Válvulas de Control

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL “RAFAEL MARÍA BARALT” PROGRAMA DE INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA PROYECTO, INGENIERÍA DE GAS ASIGNATURA: INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL

VÁLVULAS DE CONTROL

REDACTADO POR

Sánchez Adrian Altagracia, julio de 2010

PREÁMBULO En la industria existen muchos procesos que requieren estar en condiciones específicas de presión y temperatura, necesarias para obtener un producto determinado pues los componentes involucrados se comportan de diferentes maneras en diferentes escenarios.

Otra de las condiciones que muchas veces deben ser controladas es el nivel de concentración de alguna sustancia, determinada por la cantidad entrante y saliente de algún fluido al sistema.

Además se utilizan conductos para el transporte de compuestos, materiales naturales, industriales o residuales en diferentes cantidades hacia o fuera de las instalaciones industriales.

Para todo lo anterior, donde los procesos deben ser controlados y se le presta importancia al flujo y cantidad de un fluido que interviene, es necesaria la implementación de las llamadas válvulas de control.

En esta investigación el principal objetivo es indagar todo lo relacionado a estos elementos finales de control, pues éstas constituyan una herramienta fundamental en todos los procesos industriales. Se hablara sobre sus componentes, sus tipos y su implementación, los accesorios que pueden tener las válvulas además conócetenos la influencia de los fluidos sobre las válvulas que los regulan.

1. VÁLVULAS DE CONTROL Una válvula de control es un elemento o dispositivo cuya función es la de controlar el flujo de un fluido en una canalización o tubería; iniciando, deteniendo y regulando la circulación o paso de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos.

Estos son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos. Sus tamaños van desde una fracción de pulgada hasta 30 ft (9 m) o más de diámetro. Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 140 Mpa (1.381 atm) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F (815 °C).

1.1. Funciones de las Valvulas Las válvulas son, después de las bombas y los motores, los componentes más importantes de los circuitos hidráulicos. Operaciones de control múltiples, complejas y automáticas se consiguen incorporando al circuito las válvulas más adecuadas. Pueden servir para realizar tres funciones distintas: 

 

Controlar la presión: limitan la presión del circuito para protegerlo o para reducir la fuerza o el par ejercido por el cilindro o un motor rotativo; limitan la presión en una rama de un circuito a un valor inferior a la presión de trabajo del circuito principal; controlan la sucesión de operaciones entre dos ramas de un circuito.

Controlar el caudal: controlan, por ejemplo, la velocidad con que se mueve un cilindro hidráulico.

Controlar la dirección: Bloquean el paso del fluido en un sentido, pero no en el sentido contrario.

2. COMPONENTES DE LA VÁLVULA DE CONTROL. Las válvulas de control típicas se componen básicamente en dos partes: el cuerpo y el servomotor.

El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y está provisto de roscas o bridas para conectar la válvula a la tubería. El obturador es quien realiza la función de control de paso del fluido accionado por el servomotor, pudiendo actuar en la dirección de su propio eje o bien tener un movimiento rotativo. El obturador esta unido a un vástago que pasa a través del cuerpo y que es accionado por el servomotor.

2.1. Cuerpo de la válvula El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del fluido sin perdidas, tener un tamaño adecuado para el caudal que debe controlar y ser resistente a la erosión o a la corrosión producida por el fluido.

Suele estar constituido de hierro fundido, acero al carbono y acero inoxidable y en casos especiales los materiales pueden ser de monel, hastelloy B o C, bronce.

Actualmente empiezan a utilizarse nuevos materiales termoplásticos para el cuerpo de las válvulas como cloruro polivinilo, cloruro polivinilo clorinado, polipropileno, y fluoruro polivinilideno.

En las aplicaciones químicas hasta 140 °C y 10 bar, las válvulas termoplásticas son de elección en particular por su resistencia a la corrosión, abrasión y congelación, por su alta pureza y su bajo coste. Pero no son adecuadas en caso de fuerte vibración o en ambientes con posible abuso mecánico.

2.1.1. Roscas o bridas El cuerpo y las conexiones a la tubería (bridas o roscas) están normalizadas de acuerdo a las presiones y temperaturas de trabajo en las normas DIN y ANSI. Cabe señalar los puntos siguientes:   

Las conexiones roscases se utilizan hasta 2’’ Las bridas pueden ser planas, con resalte, machihembradas, machiembradas con junta de anillo Las conexiones soldadas pueden ser con encaje o con soldadura a tope. Las primeras se emplean para tamaños de válvulas hasta 2’’ y las segundas desde 2 ½‘’ a tamaños mayores.

2.2. Servomotores Los servomotores pueden ser neumáticos, eléctricos, hidráulicos y digitales, si bien se emplean generalmente los dos primeros por ser más simples, de actuación rápida y tener una gran capacidad de esfuerzo. Puede afirmarse que el 90% de las válvulas usadas en la industria son accionadas neumáticamente.

Los actuadores hidráulicos, neumáticos eléctricos son usados para manejar aparatos mecatronicos. Por lo general, los actuadores hidráulicos se emplean cuando lo que se necesita es potencia, y los neumáticos son simples posicionamientos. Sin embargo, los hidráulicos requieren demasiado equipo para suministro de energía, así como de mantenimiento periódico. Por otro lado, las aplicaciones de los modelos neumáticos también son limitadas desde el punto de vista de precisión y mantenimiento.

Los servomotores eléctricos también son muy utilizados en los aparatos mecatronicos, en los robots. Los servomotores CA sin escobillas se utilizaran en el futuro como actuadores de posicionamiento preciso debido a la demanda de funcionamiento sin tantas horas de mantenimiento 2.2.1. Servomotores Neumáticos Un servomotor neumático consiste en una diafragma con resorte que trabaja entre 3 y 15 psi (1 psi = 6.89 kPa). Al aplicar cierta presión sobre el diafragma, el resorte se comprime de tal modo que el mecanismo empieza a moverse y sigue moviéndose hasta que llega a un equilibrio entre la fuerza ejercida por la presión del aire sobre el diafragma y la fuerza ejercida por el resorte.

2.2.2. Servomotores Eléctricos El servomotor eléctrico es un motor electro acoplado al vástago de la válvula a través de un tren de engranajes. El motor se caracteriza fundamentalmente por su par y por el tiempo requerido (usualmente 1 minuto) para hacer pasar la posición abierta a cerrada o viceversa.

2.2.3. Servomotores Hidráulicos Los servomotores hidráulicos consisten en una bomba de accionamiento eléctrico que suministra fluido hidráulico a una servoválvula. La señal del instrumento de control actúa sobre la servoválvula que dirige el fluido hidráulico a los dos lados del pistón actuador hasta conseguir mediante una retroalimentación la posición exacta de la válvula. Se caracterizan por ser extremadamente rápidos, potentes y suaves, pero su coste es elevado, por lo que solo se emplean cuando los servomotores neumáticos no pueden cumplir con las especificaciones de servicio.

2.2.4. Servomotores Digitales Las válvulas digitales disponen de compuertas neumáticas accionadas por electroválvulas que, a su vez, son excitadas por la señal de salida binaria de un microprocesador. Su respuesta es muy rápida y el grado de abertura depende de la combinación de las compuertas. Aunque estas válvulas están limitadas a fluidos limpios y no corrosivos, prestan interés para el mando digital directo, si bien su velocidad y apertura instantánea no representa una ventaja esencial frente a las válvulas neumáticas industriales y su coste es elevado.

3. TIPOS DE VÁLVULA Debido a las diferentes variables, no puede haber una válvula universal; por tanto, para satisfacer los cambiantes requisitos de la industria se han creado innumerables diseños y variantes con el paso de los años, conforme se han desarrollado nuevos materiales. Todos los tipos de válvulas recaen en nueve categorías: válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de apriete, válvulas de diafragma, válvulas de macho, válvulas de retención y válvulas de desahogo (alivio).

Estas categorías básicas se describen a continuación. Sería imposible mencionar todas las características de cada tipo de válvula que se fabrica y no se ha intentado hacerlo. Más bien se presenta una descripción general de cada tipo en un formato general, se dan recomendaciones para servicio,

aplicaciones, ventajas, desventajas y otra información útil para el lector.

3.1. Válvulas de compuerta.

La válvula de compuerta es de vueltas múltiples, en la cual se cierra el orificio con un disco vertical de cara plana que se desliza en ángulos rectos sobre el asiento.

Recomendada para  Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.  Para uso poco frecuente.  Para resistencia mínima a la circulación.  Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.

Aplicaciones Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.

Ventajas  Alta capacidad.  Cierre hermético.  Bajo costo.  Diseño y funcionamiento sencillos.  Poca resistencia a la circulación.

Desventajas  Control deficiente de la circulación.  Se requiere mucha fuerza para accionarla.  Produce cavitación con baja caída de presión.  Debe estar cubierta o cerrada por completo.  La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco.

3.2. Válvula de globo Una válvula de globo es de vueltas múltiples, en la cual el cierre se logra por medio de un disco o tapón que sierra o corta el paso del fluido en un asiento que suele estar paralelo con la circulación en la tubería.

Recomendada para  Estrangulación o regulación de circulación.  Para accionamiento frecuente.  Para corte positivo de gases o aire.  Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

Aplicaciones Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

Ventajas  Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco o asiento.  Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete.  Control preciso de la circulación.  Disponible con orificios múltiples.

Desventajas  Gran caída de presión.  Costo relativo elevado.

Variaciones Normal (estándar), en “Y”, en ángulo, de tres vías.

Materiales Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero inoxidable, plásticos.

3.3. Válvulas de bola Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el conducto.

Recomendada para  Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.  Cuando se requiere apertura rápida.  Para temperaturas moderadas.  Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

Aplicaciones Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.

Ventajas  Bajo costo.  Alta capacidad.

 Corte bidireccional.  Circulación en línea recta.  Pocas fugas.  Se limpia por si sola.  Poco mantenimiento.  No requiere lubricación.  Tamaño compacto.  Cierre hermético con baja torsión (par).

Desventajas  Características deficientes para estrangulación.  Alta torsión para accionarla.  Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.  Propensa a la cavitación.

Variaciones Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos (partidos), tres vías, orificio de tamaño total, orificio de tamaño reducido.

Materiales Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros inoxidables, titanio, tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC. 3.4. Válvulas de mariposa La válvula de mariposa es de ¼ de vuelta y controla la circulación por medio de un disco circular, con el eje de su orificio en ángulos rectos con el sentido de la circulación (fig. 15).

Recomendada para  Servicio con apertura total o cierre total.  Servicio con estrangulación.  Para accionamiento frecuente.  Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.  Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.  Para baja ciada de presión a través de la válvula.

Aplicaciones Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión.

Ventajas  Ligera de peso, compacta, bajo costo.

 Requiere poco mantenimiento.  Número mínimo de piezas móviles.  No tiene bolas o cavidades.  Alta capacidad.  Circulación en línea recta.  Se limpia por sí sola.

Desventajas  Alta torsión (par) para accionarla.  Capacidad limitada para caída de presión.  Propensa a la cavitación.

Variaciones Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto rendimiento.

3.5. Válvulas de diafragma Las válvulas de diafragma son de vueltas múltiples y efectúan el cierre por medio de un diafragma flexible sujeto a un compresor.

Cuando el vástago de la válvula hace descender el compresor, el diafragma produce sellamiento y corta la circulación.

Recomendada para  Servicio con apertura total o cierre total.  Para servicio de estrangulación.  Para servicio con bajas presiones de operación.

Aplicaciones Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.

Ventajas  Bajo costo.  No tienen empaquetaduras.  No hay posibilidad de fugas por el vástago.  Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de gomas en los productos que circulan.

Desventajas  Diafragma susceptible de desgaste.  Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.

Variaciones  Tipo con vertedero y tipo en línea recta.

 Materiales  Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.

3.6. Válvulas de macho La válvula de macho es de ¼ de vuelta, que controla la circulación por medio de un macho cilíndrico o cónico que tiene un agujero en el centro, que se puede mover de la posición abierta a la cerrada mediante un giro de 90°.

Recomendada para  Servicio con apertura total o cierre total.  Para accionamiento frecuente.  Para baja caída de presión a través de la válvula.  Para resistencia mínima a la circulación.  Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.

Aplicaciones  Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases, corrosivos.  Ventajas  Alta capacidad.  Bajo costo.  Cierre hermético.  Funcionamiento rápido.

Desventajas  Requiere alta torsión (par) para accionarla.  Desgaste del asiento.  Cavitación con baja caída de presión.

Variaciones  Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.  Materiales  Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20, Monel, níquel, Hastelloy, camisa de plástico.

3.7. Válvulas de apriete La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o más elementos flexibles, como diafragmas o tubos

de caucho que se pueden apretar u oprimir entre sí para cortar la circulación.

Recomendada para  Servicio de apertura y cierre.  Servicio de estrangulación.  Para temperaturas moderadas.  Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula.  Para servicios que requieren poco mantenimiento.

Aplicaciones Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos.

Ventajas  Bajo costo.  Poco mantenimiento.  No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.  Diseño sencillo.  No corrosiva y resistente a la abrasión.

Desventajas  Aplicación limitada para vació.  Difícil de determinar el tamaño.

3.8. Válvulas de retención (check).

La válvula de retención está destinada a impedir una inversión de la circulación. La circulación del líquido en el sentido deseado abre la válvula; al invertirse la circulación, se cierra. Hay tres tipos básicos de válvulas de retención: 3.8.1. Válvulas de retención del columpio.

Esta válvula tiene un disco embisagrado o de charnela que se abre por completo con la presión en la tubería y se cierra cuando se interrumpe la presión y empieza la circulación inversa. Hay dos diseños: uno en “Y” que tiene una abertura de acceso en el cuerpo para el esmerilado fácil del disco sin desmontar la válvula de la tubería y un tipo de circulación en línea recta que tiene anillos de asiento reemplazables.

Recomendada para  Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.  Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la tubería.  Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.

 Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.

Aplicaciones Para servicio con líquidos a baja velocidad.

Ventajas  Puede estar por completo a la vista.  La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.  El disco en “Y” se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la tubería.

3.8.2. Válvulas de retención de elevación Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo, excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra por gravedad y la circulación inversa.

Recomendada para  Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería.  Para uso con válvulas de globo y angulares.  Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es problema.

Aplicaciones  Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas velocidades de circulación.

Ventajas  Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total.  Acción rápida.

3.8.3. Válvula de retención de mariposa Una válvula de retención de mariposa tiene un disco dividido embisagrado en un eje en el centro del disco, de modo que un sello flexible sujeto al disco este a 45° con el cuerpo de la válvula, cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco solo se mueve una distancia corta desde el cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por completo.

Recomendada para  Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería.  Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación.  Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de apriete.

Aplicaciones Servicio para líquidos o gases.

Ventajas

 El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de camisas de asiento.  Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.  Funcionamiento rápido.  La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes.  Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.

3.9. Válvulas de desahogo (alivio) Una válvula de desahogo es de acción automática para tener regulación automática de la presión. El uso principal de esta válvula es para servicio no comprimible y se abre con lentitud conforme aumenta la presión, para regularla.

La válvula de seguridad es similar a la válvula de desahogo y se abre con rapidez con un “salto” para descargar la presión excesiva ocasionada por gases o líquidos comprimibles.

El tamaño de las válvulas de desahogo es muy importante y se determina mediante formulas especificas.

Recomendada para Sistemas en donde se necesita una gama predeterminada de presiones.

Aplicaciones Agua caliente, vapor de agua, gases, vapores.

Ventajas  Bajo costo.  No se requiere potencia auxiliar para la operación.

Variaciones  Seguridad, desahogo de seguridad.  Construcción con diafragma para válvulas utilizadas en servicio corrosivo.

Materiales Cuerpo: hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel.

Componentes: diversos.

4. PARTES INTERNAS DE LAS VÁLVULAS. OBTURADOR Y ASIENTOS Como partes internas de la válvula se consideran generalmente piezas metálicas internas desmontables que están en contacto directo con el fluido. Estas piezas son el vástago, la empaquetadura, el collarín de lubricación en la empaquetadura (si se emplea), los anillos de guía del vástago, el obturador y el asiento o los asientos. Hay que señalar que el obturador y el asiento constituyen el “corazón de la válvula” al controlar el caudal gracias al orificio de paso variable que forman al variar su posición relativa, y que además tienen la misión de cerrar el paso del fluido.

4.1. Elección del obturador y los asientos.

Para la elección del obturador y los asientos se deben tomar en cuenta:   

Materiales normales y los especiales aptos para contrarrestar la corrosión, la erosión y el desgaste producidos por el fluido.

Características de caudal en función de la carrera.

Tamaño normal o reducido que permite obtener varias capacidades de caudal de la válvula con el mismo tamaño del cuerpo.

4.2. Materiales empleados El obturador y los asientos se fabrican normalmente en acero inoxidable porque éste material es muy resistente a la corrosión y a la erosión del fluido.

Cuando la velocidad del fluido es baja, pueden utilizarse PCV, fluorocarbonos y otros materiales blandos, solos o reforzados con fibras de vidrio o grafito. En algunas válvulas pueden utilizarse obturadores y asientos de cerámica.

4.3. Válvulas de obturador excéntrico rotativo.

Consiste en un obturador de superficie esférica que tiene un movimiento excéntrico rotativo y que está unido al eje de giro por uno o dos brazos flexibles.

El eje de giro sale al exterior del cuerpo y es accionado por un vástago conectado a un servomotor. El par de este es reducido gracias al movimiento excéntrico de de la cara esférica del obturador.

La válvula puede tener un cierre estanco mediante aros de teflón dispuestos en el asiento y se caracteriza por su gran capacidad de caudal, comparable a las válvulas mariposa y de bola y por su elevada perdida de carga admisible.

4.4. Válvula de obturador cilíndrico excéntrico.

Tiene un obturador cilíndrico excéntrico que asienta contra un cuerpo cilíndrico. El cierre hermético se logra con un revestimiento de goma o teflón en la cara del cuerpo donde asienta el obturador. La válvula es de bajo coste y tiene una capacidad relativamente alta. Es adecuada para fluidos corrosivos, y líquidos viscosos o conteniendo sólidos en suspensión.

4.5. Asientos de válvulas El asiento de válvula en conjunto con la válvula constituyen el par mecánico por el cual se logra la estanqueidad de la cámara de combustión. El asiento debe poseer resistencia al desgaste y a la oxidación/corrosión a altas temperaturas, además de poseer una buena conductividad térmica (entre el 75% y el 90% del calor absorbido por una válvula de escape se evacua a través del asiento).

Generalmente se construyen de fundición de hierro o aceros, ambos aleados con cromo, níquel y molibdeno para incrementar la resistencia al desgaste y a la corrosión en caliente. Suelen poseer un tratamiento térmico de endurecimiento a fin de mejorar las propiedades de resistencia al desgaste.

Existen también asientos producidos en aleaciones base níquel y cobalto para aplicaciones donde la temperatura y el desgaste son extremos, como en el caso de motores que funcionan con combustibles gaseosos.

5. TAPA DE LA VÁLVULA La tapa válvula de control tiene por objeto unir el cuerpo al servomotor. a su vez desliza el vástago del obturador accionado por el servomotor. Este vástago dispone generalmente de un índice que señala en una escala la posición de apertura o de cierre de la válvula.

Para que el fluido no se escape a través de la tapa es necesario disponer de una caja de empaquetadura al vástago. La empaquetadura ideal debe ser elástica, tener un bajo coeficiente de rozamiento, ser químicamente inherente y ser un aislante eléctrico, con el fin de no formar un puente galvánico con el vástago que de lugar a una corrosión de partes de la válvula. La empaquetadura que se utilizan normalmente es de teflón cuya temperatura máxima de servicio es de 220 °C. a temperaturas superiores o inferiores a este valor, es necesario o bien emplear otro material o bien alejar la empaquetadura del cuerpo de la válvula para que se establezca así un gradiente de temperaturas entre el fluido y la estopada y esta ultima pueda trabajar satisfactoriamente.

La empaquetadura normal no proporciona un sello perfecto para el fluido. En el caso de fluidos toxicos, corrosivos, radioactivos o muy valiosos hay que asegurar un cierre total en la estopa. Los fuelles de estanqueidad lo proporcionan al estar unidos por un lado del vástago y por el otro la tapa. La estanqueidad es tan perfecta que las posibles fugas solo pueden detectarse mediante ensayos realizados con un espectrómetro de masas.

5.1. Tipos de tapa Según las temperaturas de trabajo de los fluidos y el grado de estanqueidad deseada existen los siguientes tipos de tapas: 

Tapa normal adecuada para trabajar a temperaturas del fluido variables entre 0 y 220° C.  Tapa con aletas de radiación circular o vertical, que puede trabajar entre 20 a 450° C, recomendándose que por encima de 350° C la válvula se monte invertida para facilitar el enfriamiento de la empaquetadura.  Tapa con columnas de extensión. Las columnas son adecuadas cuando el fluido esta en temperaturas muy bajas.  Tapa con fuelle de estanqueidad para temperaturas de servicio entre 20 y 450° C.

Tipos de tapa

La caja de empaquetadura de la v谩lvula consiste en unos anillos de estopada comprimidos por medio de una tuerca o bien mediante una brida de presi贸n regulable con dos tuercas. La empaquetadura puede ser apretada manualmente de modo peri贸dico o bien ser presionada el谩sticamente con un muelle apoyado interiormente en la tapa.

Tipos de empaquetadura

6. CORROSIÓN Y EROSIÓN EN LAS VÁLVULAS No existe actualmente ningún material que resista la corrosión de todos los fluidos, por lo cual en muchos casos es necesario utilizar materiales combinados cuya selección dependerá del medio específico donde deban trabajar.

Cuando el material resistente a la corrosion es caro o no adecuado, pueden utilizarse materiales de revestimiento, tales como plasticos, fluorocarbonos, elastómeros, vidrio, plomo y tantalio. Como es logico, el revestimiento no debe fallar pues el fluido atacaria el metal base y la valvula se perforaria.

La erosión se produce cuando partículas de alta velocidad en el seno del fluido chocan contra la superficie del material de la válvula. Estas condiciones se encuentran en la vaporización de un liquido (flashing), con arena, fangos, etc. La posible presencia del fenómeno de la erosión ante el gran numero de fluidos y la gran variedad de condiciones de servicio que se encuentra actualmente en la industria obliga a seleccionar el tipo y material del cuerpo y del obturador a fin de resistirla, en particular en condiciones extremas de presión diferencial y de temperatura.

Los materiales termoplásticos son resistentes a la corrosión frente a muchos materiales químicos (acido sulfúrico, acido nítrico, etc.) y poseen unas buenas características dieléctricas (de 0,9 a 1,18 kV/m con el ensayo de ASTM 149). No resisten las vibraciones mecánicas, pero pueden ser el material de recubrimiento de los metales para manejar las dos condiciones, corrosión y vibraciones.

7. RUIDOS EN VÁLVULAS DE CONTROL En las industrias de proceso intervienen muchos factores que contribuyen al mantenimiento de alto niveles de ruidos, entre los cuales, uno de los más importantes es el generado durante el funcionamiento de las válvulas de control instaladas en las tuberías que transportan líquidos, gases y vapores. Las leyes y formas aparecidas en la industria sobre el nivel de ruido admisible han contribuido a desarrollar con ímpetu creciente el estudio de su reducción en las válvulas de control.

7.1. Causas de ruido en las válvulas La alta velocidad de los fluidos en las tuberías es una es una de las principales causas de ruido en las válvulas de control, sin embargo, no pueden darse reglas de velocidad por la gran cantidad de variables que influyen.

Tres son las causas principales del ruido en las válvulas de control: vibración mecánica, ruido hidrodinámico y ruido aerodinámico.

Vibración mecánica La vibración mecánica es debida a las fluctuaciones de presión causales que se producen dentro del cuerpo de la válvula y al choque del fluido contra las partes móviles de la misma.

Ruido hidráulico El ruido hidráulico es producido por los líquidos al circular a través de la válvula.

Ruido aerodinámico El ruido aerodinámico es la causa principal del ruido producido por la válvula. Proviene del flujo turbulento del vapor, del aire y de otros gases, siendo despreciable prácticamente en los líquidos.

7.2. Reducción del ruido La reducción del ruido en las válvulas de control se logra también atacando la fuente de ruido, o bien atenuando la transmisión del sonido.

En el primer caso se suele utilizar una válvula de bola o rotativa con el obturador perforado o un obturador del tipo jaula, dotado de múltiples orificios de de forma variada parecidos a panales de abeja.

En otros tipos de válvulas se emplean conductos laberinticos en las partes internas entre el obturador y los asientos para aumentar la resistencia hidráulica del fluido y limitar su velocidad reduciendo así el ruido.

CONCLUSIONES Comúnmente se cree (incluso por los estudiantes de ingeniería) que las válvulas de control son únicamente elementos finales de control de flujo y que su implementación solo radica en hacer salir o no un fluido de algún proceso. Pero con todo lo expuesto con anterioridad es evidente que una válvula es más que solo un elemento final de control.

El buen funcionamiento de un sistema de tuberías depende en gran parte de la elección adecuada y de la situación de las válvulas que controlan y regulan la circulación de los fluidos en la instalación. Las válvulas además deben colocarse en lugares donde sea fácil su manejo y de modo que pueda atenderse la conservación de la instalación sin que interrumpa el funcionamiento de otros aparatos conectados.

Una buena válvula debe diseñarse de manera que sus deformaciones debidas a las variaciones de temperatura y de presión, y las dilataciones de las tuberías conectadas, no deformen el asiento; su vástago y el collarín del prensaestopas deben permitir poner con facilidad y con rapidez la empaquetadura, y los discos y los asientos deben estar diseñados y hechos con materiales que permitan que la válvula siga cerrando bien durante un periodo razonable de servicio activo.