la herramienta de NTGD Guía sobre los materiales de los asientos de las válvulas de bola en lugar de considerar esta página de selección de tapizados como un artículo completo sobre los materiales de los asientos.
Manillar y asiento trasero
El vástago transmite el movimiento desde el volante, el accionamiento por engranajes o el actuador al disco o al obturador. Dado que el vástago controla la posición del disco, el material del vástago, el estado de su superficie y su compatibilidad con la empaquetadura y el diseño de la tapa pueden influir en la fiabilidad del funcionamiento.
El asiento trasero es una superficie de sellado secundaria que se utiliza en algunos diseños de válvulas de globo. No es el asiento principal el que interrumpe el flujo de la línea, pero puede tenerse en cuenta en las discusiones sobre el equipo interno o las especificaciones, dependiendo de la norma y del diseño del fabricante.
| Componente de acabado | Función principal | Relevancia de la selección | Qué comprobar |
|---|---|---|---|
| Disco / tapón | Acciones para cerrar, abrir o regular el paso del flujo | Corte, comportamiento de estrangulamiento, patrón de desgaste | Forma, material, superficie de asiento, método de guiado |
| Asiento / superficie de asiento | Proporciona la interfaz de sellado | Control de fugas, resistencia a la erosión, fiabilidad del cierre | Material del asiento, recubrimiento duro, facilidad de sustitución, acabado superficial |
| Vástago | Transfiere el movimiento al disco o al tapón | Fiabilidad operativa, resistencia a la corrosión, solidez | Material, estado de la superficie, conexión al disco |
| Asiento trasero | Proporciona una interfaz de sellado secundaria en algunos diseños | Soporte de sellado de la tapa y el vástago | Independientemente de si las especificaciones del proyecto lo consideran un elemento decorativo |
| Recubrimiento duro de la superficie de asiento | Protege las superficies de contacto en condiciones de uso exigentes | Resistencia al desgaste, al rayado y a la erosión | Material de recubrimiento duro, compatibilidad, límites de servicio |
A la hora de elegir, lo más importante no es simplemente identificar estas piezas. El punto de partida es cómo funcionan el disco, el asiento y el vástago como un conjunto funcional. El conjunto disco-asiento controla el cierre y la regulación del flujo, mientras que el vástago debe colocar de manera confiable a ese conjunto en la posición adecuada durante el funcionamiento real.
Interacción entre componentes, no piezas aisladas
El conjunto de una válvula de bola debe entenderse como un sistema que funciona en conjunto. Un disco con recubrimiento duro y un material de asiento inadecuado puede no resolver las fugas. Un asiento resistente a la corrosión con un material de vástago incompatible puede seguir causando problemas de mantenimiento. Una forma de disco adecuada para el servicio de apertura y cierre total puede no ser la ideal para regulaciones repetidas.
Los problemas derivados de una combinación inadecuada de materiales suelen manifestarse primero en la interfaz de sellado: fugas, rayaduras, agarrotamiento, desgaste desigual o regulación inestable. Por eso, a la hora de seleccionar los componentes de sellado, se debe considerar el disco, el asiento y el vástago en conjunto, en lugar de tratar cada componente como una línea de materiales independiente.
Cómo funcionan conjuntamente el disco, el sillín y la potencia
Contacto entre el disco y el asiento y cierre
La relación funcional más importante en el conjunto interno de una válvula de bola es el contacto entre el disco y el asiento. Cuando la válvula se cierra, el disco o el obturador se desplaza contra el asiento. El contacto entre estas dos superficies crea la línea de cierre.
Si la combinación de materiales no es adecuada para el servicio, el cierre puede deteriorarse aunque el cuerpo de la válvula se mantenga estructuralmente intacto. Entre las causas más comunes se encuentran la corrosión en el asiento, la erosión de la superficie de asiento, la deformación por temperatura, el agarrotamiento entre superficies de contacto duras o la presencia de partículas atrapadas en la línea de sellado.
Para un servicio limpio y moderado, una combinación estándar de materiales puede ser suficiente. En caso de altas temperaturas, medios abrasivos, fluidos corrosivos o un funcionamiento frecuente, se debe analizar con mayor detenimiento la combinación de materiales del disco y el asiento.
Margen de estrangulamiento y regulación del caudal
Las válvulas de bola se utilizan a menudo para regular el caudal, ya que el disco se mueve perpendicularmente al asiento y crea un área de apertura controlada. A medida que el disco se separa del asiento, la trayectoria del flujo cambia gradualmente. El espacio entre el disco y el asiento se convierte en la ranura de regulación.
Es en este intervalo donde cobran importancia la velocidad, la caída de presión y el comportamiento del control de flujo. Si la válvula funciona con frecuencia con una apertura reducida o bajo una caída de presión elevada, el conjunto interno puede verse expuesto a erosión localizada, vibraciones, ruido o un control inestable. El riesgo concreto depende de las condiciones de servicio, el diseño de la válvula y su dimensionamiento.
La forma del disco es importante porque influye en cómo cambia el área de flujo a medida que se abre la válvula. Una forma de disco que funciona para el cierre simple puede no ofrecer el comportamiento de flujo esperado en aplicaciones de regulación, y en condiciones de caída de presión inadecuadas puede concentrar la velocidad cerca de la superficie de asiento y acelerar el desgaste local.
Por eso, la elección del disco de una válvula de bola debe formar parte del debate más amplio sobre la selección de los componentes internos.
Por qué la combinación de materiales afecta a las fugas, el desgaste y el agarrotamiento
La selección de materiales no consiste únicamente en elegir una aleación resistente o resistente a la corrosión. En una válvula de bola, el disco y el asiento entran en contacto repetidamente. Si ambas superficies de contacto no se combinan adecuadamente, el resultado puede ser desgaste, rayaduras o agarrotamiento.
El recubrimiento duro puede utilizarse en condiciones de servicio extremas para mejorar la resistencia al desgaste de las superficies de contacto. Sin embargo, el recubrimiento duro no es una solución universal. Debe ser compatible con el fluido del proceso, la temperatura, la caída de presión, el grado de cierre requerido y la superficie de contacto. La decisión correcta depende del perfil completo de servicio.
La dureza diferencial es una de las formas en que los ingenieros reducen el riesgo de agarrotamiento entre superficies metálicas que entran en contacto. El principio es sencillo: las dos superficies de contacto no deben seleccionarse como materiales duros al azar, sino que deben combinarse de manera que puedan sellar, resistir el desgaste y evitar daños por adherencia durante el contacto repetido. La relación exacta entre el material y la dureza debe confirmarse según la especificación aplicable y el diseño del fabricante.
Tipos de discos y tapones utilizados en los conjuntos internos de las válvulas de globo
Discos de bola, de composición y de tapón
Los distintos tipos de discos de las válvulas de bola permiten satisfacer diferentes requisitos de cierre y regulación. Aunque los términos utilizados pueden variar según el fabricante, la cuestión práctica a la hora de elegir es la misma: ¿cómo entra en contacto el elemento de cierre con el asiento y cómo se comporta durante la apertura?
| Tipo de disco / conector | Función principal | Lógica de selección típica | Precaución |
|---|---|---|---|
| Disco de tipo bola | Cierre sencillo en condiciones de uso relativamente moderadas | Se utiliza a menudo cuando un control estricto no es el requisito principal | No suele ser la primera opción para un control preciso del acelerador |
| Disco de composición | En algunos diseños se utiliza un relleno o elemento de asiento más blando | Puede mejorar el cierre en determinados servicios | La compatibilidad del material del asiento debe comprobarse por separado |
| Disco tipo tapón | Geometría más larga o cónica para una mejor regulación | Se suele tener en cuenta cuando el rendimiento de la limitación de ancho de banda es importante | Se debe comprobar si hay erosión, caídas de presión y alineación |
| Disco plano / estándar | Simple contacto con el asiento | Puede ser adecuado para servicios básicos de tipo «on-off» o de baja complejidad | El comportamiento del control de flujo puede verse limitado |
| Disco cónico | Un comportamiento de apertura más gradual | Permite un cambio de flujo más fluido en algunos servicios de limitación de ancho de banda | No sustituye a la elección correcta de la talla y la selección del material |
| Tapón/disco guiado por el cuerpo | Mejor control en condiciones de flujo exigentes | Se puede considerar para aplicaciones con velocidades o caídas de presión más elevadas | Los detalles de diseño dependen del fabricante y de la norma |
El tipo de disco no es solo una cuestión de preferencia por la forma de un componente. Influye en la abertura de estrangulamiento, en la forma en que el disco entra en contacto con el asiento, en la estabilidad de la trayectoria del flujo y en el patrón de desgaste de la superficie de asiento.
Diseños cónicos, en forma de cono o guiados por el cuerpo para aplicaciones de regulación
Una válvula de globo utilizada principalmente para el aislamiento no tiene los mismos requisitos de interior que una válvula de globo utilizada para la regulación repetida del caudal. En aplicaciones de regulación, el disco o el obturador pueden funcionar en posiciones intermedias durante largos períodos. La forma y el guiado del obturador cobran mayor importancia, ya que el interior debe soportar las fuerzas del flujo, la velocidad y la caída de presión.
Un diseño de obturador guiado por el cuerpo o por el pozo puede ayudar a mejorar la estabilidad en aplicaciones exigentes, pero esto debe confirmarse con el fabricante de la válvula o el equipo de ingeniería. La geometría del obturador, el tamaño de la válvula, la clase de presión, el caudal y las condiciones de servicio influyen en la recomendación final.
¿Hasta qué punto debe profundizar este artículo en los tipos de discos?
Este artículo no es una guía exhaustiva sobre el tipo de disco de las válvulas de globo. Se incluye el tipo de disco porque este es un elemento fundamental a la hora de seleccionar los componentes internos. El objetivo es mostrar cómo la geometría del disco influye en el cierre, la regulación del caudal y la elección de los materiales, y no sustituir un artículo específico sobre el diseño de discos.
Selección del material de los componentes internos de las válvulas de bola según las condiciones de servicio
Corrosión, química de los fluidos y compatibilidad
El material de los componentes internos de una válvula de bola debe seleccionarse en función del medio de proceso, y no solo del material del cuerpo de la válvula. Las propiedades químicas del fluido, el pH, los cloruros, el servicio ácido, las condiciones oxidantes o reductoras y la concentración química pueden influir en la idoneidad de un conjunto de componentes internos estándar.
Entre los materiales habituales para las piezas de acabado se pueden incluir el acero inoxidable, las piezas de acabado de tipo 13Cr, el acero inoxidable 316/316L, las aleaciones de níquel, el Monel, la aleación 20, los materiales de tipo Hastelloy u otras aleaciones específicas para cada proyecto. La selección correcta debe verificarse de acuerdo con las especificaciones del proyecto, la compatibilidad con los fluidos y los datos del fabricante.
Cuando la resistencia a la corrosión se convierte en el principal factor determinante del servicio, el válvula de globo de acero inoxidable Esta página puede servir de apoyo para la revisión del producto una vez definidos los requisitos de los materiales de acabado.
Temperatura, presión y caída de presión
La temperatura influye en la resistencia, la dureza, el comportamiento frente a la corrosión y la estabilidad del sellado del material. La presión y la caída de presión influyen en la carga mecánica que se ejerce sobre la interfaz entre el disco y el asiento. Un conjunto de válvula que funciona con líquido limpio a baja presión puede no ser adecuado para vapor a alta temperatura o para la regulación con grandes caídas de presión.
Cuando la caída de presión es elevada, se debe revisar el conjunto interno para detectar posibles signos de erosión, ruido, vibración, cavitación o riesgo de evaporación, según corresponda. No se trata únicamente de cuestiones relacionadas con los materiales, sino que también influyen el dimensionamiento de la válvula, el recorrido del flujo, la geometría del disco y la posición de funcionamiento.
Para aplicaciones con presiones elevadas o caídas de presión, el válvula de globo de alta presión Esta página puede ayudar a relacionar la revisión de los herrajes con la clase de presión requerida y el diseño de la válvula.
El siguiente video ofrece una referencia real de NTGD para una válvula de globo neumática de alta presión con diseño en Y, lo cual resulta especialmente relevante cuando el análisis del conjunto interno tiene en cuenta la caída de presión, el accionamiento y las condiciones de servicio severas.
Erosión, sólidos, velocidad y funcionamiento frecuente
Las partículas abrasivas, los sólidos en suspensión, las altas velocidades y los ciclos frecuentes pueden dañar la superficie de asiento. En estas aplicaciones, es posible que el conjunto de disco y asiento requiera una mayor resistencia al desgaste, un recubrimiento endurecido o una geometría diferente. El conjunto debe seleccionarse en función del comportamiento operativo real, y no solo en función de la presión y la temperatura estáticas.
La frecuencia de funcionamiento también es importante. Una válvula que realiza muchos ciclos al día somete a la varilla, la unión del disco y las superficies de asiento a unas exigencias diferentes en comparación con una válvula que permanece abierta la mayor parte del tiempo.
Recubrimientos de dureza, estelita y piezas de recambio resistentes al desgaste
El recubrimiento duro suele tenerse en cuenta cuando es necesario mejorar la resistencia al desgaste de las superficies de contacto. El estelita y otros materiales de recubrimiento duro suelen ser objeto de debate a la hora de seleccionar componentes para condiciones de servicio extremas, especialmente cuando se prevé erosión, altas temperaturas o contacto repetido entre metales.
En lo que respecta al recubrimiento de dureza, la revista Valve Magazine resume en su resumen general cómo los componentes internos de las válvulas, como los asientos y los cierres, pueden verse expuestos a riesgos de erosión, abrasión, corrosión, agarrotamiento y cavitación en su resumen de Materiales y procesos de recubrimiento duro para válvulas.
Sin embargo, el recubrimiento duro no debe elegirse de manera automática. El ingeniero o el comprador deben confirmar:
- qué superficies tienen un recubrimiento duro;
- si el disco, el asiento o ambos requieren un recubrimiento duro;
- si el recubrimiento duro es compatible con el sustrato;
- si es necesario aplicar una dureza diferencial para reducir el riesgo de agarrotamiento;
- si el servicio requiere normas o pruebas especiales;
- si el diseño de la válvula es adecuado para la función de regulación prevista.
La tabla que figura a continuación es un punto de partida, no una especificación definitiva. En la selección real, los casos difíciles suelen ser combinaciones de factores de estrés, como la corrosión junto con altas temperaturas, la caída de presión junto con la presencia de sólidos, o el estrangulamiento frecuente junto con un servicio erosivo.
| Condiciones del servicio | Principal problema de acabado | Posibles opciones de materiales / Orientación de diseño | Precaución técnica |
|---|---|---|---|
| Agua potable o servicios públicos en general | Cierre básico y resistencia a la corrosión | El acabado estándar puede ser suficiente | Confirme la clase de corte y la frecuencia de funcionamiento |
| Servicio con vapor o a altas temperaturas | Resistencia, oxidación, desgaste, estabilidad del sellado | Se puede considerar el uso de molduras resistentes al calor o de superficies de asiento con recubrimiento duro | Comprueba los límites de temperatura y el diseño de los asientos |
| Líquido ligeramente corrosivo | Compatibilidad química | Se puede considerar el uso de molduras de acero inoxidable o de aleaciones resistentes a la corrosión | El material de la carrocería y el de los acabados pueden variar |
| Aplicaciones con cloruro o productos químicos agresivos | Corrosión por picaduras, corrosión intercrestal, ataque químico | Es posible que se requiera un acabado con mayor contenido de aleación | Verificar con los datos de compatibilidad y las especificaciones del proyecto |
| Servicio con materiales abrasivos o con partículas sólidas | Desgaste del asiento y del disco | Es posible que se requiera un recubrimiento de dureza o un revestimiento resistente al desgaste | Comprueba la velocidad, los sólidos y el rango de apertura de la válvula |
| Regulación con caída de presión elevada | Erosión, vibración, ruido, control inestable | Es posible que se necesite un tapón guiado, un recubrimiento de dureza o un acabado especial | Requiere una revisión técnica, no solo la selección de materiales |
| Ciclismo frecuente | Desgaste por contacto, desgaste del vástago, agarrotamiento | Combinación de materiales compatibles y tratamiento de superficies | Confirmar la frecuencia de funcionamiento y el comportamiento del actuador |
Para el servicio de vapor, NTGD’s Guía de válvulas de globo de vapor explica por qué se deben analizar conjuntamente la temperatura, la presión, el servicio de cierre y el servicio de estrangulamiento.
Si hay una caída de presión elevada, sólidos abrasivos, productos químicos agresivos o regulaciones frecuentes del caudal, los componentes internos deben evaluarse como un conjunto de ingeniería, en lugar de seleccionarse únicamente a partir de una lista de materiales.
Números y tablas de recorte de API: cómo utilizarlos correctamente
Qué suele indicar un número de recorte de API
Los números y las tablas de componentes internos de las válvulas son útiles porque proporcionan un lenguaje común para las combinaciones de materiales de los componentes internos. En muchas especificaciones de válvulas, un número de componente interno describe el material o el revestimiento utilizado para piezas como el asiento, el disco o la cuña, el vástago, el contraasiento y otras superficies relacionadas con los componentes internos.
Para los compradores, el principal valor de un número de acabado es la comunicación. Ayuda a armonizar las especificaciones del proyecto, la cotización del proveedor y las expectativas de inspección.
En el contexto de los estándares, las API Documentos del programa de normas para válvulas de la API Identificar las normas API 600 y API 602 entre las normas relacionadas con las válvulas que pueden aparecer en las especificaciones de las mismas.
En este artículo, el término «API» o «conjunto estándar» se refiere principalmente a una nomenclatura de combinaciones de materiales para las piezas internas de las válvulas, tales como el asiento, el disco o el obturador, el vástago y el contraasiento. No debe confundirse con los términos relacionados con los conjuntos de válvulas de control que describen elementos que determinan las características de flujo, como los obturadores caracterizados, las jaulas o los conjuntos de control multietapa.
| Campo de tabla de recortes | Lo que suele describir | Por qué es importante | Qué hay que confirmar |
|---|---|---|---|
| Número de versión | Una combinación de acabados estandarizada o de referencia común | Ayuda a comunicar el contenido del paquete | Norma aplicable y requisitos del proyecto |
| Superficie del asiento | Material o revestimiento del asiento de sellado | Influye directamente en las fugas, el desgaste y la corrosión | Diseño integral, soldado, con recubrimiento duro o de piezas intercambiables |
| Superficie del disco/tapón | Material o revestimiento del elemento de cierre móvil | Afecta al contacto de cierre y regulación | Combinación de materiales con asiento |
| Material del vástago | Material del vástago de accionamiento | Afecta a la resistencia, la corrosión y el funcionamiento | Compatibilidad con el entorno de servicio y embalaje |
| Asiento trasero / casquillo | Superficie secundaria de sellado o guía en algunos diseños | Puede afectar al mantenimiento y a la estanqueidad | Si se incluye en la definición de los recortes del proyecto |
| Dureza / recubrimiento duro | Requisitos de dureza de la superficie o del recubrimiento | Influye en el desgaste y el comportamiento de agarrotamiento | Requisitos exactos en cuanto a materiales, procesos e inspección |
Por qué una tabla de recorte no es una decisión de selección completa
Una tabla de dimensionamiento no tiene en cuenta las condiciones reales de servicio. No tiene plenamente en cuenta la composición química del fluido, los sólidos, la velocidad, la caída de presión, la frecuencia de funcionamiento, los requisitos de cierre, el tamaño de la válvula, el comportamiento del actuador ni las expectativas de mantenimiento.
Por eso, los números de conjunto de la API deben considerarse como una guía de referencia, y no como un atajo para la selección del conjunto de una válvula de bola. Un número de conjunto puede indicar una combinación de materiales, pero son las condiciones de servicio las que determinan si esa combinación es adecuada.
Un proceso de selección práctico debe comenzar por las condiciones de servicio, identificar a continuación los requisitos funcionales del acabado y, por último, confirmar si la aplicación se adapta a un número de acabado estándar o a un paquete de acabado especial.
Qué hay que confirmar con el fabricante o el equipo de ingeniería
Antes de terminar el acabado, comprueba lo siguiente:
- la norma y la edición aplicables que exige el proyecto;
- si el número de versión indicado incluye el asiento, el disco, el manillar y el asiento trasero;
- si el material de la carrocería y el de los acabados son diferentes;
- si alguna de las superficies de los asientos tiene un revestimiento duro;
- si se trata de materiales para tapicería;
- si la válvula está diseñada para un funcionamiento de todo abierto o todo cerrado, o para regular el caudal;
- si la caída de presión, la velocidad o los sólidos requieren una revisión especial;
- si se aplican requisitos relacionados con la NACE, los servicios ácidos, la criogenia, las altas temperaturas o las emisiones.
Errores comunes en la selección de los componentes internos de las válvulas de bola
Tratar el material de la carrocería como material de acabado
Un error común es pensar que el material del cuerpo de la válvula define toda la válvula. No es así. El cuerpo es la carcasa que contiene la presión. El conjunto interno es la interfaz de rendimiento.
Una carrocería WCB, de acero inoxidable o de aleación puede seguir utilizando diferentes paquetes de acabados según el servicio. Las especificaciones de compra deben indicar tanto el material de la carrocería como el de los acabados cuando el servicio así lo requiera.
Seleccionar solo por número de API
Los números de ajuste de la API son útiles, pero no sustituyen al análisis de servicio. Si se elige basándose únicamente en el número de ajuste, se pueden pasar por alto problemas de corrosión, erosión, caída de presión o frecuencia de funcionamiento.
Ignorar el conjunto de disco y asiento
El disco y la superficie de asiento deben considerarse conjuntamente. Un material de disco resistente, combinado con una superficie de asiento inadecuada, puede seguir provocando fugas o desgaste. En aplicaciones de regulación, tanto la forma del disco como el estado de la superficie de asiento influyen en el rendimiento.
Descuido de las condiciones de servicio y la frecuencia de funcionamiento
Una válvula que funciona con poca frecuencia en un líquido limpio tiene requisitos de configuración diferentes a los de una válvula que se modula con frecuencia en aplicaciones con fluidos calientes, corrosivos o erosivos. Si no se comunica el perfil de funcionamiento real, la recomendación sobre la configuración podría ser incompleta.
| Error | Por qué ocurre | Riesgo | Mejor compruébalo |
|---|---|---|---|
| Suponiendo que el material de la carrocería es el mismo que el de los embellecedores | El material de la carcasa se puede consultar más fácilmente en las especificaciones | El cuerpo puede seguir funcionando aunque las superficies del asiento, el disco o la vástago se corroan o se desgasten prematuramente | Especifique la carrocería y los acabados por separado |
| Elegir el calado solo a partir de una tabla | Los números de recorte de la API parecen estar completos | La caída de presión real, la presencia de sólidos o los productos químicos pueden hacer que el equipo indicado no sea adecuado | Confirmar el medio, la temperatura, la caída de presión y el funcionamiento |
| Ignorar la combinación de disco y asiento | El disco y el asiento se consideran por separado | Fugas, rayaduras, marcas o desgaste irregular en la línea de sellado | Revisa las superficies de contacto |
| Incumplimiento de la obligación de limitar el caudal | La válvula se considera un simple dispositivo de encendido y apagado | Erosión, vibración o regulación inestable del caudal en las aberturas intermedias | Confirmar el rango de apertura y la caída de presión |
| Considerar el material del asiento como parte del revestimiento | Seat es la que más atención acapara | Es posible que falten el manillar, el disco y el asiento trasero | Consulte el paquete de equipamiento completo |
| Ingeniería inversa de un ajuste fallido sin análisis de la causa raíz | La válvula defectuosa se utiliza como referencia para el reemplazo | El mismo problema de fugas, desgaste o corrosión puede volver a presentarse | Averigua por qué falló el recorte anterior antes de duplicarlo |
Qué datos hay que especificar al solicitar una recomendación sobre el conjunto interno de una válvula de bola
Datos del servicio que se deben proporcionar
Una recomendación útil sobre el conjunto interno de una válvula de bola debe basarse en los datos de servicio. Sin conocer las condiciones de servicio, el proveedor solo puede ofrecer una opción general para el conjunto interno.
La caída de presión y la presencia de sólidos son dos de los datos que con mayor frecuencia se omiten en aplicaciones de estrangulamiento o en las que existe riesgo de erosión. Si la válvula va a regular el flujo o si el fluido contiene partículas, estos detalles suelen ser fundamentales para evaluar el riesgo de erosión, ruido, recubrimiento duro y desgaste del disco y el asiento.
| Datos necesarios | Ejemplo de información que se debe proporcionar | Por qué es importante |
|---|---|---|
| Fluido / medio | Agua, vapor, aceite, gas, ácido, lodos, nombre químico | Determina el riesgo de corrosión y erosión |
| Temperatura | Temperatura de funcionamiento normal y máxima | Influye en la resistencia del material y en la estabilidad del sellado |
| Presión | Presión de entrada y clase de presión | Influye en la carga mecánica |
| Caída de presión | Caída de presión normal y máxima | Importante en relación con el riesgo de estrangulamiento, erosión y ruido |
| Condiciones de flujo | Encendido-apagado, regulación, modulación, intermitente | Determina los requisitos relativos a los discos, tapones y desgaste |
| Sólidos o partículas | Presencia, tamaño y concentración (si se conoce) | Influye en la erosión y los daños en los asientos |
| Preocupación por la corrosión | Cloruros, pH, servicio ácido, concentración química | Influye en la elección de la aleación y el recubrimiento duro |
| Requisito de cierre | Cierre general o mayor exigencia en cuanto a fugas | Influye en el material y el diseño del asiento y el disco |
| Frecuencia de funcionamiento | Poco frecuente, diario, frecuente, cíclico, control automatizado | Afecta al desgaste y a la unión entre el vástago y el disco |
Datos sobre válvulas y especificaciones que se deben proporcionar
Los datos de la válvula deben ser lo suficientemente claros como para que el fabricante pueda adaptar la recomendación sobre el conjunto interno a la construcción real de la válvula.
| Elemento de las especificaciones | Por qué es importante |
|---|---|
| Tamaño de la válvula | Influye en la sección de paso, la carga de compensación y el diseño del fabricante |
| Clase de presión | Define el límite de presión y el rango de diseño |
| Conexión final | Es necesario para obtener un presupuesto completo de la válvula, pero no es un recambio del conjunto interno |
| Material de la carrocería | Se debe comprobar por separado del material de acabado |
| Número de recorte existente o solicitado | Referencia útil si ya se ha especificado |
| Tipo de disco o tapón, si se conoce | Ayuda a cumplir con las expectativas de cierre y regulación |
| Tipo de asiento, si se conoce | Ayuda a verificar la compatibilidad entre el asiento y el disco |
| Norma aplicable | Armoniza las expectativas en materia de diseño, materiales e inspección |
| Funcionamiento manual o motorizado | Influye en la fuerza de accionamiento, el número de ciclos y el tiempo de control |
| Requisitos especiales | NACE, criogénica, alta temperatura, emisiones, requisitos de ensayo o inspección |
Cuándo solicitar una revisión técnica
La revisión técnica es especialmente importante cuando el servicio incluye:
- gran caída de presión;
- restricciones frecuentes;
- partículas abrasivas;
- química corrosiva;
- alta temperatura;
- ciclos térmicos;
- corte de emergencia;
- funcionamiento automático;
- servicio para medios ácidos o productos químicos especiales;
- incertidumbre sobre el material de acabado existente.
En estos casos, la selección de los componentes internos de la válvula de bola debe analizarse como una combinación funcional del disco, el asiento, el vástago, el contraasiento, el material y las condiciones de funcionamiento. El objetivo no es solo especificar el material de los componentes internos, sino confirmar si el conjunto completo de componentes se adapta al servicio real.
Preguntas frecuentes sobre la selección de los componentes internos de las válvulas de bola
¿Qué es el conjunto de cierre de una válvula de bola?
En una válvula de bola, el término «conjunto interno» suele referirse a las piezas funcionales internas que influyen en el cierre, la regulación del caudal y el rendimiento en contacto con el fluido. Por lo general, esto incluye el disco o obturador, el asiento o superficie de asiento, el vástago, el contraasiento y las superficies de sellado o guía relacionadas, según el diseño y las especificaciones.
¿Qué incluye el conjunto de válvula?
El conjunto interno de una válvula suele incluir el elemento de cierre, la superficie de asiento, el vástago y otras piezas funcionales internas que entran en contacto con el fluido. En el caso de las válvulas de globo, los elementos más importantes del conjunto interno suelen ser el disco o el obturador, el asiento, el vástago y el contraasiento. La definición exacta debe verificarse según las especificaciones del proyecto y el diseño del fabricante.
¿El disco forma parte del conjunto interno de la válvula de bola?
Sí. El disco de la válvula de bola, a menudo denominado también «obturador», suele considerarse parte del conjunto de cierre, ya que controla directamente el cierre y la regulación del caudal. Su forma, material y superficie de asiento influyen en las fugas, la regulación del caudal y el desgaste.
¿Qué es el material del conjunto interno de una válvula de bola?
El material de los componentes internos de una válvula de bola es el material utilizado para las piezas funcionales internas que entran en contacto con el fluido o que forman la interfaz de sellado, como el disco, el asiento, el vástago o el contraasiento. Si se elige incorrectamente, los primeros problemas visibles suelen manifestarse en forma de fugas, corrosión, rayaduras o desgaste acelerado en la interfaz entre el disco y el asiento.
¿Cómo se elige el material de los componentes internos de una válvula de bola?
Comience por las condiciones de servicio, no por el nombre del material. Analice el fluido, la temperatura, la presión, la caída de presión, el riesgo de corrosión, los sólidos, la velocidad, los requisitos de cierre y la frecuencia de funcionamiento. A continuación, verifique el conjunto de disco y asiento, el material del vástago, las necesidades de recubrimiento duro y cualquier norma o número de referencia aplicable.
¿Cuál es la diferencia entre el conjunto de la válvula y el cuerpo de la válvula?
El cuerpo de la válvula es la carcasa principal que contiene la presión. Por «componentes internos» se entiende las piezas funcionales internas que entran en contacto con el fluido y que influyen en el cierre, la regulación del caudal y el desgaste. El material del cuerpo y el de los componentes internos deben especificarse por separado cuando las condiciones de servicio así lo requieran.
¿Qué es el asiento de una válvula de globo?
El asiento es la superficie de sellado fija con la que entra en contacto el disco o el obturador cuando se cierra la válvula. Forma parte de la interfaz de sellado entre el disco y el asiento. El material del asiento es importante, pero una comparación exhaustiva entre los asientos blandos y los metálicos debería tratarse en una guía específica sobre materiales para asientos.
¿Es suficiente el número de recorte de la API para la selección?
No. Un número de referencia de la API es útil para describir una combinación de materiales de los componentes internos, pero no define por completo la idoneidad para el servicio. Los medios reales, la temperatura, la caída de presión, la corrosión, la erosión, los requisitos de cierre y la frecuencia de funcionamiento siguen siendo los factores que determinan si ese conjunto de componentes internos es adecuado.
¿Se puede utilizar el mismo conjunto de válvula de bola tanto para el servicio de apertura/cierre como para el de regulación?
A veces, pero no hay que darlo por sentado. El servicio de apertura y cierre comprueba principalmente la fiabilidad del cierre y del asiento, mientras que el servicio de regulación somete al mecanismo de regulación a cambios en el área de paso, la velocidad y la caída de presión. Si la válvula va a regular el flujo con frecuencia, se deben examinar con mayor detenimiento la geometría del disco, el material del asiento y la resistencia al desgaste.
Conclusión
La selección de los componentes internos de una válvula de bola no es solo una cuestión de elegir un tipo de material. Se trata de una decisión funcional que tiene en cuenta el disco o el obturador, el asiento, el vástago, el contraasiento, las superficies de contacto, la compatibilidad de materiales, la caída de presión, las propiedades químicas del fluido, el riesgo de erosión y las condiciones de funcionamiento.
Un proceso de selección fiable comienza por las condiciones de servicio y, a continuación, determina qué componentes del conjunto de válvula soportan las cargas de estanqueidad, estrangulamiento y desgaste. Los números de referencia API y las tablas de conjuntos de válvula pueden servir de apoyo a la especificación, pero no deben sustituir a un análisis basado en las condiciones de servicio.
Cuando el servicio implica corrosión, erosión, altas temperaturas, grandes caídas de presión o regulaciones frecuentes, lo más seguro es revisar el conjunto de la válvula —compuesto por disco, asiento y vástago— en su totalidad antes de definir las especificaciones definitivas de la válvula.
Soporte técnico para aplicaciones y especificaciones
Si ya tiene una opción preliminar de conjunto interno para la válvula de globo, envíe los datos de servicio para su revisión antes de finalizar la especificación. La información más útil incluye el fluido, la presión, la temperatura, la caída de presión, las condiciones de flujo, el material del cuerpo, el material previsto para el conjunto interno o el número de referencia del mismo, el tipo de disco o obturador (si se conoce), los requisitos de cierre, la norma aplicable y el método de operación.
Esto permite al fabricante de la válvula o al equipo de ingeniería determinar si un conjunto de componentes estándar es adecuado, o si se requiere un recubrimiento duro, componentes de aleación especial, un diseño diferente del disco o del obturador, o un análisis más específico para la aplicación.
Para realizar una consulta completa sobre válvulas tras la revisión del conjunto de control, el Página del producto: válvula de bola es el enlace adecuado por el lado del producto.
