Válvula de bola flotante

Definición de válvula de bola flotante

Como su nombre indica, una válvula de bola flotante utiliza una bola como estructura para cerrar la sección transversal de la tubería e impedir el paso del fluido. Ahora bien, la característica principal de una válvula de bola flotante es que la bola no tiene ninguna estructura que la sostenga, por lo que permanece suspendida en el fluido y en su sitio mediante los asientos de la válvula.

 

Normas para válvulas de bola de escarcha

a. Norma de diseño API 608 /API6D

b. Norma de ensayo API 598/API6D

c. Norma contra incendios API 607

d. Espesor de pared según norma ASME B16.34

 

 

Clasificación de las válvulas de bola flotantes

Válvula de bola flotante de una pieza

La válvula de bola de una pieza y la válvula de compuerta de brida pertenecen al mismo tipo de válvula, siendo el miembro de cierre la principal diferencia entre ellas. Obviamente, la válvula de bola de una pieza utiliza una esfera en la que gira alrededor de la línea central del cuerpo, mientras que la válvula de compuerta de brida abre un tipo de compuerta levantando la estructura de bloqueo al girar la maneta. La válvula de bola se utiliza principalmente en la tubería para cortar, distribuir y cambiar la dirección del flujo del medio. También conocida como válvula de bola integral, es un nuevo tipo de válvula muy utilizado en los últimos años.

Válvula de bola flotante de dos piezas

La válvula de bola flotante de dos piezas toma su nombre del hecho de que está formada por dos partes denominadas cuerpo izquierdo y cuerpo derecho que se conectan entre sí mediante roscas y pernos o soldándolas. Este tipo de válvula es adecuada para diferentes condiciones de trabajo, como alta temperatura y alta presión.

Válvula de bola flotante de tres piezas

La válvula de bola flotante de tres piezas se refiere a una válvula de bola flotante cuyo cuerpo se compone de tres partes de izquierda a derecha. Las partes suelen ser un cuerpo y dos bonete. Al igual que en el caso de las válvulas de bola flotante de dos piezas, los casquetes suelen estar unidos mediante roscas y pernos, soldándolos o embridados a la tubería.

 

Válvula de bola flotante Principio de estanquidad

Dado que la bola de la válvula de bola flotante no está restringida por ningún componente, cuando la válvula está cerrada, el medio es presionado desde un extremo aguas arriba) de la válvula, la bola puede producir un cierto desplazamiento y presionar fuertemente sobre la superficie de sellado del extremo de salida (aguas abajo) de la válvula, produciendo así un sello de salida. Como se muestra en la figura 3

 

Estructura

a. El estado de la válvula se puede entender mirando la posición de la maneta. Si está cruzando la tubería significa que está cerrada, y si está a lo largo de la tubería, significa que está abierta.

b. El uso indebido de la válvula puede evitarse mediante un dispositivo de bloqueo como el que se presenta en los gráficos.

 

 c. La válvula viene con una estructura antivuelco en el vástago, y la empaquetadura puede sustituirse en línea.

(Especificaciones de 2"-300Lb y mayores)

El vástago de la válvula montada en la parte inferior tiene un resalte del eje en la raíz del vástago. El diámetro exterior del resalte del eje es mayor que el orificio del vástago

 

(2"-300LB especificaciones más pequeñas)

Vástago montado en la parte superior con una estructura de prensaestopas, en la que el diámetro interior del orificio del prensaestopas es menor que el diámetro del resalte del vástago.

 

d. El diseño antiestático es más adecuado para medios inflamables y explosivos.

 

Válvula seca, tensión continua no superior a 12 V, resistencia no superior a 10Ω

Dado que el relleno y el cojinete afectan al rendimiento conductivo, entre el vástago de la válvula y el cuerpo de la válvula, y entre el vástago de la válvula y la bola, hay componentes antiestáticos, como muelles de acero inoxidable y bolas de acero inoxidable.

e. Diseño seguro contra incendios

① Asiento de la válvula (bola y cuerpo de la válvula)

  

El asiento de la válvula está rodeado por tres lados, y un labio de sellado a prueba de fuego se procesa en el lado cerca del canal de flujo, que puede desempeñar el papel de un sellado de emergencia después de que el asiento de la válvula se quema.

② Brida media (cuerpo de válvula y bonete)

Está sellado con una junta ignífuga de grafito en espiral de acero inoxidable, y la estructura utiliza el contacto metal-metal.

③ Empaquetadura (vástago y cuerpo)

Adopta una empaquetadura de grafito de anillos múltiples para sellar, ya que la empaquetadura de grafito puede evitar que el medio se escape.

 

Varias formas de sellado adecuadas para diferentes condiciones de trabajo

Junta compuesta

- La válvula dispone de un asiento de válvula en los lados aguas arriba y aguas abajo, y el asiento de válvula se incrusta en el cuerpo de la válvula mediante una prensa especial.

- Se basa en la elasticidad del asiento de la válvula para proporcionar la precarga inicial.

- Los asientos en los lados aguas arriba y aguas abajo de la válvula son completamente simétricos, y no hay restricción en la dirección de instalación. Se trata de una válvula de dos vías.

- Se utiliza principalmente para aplicaciones con condiciones de trabajo inferiores a 150℃ (el material especial puede llegar a 250℃).

- Tiene las ventajas de un funcionamiento flexible y un sellado fiable.

- Los materiales de estanquidad blandos más utilizados son: PTFE, RPTFE, NYLON, PPL, PEEK, etc.

Junta dura de metal

- El lado aguas arriba de la válvula está provisto de un conjunto de asiento, y la superficie de sellado está recubierta de carburo. El lado aguas abajo del cuerpo de la válvula está soldado directamente.

- El asiento en el lado aguas arriba de la válvula proporciona la presión específica de sellado inicial necesaria para la válvula, el asiento en el lado aguas abajo de la válvula desempeña la función principal de sellado, y la válvula tiene una dirección de instalación restringida.

- Estas juntas se utilizan principalmente en aplicaciones con condiciones de trabajo que incluyen altas temperaturas y la presencia de partículas, polvo, lodo, etc.

- Tiene las ventajas de ser resistente a las altas temperaturas, a las altas presiones, al desgaste y a la erosión, además de ser un sellado fiable.

- El material de recubrimiento superficial habitual es el carburo cementado Stellite.

Junta blanda

- Hay dos componentes de asiento de válvula en los lados aguas arriba y aguas abajo de la válvula. Cada componente de asiento de válvula está formado por un asiento de válvula, un anillo de asiento de válvula y un anillo de junta. El anillo de asiento de la válvula está fijado en el asiento de la válvula por el anillo de junta, y una junta tórica está dispuesta entre el asiento de la válvula y el anillo de sellado tipo cuerpo de la válvula. Por un lado, el asiento de la válvula y el cuerpo de la válvula están sellados, por otro lado, puede proporcionar la pretensión inicial de la válvula.

- Los dos asientos de la válvula son completamente simétricos, la válvula no tiene restricciones en la dirección de instalación y es una válvula de dos vías.

-La junta metálica es la junta primaria, que se utiliza para cortar la mayor parte del medio y bloquear las impurezas en partículas del medio para que no entren en la superficie de sellado blanda. La junta blanda es la junta secundaria, que se utiliza para bloquear completamente el medio.

- Estas juntas se utilizan principalmente en aplicaciones en las que las condiciones de trabajo incluyen la presencia de partículas, polvo, lodos y otros medios a temperatura normal (inferior a 150℃).

- Tiene las ventajas de tener un funcionamiento flexible, resistencia al desgaste y a la erosión, larga vida útil y ser un tipo de sellado fiable.

- El material utilizado para las juntas blandas (anillo del asiento de la válvula) suele ser un tipo de caucho.

 

 

Válvula de bola flotante Pros y contras

Ventajas de las válvulas de bola:

- La resistencia del fluido es pequeña, y el coeficiente de resistencia es igual al de la sección de tubería de la misma longitud.

- Tiene una estructura sencilla, un tamaño reducido y un peso ligero.

- Es hermética y fiable. En la actualidad, el material de la superficie de sellado más utilizado de una válvula de bola es el plástico, que tiene un buen rendimiento de sellado y se ha utilizado ampliamente en sistemas de vacío.

- Es fácil de manejar con una velocidad de obturación rápida. La rotación desde la posición totalmente abierta a la totalmente cerrada es de hasta 90 [grados], para facilitar el control remoto.

Desventajas de las válvulas de bola:

- La superficie de sellado de la esfera puede dañarse muy fácilmente, y no es adecuada para las aplicaciones con condiciones de trabajo en las que el medio contiene partículas.

- Las válvulas de junta blanda no son prácticas para condiciones de alta temperatura y alta presión.

- Las válvulas de sellado duro requieren grandes fuerzas de sellado y un elevado par de torsión para crear la barrera de protección.

 

 

Válvula de bola flotante Guía de selección

a. La tubería principal para el transporte de petróleo y gas natural tiene que ser una tubería limpia, y tiene que estar enterrada bajo tierra. Para tuberías enterradas, se recomienda seleccionar válvulas de bola soldadas o embridadas de diámetro completo. Para las tuberías derivadas, se recomienda seleccionar conexiones embridadas o conexiones soldadas con una válvula de bola de diámetro completo o reducido.

b. Para las tuberías y equipos de almacenamiento de productos petrolíferos, se recomienda utilizar válvulas de bola con bridas.

c. Para las tuberías de gas ciudad y gas natural, la elección sugerida son las válvulas de bola flotante con conexión de brida y conexiones hembra.

d. El sistema de tuberías de oxígeno metalúrgico debe utilizar válvulas de oxígeno rigurosamente desalifáticas.

e. Cuando se trabaja con fluidos a temperaturas muy bajas, se recomienda seleccionar la válvula de bola de baja temperatura con tapa de válvula

f. El sistema de tuberías de la unidad de craqueo catalítico de la unidad de refinado de petróleo puede utilizarse con una válvula de bola de varilla elevadora.

g. En los equipos y sistemas de tuberías de medios corrosivos como ácidos y álcalis utilizados en la industria química, es conveniente seleccionar válvulas de bola de acero inoxidable fabricadas en acero inoxidable austenítico con politetrafluoroetileno como anillo de asiento.

h. Las válvulas de bola selladas metal-metal pueden utilizarse en los sistemas de tuberías o dispositivos que funcionan a alta temperatura en sistemas metalúrgicos, sistemas de energía, plantas petroquímicas y sistemas de calefacción urbana.

i. Cuando se requiera ajustar el caudal, se puede seleccionar una válvula de bola de ajuste neumático, eléctrico o de tornillo sin fin con abertura en forma de V.

 

 

Resumen

Con tantos tipos diferentes de válvulas en el mercado, es importante comprender las diferencias que presentan para poder seleccionar la que mejor se adapte a la aplicación en cuestión.

Las válvulas de bola flotante son un tipo de válvula de bola en la que el sistema de cierre permanece suspendido, lo que significa que tiene un diseño y funcionamiento muy sencillos, por lo que se puede utilizar para aplicaciones en las que los factores más importantes son la rapidez para abrir o cerrar el flujo, la facilidad para cambiar la dirección de dicho flujo o la sencillez de instalación.

Si existen requisitos más complejos, como una mayor resistencia a entornos agresivos, altas temperaturas y altas presiones, habrá que considerar otros diseños. Quizá sea mejor utilizar un diseño de dos o tres piezas, mientras que considerar el tipo de sellado es otro factor importante que afecta a la decisión en esos casos.

Siguiendo las directrices presentadas anteriormente, la selección no debería ser un gran problema. Sin embargo, se recomienda consultar a NTGD válvula que es profesional fabricante de válvulas de bola flotante en caso de duda para evitar reconstrucciones o costes adicionales asociados a la sustitución de válvulas que no se adaptaban a las necesidades de la aplicación.