Válvula de compuerta o válvula de bola: cuál se adapta mejor a las líneas bridadas

Las tuberías bridadas a menudo necesitan un cierre sin agregar restricciones innecesarias a la ruta de flujo principal. Tanto las válvulas de compuerta como las válvulas de bola pueden cumplir funciones de aislamiento. Sus estructuras internas y métodos operativos crean resultados diferentes en sistemas de tuberías prácticos.

Zhongchi desarrolla la válvula de compuerta con bridas de acero para aplicaciones que requieren una solución de aislamiento resistente para tuberías industriales. Comprender cómo se compara una válvula de compuerta con una válvula de bola ayuda a los ingenieros a relacionar la estructura de la válvula con el diámetro de la tubería, la frecuencia de operación, la clase de presión y el espacio de instalación disponible.

¿Cómo cambia la operación del mecanismo de cierre?

Las válvulas de compuerta utilizan una cuña o compuerta que se mueve verticalmente hacia el interior del cuerpo de la válvula. Normalmente se requieren varias vueltas del volante para mover la puerta entre las posiciones abierta y completamente cerrada. Este movimiento de múltiples vueltas puede resultar útil en tuberías donde se desea un cierre gradual.

Las válvulas de bola utilizan un mecanismo de un cuarto de vuelta. Al girar el vástago 90 grados, la bola se mueve entre las posiciones abierta y cerrada. Dicha operación puede proporcionar aislamiento, lo cual es útil para sistemas que requieren conmutación frecuente o actuación automatizada.

• Válvula de compuerta: operación multivuelta con configuración de vástago ascendente o no ascendente.
• Válvula de bola: Funcionamiento de un cuarto de vuelta con bola giratoria.
• Automatización: las válvulas de bola pueden ofrecer un accionamiento de un cuarto de vuelta, mientras que las válvulas de compuerta grandes pueden requerir disposiciones de actuador más sustanciales.

Los grandes oleoductos cambian la ecuación

El tamaño de la válvula es un punto divisorio. Las tuberías de gran diámetro pueden requerir torsión y fuerza del actuador de una válvula de bola, mientras que las válvulas de compuerta siguen utilizándose ampliamente para tareas de aislamiento de gran diámetro.

Los diseños de válvulas de compuerta con bridas pueden cubrir tamaños nominales y clases de presión. Las gamas de válvulas de compuerta industriales de acero inoxidable, por ejemplo, pueden extenderse desde NPS 2 hasta NPS 32 con configuraciones Clase 150 300 600 y 900, según el diseño.

Por lo tanto, el aislamiento de tuberías grandes merece una evaluación de las tuberías de proceso compactas. El peso de la válvula, el par del actuador, el espacio libre disponible, las dimensiones de las bridas y el acceso para mantenimiento pueden llegar a ser tan importantes como el tamaño de la válvula.

¿La resistencia al flujo favorece un diseño?

Ambos tipos de válvulas pueden proporcionar un camino de flujo sin obstrucciones después de alcanzar la posición completamente abierta. Las válvulas de bola de paso total proporcionan un orificio a través de la bola, mientras que las válvulas de compuerta de paso total también minimizan la obstrucción una vez que la compuerta se levanta completamente del paso de flujo.

La pérdida de presión real depende de la geometría del orificio, el tamaño de la válvula, el caudal, las propiedades del medio y el diseño interno. Una válvula de bola de puerto reducido puede crear restricciones que un modelo de puerto completo, mientras que la geometría de la válvula de compuerta también varía entre diseños.

Ninguna válvula debe tratarse como un dispositivo regulador de flujo de uso general. La apertura parcial puede exponer las superficies de sellado a flujos de alta velocidad y acelerar la erosión o el desgaste.

¿Qué sucede durante el apagado rápido?

La velocidad de cierre cobra especial relevancia en los oleoductos. Una válvula de bola de un cuarto de vuelta puede cerrar la línea rápidamente. La interrupción repentina del flujo puede generar aumentos repentinos de presión en tuberías de líquido largas.

Las válvulas de compuerta requieren giros que permitan al operador o al actuador reducir el flujo durante una carrera operativa más larga. Este comportamiento puede ser útil en líneas de agua u otros sistemas donde un cierre rápido e incontrolado podría generar un choque hidráulico.

• Aislamiento: La operación de bola de un cuarto de vuelta puede simplificar los ciclos repetidos de apertura y cierre.
• Tuberías de líquido grandes: un movimiento más lento de la compuerta puede proporcionar un cierre controlado.
• Aislamiento de emergencia: el tiempo de cierre requerido debe evaluarse junto con el riesgo de aumento de presión.

¿Por qué son importantes las normas para bridas?

La instalación con bridas requiere algo más que igualar el diámetro de la tubería. Las dimensiones de las bridas, la clase de presión, el tipo de cara, el patrón de pernos, la disposición de las juntas y la clasificación de presión y temperatura de la válvula deben corresponderse con las especificaciones de la tubería.

ASME B16.34 cubre clasificaciones de presión y temperatura, dimensiones, materiales, pruebas y marcado para válvulas bridadas, roscadas y con extremo para soldar. Las clases de presión estándar incluyen Clase 150 300 600 900 1500 2500 y 4500.

También se pueden producir diseños de válvulas de compuerta para servicios exigentes según los requisitos API 600, que abordan específicamente válvulas de compuerta de acero con extremos bridados y soldados a tope.

Especificaciones que vale la pena confirmar

• Tamaño: haga coincidir NPS o DN con la tubería conectada.
• Clase de presión: Verifique Clase 150 300 600 u otra clasificación requerida.
• Grado de acero inoxidable: 304, 304L, 316 y 316L pueden adaptarse a entornos fluidos.
• Cara de la brida: Confirme RF, RTJ u otra configuración requerida.
• Temperatura: Verificar la relación presión-temperatura para el servicio.
• Operación: El volante, el engranaje, el actuador eléctrico o el accionamiento neumático se pueden especificar según los requisitos del sistema.

¿Dónde está el Válvula de compuerta con brida de acero inoxidable ¿En forma?

Zhongchi coloca la válvula de compuerta con brida de acero alrededor de tareas de aislamiento de tuberías donde se requiere una conexión bridada, una construcción de acero inoxidable y una operación completamente abierta/completamente cerrada. Los grados de acero inoxidable también se pueden adaptar a la química y la temperatura en lugar de tratar cada aplicación como el mismo servicio.

La construcción de válvulas de compuerta puede ser particularmente relevante para cabezales de tuberías, líneas de servicios públicos, tuberías de proceso y sistemas que permanecen abiertos o cerrados durante períodos prolongados. Las válvulas de bola pueden resultar atractivas para líneas, ciclos frecuentes, operación rápida o aplicaciones que requieren accionamiento de un cuarto de vuelta.

La mejor válvula depende del servicio de la tubería

No hay ganador entre una válvula de compuerta y una válvula de bola. La respuesta práctica proviene de las condiciones de operación de los oleoductos.

El diámetro, el aislamiento poco frecuente, el cierre gradual y la construcción de tuberías con bridas pueden favorecer una válvula de compuerta con bridas de acero inoxidable. Las tuberías compactas, el cierre de funcionamiento frecuente y el accionamiento de un cuarto de vuelta pueden apuntar hacia una válvula de bola.

Zhongchi evalúa el tamaño de la válvula, el grado de acero inoxidable, la clase de presión, la temperatura, el estándar de brida media, la dirección del flujo, la frecuencia de operación y el espacio de instalación disponible antes de definir la configuración de la válvula. Proporcionar estos parámetros le da a la válvula de compuerta con bridas de acero un objetivo de aplicación claro en lugar de tratar la válvula como un componente genérico de tubería.