SISTEMAS DE TUBERÍAS | HERRAMIENTAS
El accesorio más valioso para restringir, detener o controlar el flujo de fluidos. ¿Qué tipos de válvulas se usan en tuberías industriales? ¿Cómo evaluarlas? Descubre más.
En un sistema industrial y en cualquier sistema de tuberías, las válvulas se ocupan para restringir, detener o controlar el flujo. Más específicamente, algunas válvulas industriales se utilizan para:
- Regular la temperatura y la tasa de enfriamiento del agua a través de líneas de enfriamiento.
- Manejar el flujo de ácidos o bases concentrados.
- Redirigir el flujo de una línea a otra en una válvula de tres vías.
- Restringir el flujo para equilibrar el sistema.
- Evitar el flujo inverso (válvulas de retención).
- Detener automáticamente el flujo en caso de fallar el sistema.
Al considerar válvulas para tu sistema industrial, debes evaluar su rendimiento tanto a corto como a largo plazo. Y considerar que, según la aplicación, una válvula puede superar a otra y proporcionarte una vida útil superior.
Tipos de válvulas
Cada ingeniero puede tener preferencia por cierto tipo de válvula, pero las buenas prácticas de ingeniería generalmente dictan qué modelo elegir según el propósito de la válvula. Independientemente de la decisión final, la elección a menudo se basa en varios factores, que incluyen:
- Tipo de servicio o medio (líquido, lodo, etc.).
- Frecuencia de operación esperada.
- Tamaño de la línea.
- Costo de propiedad (incluye la frecuencia con la que requiere mantenimiento de los asientos y las juntas tóricas).
- Presupuesto del proyecto.
En cualquier caso, las principales opciones para sistemas industriales son:
Válvula de bola
La válvula más común utilizada para el flujo de fluidos, la de bola, consta de una esfera con un orificio redondo hueco en el centro de la tubería. Cuando está en la posición de encendido, la apertura en la esfera es consistente con la línea. En la posición de apagado, la bola gira 90 grados y detiene el flujo.
Válvula de bola accionada neumáticamente
Válvula de compuerta
Piensa en una válvula de compuerta (también conocida como válvula de guillotina) como la puerta de un castillo medieval que se mueve hacia arriba y hacia abajo usando una cara plana, un disco vertical o una compuerta. La válvula de compuerta es una válvula de servicio general que se usa principalmente para dar servicio de apertura/cierre, sin estrangulamiento y con una frecuencia de uso baja.
Válvula de retención
Muchas instalaciones industriales instalan válvulas de retención como resultado del proceso de revisión de peligros, ya que éstas permiten que el líquido o compuesto fluya a través de ellas en una sola dirección. Permanece abierto mientras el flujo avanza, pero se cierra si el flujo se detiene o invierte. El componente móvil de una válvula de retención puede ser un disco, un vástago, un pasador de bisagra, un resorte, una bola u otro objeto.
Válvula de mariposa
A diferencia de otros modelos, las válvulas de mariposa pueden limitar o regular el flujo sin restringirlo por completo. En una válvula de mariposa, un disco gira en sentido horario o antihorario para permitir o restringir el flujo (similar a la válvula de bola). Según el caudal o la velocidad deseados, el disco puede detenese de forma perpendicular al flujo, paralelo a él o en algún punto intermedio.
Dos variaciones comunes de este modelo incluyen a la válvula de oblea y la válvula de orejeta. En general, las válvulas de mariposa son menos costosas y ocupan menos espacio en el sistema, pero crean una mayor caída de presión o restricción de flujo que otras opciones.
Válvula de diafragma
En este modelo, un diafragma baja y sube para restringir o permitir el flujo. Ésta es excelente opción cuando el fluido que se mueve contiene sólidos en suspensión. Además, estas válvulas son más precisas que muchas otras alternativas para controlar el volumen de flujo, aunque tienden a tener un precio más alto.
Válvula de cono
Están diseñadas para regular el flujo, operando en cualquier posición de apertura inicial y dimensionando el flujo de acuerdo con las condiciones de trabajo. Se usan para descargar el agua a alta presión de los embalses o tuberías forzadas contra la atmósfera.
Válvula multivía
Es el modelo que tiene múltiples entradas y salidas para distribuir el fluido por unos u otros caminos dependiendo de lo que convenga a la instalación. Generalmente se utilizan para modificar la temperatura de fluidos que provienen de distintos lugares.
Los modelos más populares son las válvulas de dos vías y de tres vías.
Se pueden usar otros tipos de válvulas para aplicaciones distintas a las enumeradas anteriormente. La mayoría de los materiales funcionan con varios tipos de válvulas y las plantas las usan de manera diferente según su propia experiencia.
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¿Cómo evaluar las válvulas para instalarlas en tu sistema industrial?
Debido a que un sistema contiene válvulas para controlar el flujo y, a menudo, lo restringe en momentos de necesidad, la selección de este accesorio es crucial. Con docenas de tipos, materiales, fabricantes y modelos para elegir, te recomendamos iniciar evaluando cada modelo partiendo de su simplicidad, eficiencia y seguridad.
Simplicidad
En pocas palabras, cuando necesitas que una válvula se abra, debe abrirse fácilmente, o viceversa. Si bien esta función puede parecer simple, no es tan sencilla en las plantas industriales.
Desafortunadamente, debido a múltiples factores, incluidos la corrosión, el óxido y la acumulación de humedad, las válvulas pueden atascarse.
Sea la válvula automática o manual, debería funcionar durante años, exactamente como esperabas al comprarla. Al igual que cualquier otra parte del sistema, la vida útil esperada de la válvula es fundamental para garantizar el rendimiento del sistema; cuando una válvula deja de funcionar, provoca costosos tiempos de inactividad y reparaciones.
Al considerar varios tipos y materiales de válvulas, selecciona la válvula que haga su trabajo de la manera más uniforme, incluso si no la utilizas durante años.
Eficiencia
El tiempo de inactividad puede generar costos tremendos para las plantas industriales; así lo experimentó 82% de las empresas estadounidenses de 2015 a 2018, y esto les costó hasta $260,000 dólares por hora, según la firma analista Aberdeen Research.
Las válvulas son fundamentales para la eficiencia en una escala pequeña y continua y, en mayor medida, ayudan a las plantas a evitar el tiempo de inactividad. Una válvula que no se mueve fácilmente o a tiempo, o que está completamente atascada, puede causar:
- Mezclar productos químicos nocivos para sin darse cuenta.
- Permitir el flujo para continuar hacia una fuga aguas abajo.
- Que el fluido alcance temperaturas por encima de los rangos de trabajo.
- Lesión a un operador de planta que intentaba cerrarla manualmente.
Otro aspecto de la eficiencia donde tienen un impacto es en la productividad continua del sistema. La sección del sistema que tenga la clasificación de presión o temperatura más baja se convertirá en una limitación. Si una válvula es incompatible con el medio de la línea, o tiene una clasificación de temperatura o presión más baja que el resto del sistema, todo el sistema puede verse comprometido.
En tu instalación es fácil saber cuánto puede manejar el sistema, pero el desgaste de la válvula (corrosión, erosión y más) puede convertirla en el eslabón más débil de la tubería.
Al considerar varios tipos y materiales de válvulas, elige las que mejor mantengan la temperatura, la presión y la compatibilidad de las tuberías y accesorios del sistema a lo largo del tiempo.
Seguridad
Por encima de todo, mantener la seguridad es el papel fundamental de una válvula. Si gotea o se atasca, pueden surgir varios problemas:
- Si alimenta una reacción, la química de la reacción puede alterarse o continuar más tiempo del necesario.
- Si no sella correctamente un tanque al desconectar la tubería del tanque, se produce una fuga masiva.
- Si ocurre una inversión de flujo inadvertida, una válvula de retención es la primera línea de defensa.
- Si ocurre una falla aguas abajo, se debe activar una válvula para evitar más derrames y limitar la exposición al químico que se transporta.
- Una válvula que no funciona puede permitir que dos productos químicos se mezclen sin querer, lo que a menudo puede volverse peligroso en una planta industrial.
En cada caso, dependiendo del contenido de las tuberías, una fuga puede crear situaciones peligrosas para los trabajadores en forma de derrame inseguro o toxinas en el aire. Además, las mezclas o concentraciones químicas inadvertidas pueden crear subproductos peligrosos o acelerar el desgaste de la tubería.
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