Valvula de control by FRANK

Instituto Universitario Antonio José de Sucre

Instrumentación y Control

31 de enero de 2014

válvula de control

Franklin Yepez C.I18656334

Índice

Válvula de control…………………………………………..pág. 2 Tipo de válvulas………………………………………………pag.3 Válvulas de compuerta……………………………………..pag.3 Válvulas de globo…………………………………………….pág.6 Válvulas de bola…………………………………………….pág.8 Válvulas de mariposa……………………………………….pág.10 Válvulas de apriete …………………………………………pág.12 Válvulas de diafragma……………………………………...pag.13 Válvulas de macho……………………………………………pag.15 Válvulas de retención………………………………………..pag.17 Válvulas de desahogo……………………………………….pag.19

Válvula de control Se define como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas 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. La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determina

Esta integrada por dos partes. La parte motriz: puede ser neumático, eléctrico o hidráulico, pero los más utilizados son los dos primeros, por ser las más sencillas y de rápida actuaciones. Aproximadamente el 90% de las válvulas utilizadas en la industria son accionadas neumáticamente. Los actuadores neumáticos constan básicamente de un diafragma, un vástago y un resorte, Lo que se busca en un actuador de tipo neumático es que cada valor de la presión recibida por la válvula corresponda una posición determinada del vástago.

Cuerpo de la válvula: este esta provisto de un obturador o tapón, los asientos del mismo y una serie de accesorios. La unión entre la válvula y la tubería puede hacerse por medio de bridas soldadas o roscadas directamente a la misma. El tapón es el encargado de controlar la cantidad de fluido que pasa a través de la válvula y puede accionar en la dirección de su propio eje mediante un movimiento angular. Esta unido por medio de un vástago al actuador

Tipo de válvulas         

Válvulas de compuerta, Válvulas de globo, Válvulas de bola, Válvulas de mariposa, Válvulas de apriete, Válvulas de diafragma, Válvulas de macho, Válvulas de retención Válvulas de desahogo (alivio)

Válvula de compuerta: es una válvula 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. simbolo:

Características:

Las válvulas de compuerta se utilizan principalmente para dejar pasar o no un fluido (ONOFF), por su diseño no se deben usar para por lo que deben estar totalmente abiertas o cerradas para el asiento y la cuña no se desgasten por el fluido y su presión.

Son utilizadas en servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos. .

Se fabrican de Bronce, acero al carbón fundido, acero inoxidable, Hierro, acero forjado, PVC, CPVC con extremos roscados, bridados, saldables a tope (butt Weld), soldables a caja (socket Weld). Pueden ser operadas además de con un volante, con un operador de engranes, y actuadores neumáticos y eléctricos

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 abierta o cerrada por completo. La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del disco

Aplicación 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.

Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. Corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura. Enfriar siempre el sistema al cerrar una tubería para líquidos calientes y al comprobar que las válvulas estén cerradas. No cerrar nunca las llaves a la fuerza con la llave o una palanca. Abrir las válvulas con lentitud para evitar el choque hidráulico en la tubería. Cerrar las válvulas con lentitud para ayudar a descargar los sedimentos y mugre atrapados.

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.

Símbolo:

Características Tapa atornillada Cierre a presión Tapa roscada o soldada Fundidas o forjadas Cierre plano, parabólico o esférico Asientos soldados o reemplazables Diseño tipo “Y” o angulares Criogénicas (Tapa extendida) Diseño globo retención Asiento blando o metal/metal

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. Desventaja Gran caída de presión. Costo relativo elevado Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura.

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.la válvula de bola un macho esférico agujereado controla la circulación del líquido. El sellado en válvulas de bola es excelente, la bola contacta de forma circunferencial y uniforme el asiento, el cual suele ser de materiales blando

Tipos de válvulas de bola: -Válvula de bola flotante (Float ball valve): La válvula se sostiene sobre dos asientos en forma de anillos. -Válvula de bola guiada ("Trunnion"): La bola es soportada en su eje vertical de rotación por unos muñones. Estos absorben los esfuerzos que realizan la presión del fluido sobre la bola, liberando de tales esfuerzos el contacto entre la bola y el asiento por lo que el par operativo de la válvula se mantiene bajo. Este diseño es recomendado en aplicaciones de alta presión o grandes diámetros.

Símbolo

Características Cuerpo: hierro fundido, hierro dúctil, bronce, latón, aluminio, aceros al carbono, aceros inoxidables, titanio, Tántalo, zirconio; plásticos de polipropileno y PVC. Asiento: TFE, TFE con llenador, Nylon, Buna-N, neopreno. Las válvulas de bola manuales pueden cerrarse rápidamente, lo que puede producir un golpe de ariete. Por ello y para evitar la acción humana pueden estar equipadas con un servomotor ya sea neumático, hidráulico o motorizado. dejan pasar el flujo de manera completa o tienen paso estándar que significa que si la válvula es de 2”, el flujo que pasara a través de ella será menor. Aplicaciones Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas. Estrangulación o regulación de circulación. Para accionamiento frecuente. Para corte positivo de gases o aire. Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación 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. Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Instalar de modo que la presión este debajo del disco, excepto en servicio con vapor a alta temperatura. Registro en lubricación. Hay que abrir ligeramente la válvula para expulsar los cuerpos extraños del asiento. Apretar la tuerca de la empaquetadura, para corregir de inmediato las fugas por la empaquetadura 10

Válvula 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.la válvula de mariposa es un dispositivo para interrumpir o regular el flujo de un fluido en un conducto, aumentando o reduciendo la sección de paso mediante una placa, denominada «mariposa», que gira sobre un eje. Al disminuir el área de paso, aumenta la pérdida de carga local en la válvula, reduciendo el flujo. Símbolo :

Características: Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros inoxidables, aleación 20, bronce, Monel. Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar, Buna-N, neopreno, Hypalon. Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon, Hycar, TFE.

Están en todos los casos contenidas al interior de la tubería; Tienen una baja pérdida de carga cuando están totalmente abiertas. La relación entre el área de paso y el ángulo de giro de la mariposa no es lineal. 11

Aplicaciones Servicio general, líquidos, gases, pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión 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 Ventajas Ligera de peso, compacta, bajo costo. Requiere poco mantenimiento. Numero mínimo de piezas móviles. No tiene bolas o cavidades. Alta capacidad. Circulación en línea recta. Se limpia por si sola. Desventajas Alta torsión (par) para accionarla. Capacidad limitada para caída de presión. Propensa a la cavitación. Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Se puede accionar con palanca, volante o rueda para cadena. Dejar suficiente espacio para el movimiento de la manija, si se acciona con palanca. Las válvulas deben estar en posición cerrada durante el manejo y la instalación.

Válvulas de apriete La válvula de apriete es de vueltas múltiples y efectúa el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se pueden apretar u oprimir entre si para cortar la circulación

Características de las válvulas de apriete La válvula de apriete es de vueltas múltiples y realiza el cierre por medio de uno o mas elementos flexibles, como diafragmas o tubos de caucho que se aprietan entre si para cortar o reducir la circulación. Se emplea para apertura total o cierre total, estrangulación en temperaturas moderadas para pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática de sólidos, servicio de alimentos. Son fabricadas de caucho, caucho blanco, hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno blanco, Buna-N, Buna-S, viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE. 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. 13

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. 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. En las válvulas de diafragma se aísla el fluido de las partes del mecanismo de operación. Esto las hace idóneas en servicios corrosivos o viscosos, ya que evita cualquier contaminación hacia o del exterior.

Símbolo

Hay dos tipos de válvulas de diafragma: •Weir (paso restringido): Las válvulas de diafragma tipo Weir se pueden usar en servicios de apertura y cierre y regulación •Straightway (paso directo) también llamadas Straight-Thru. Estas válvulas de diafragma de paso directo solo se usan en servicios de apertura y cierre. Aplicaciones. Las válvulas de diafragma suelen ser utilizadas en procesos de tratamiento de aguas, de minería, de producción alimenticia, refinerías y en plantas generadoras de electricidad. Sin embargo, son especialmente utilizadas para el manejo de fluidos abrasivos y corrosivos. Característica Este tipo de válvulas tiene un cuerpo sin asiento, lo que facilita el revestimiento interno al mismo tiempo que permite una elección del revestimiento adecuado en términos de calidad y precio. Por estas características, las válvulas de diafragma son las más utilizadas en el manejo de fluidos abrasivos y corrosivos, ya que otras válvulas requerirían de materiales más caros para que puedan resistir el paso de estos fluidos.Tienen diseños conocidos como “Diseño de paso recto” y de “Vertedero”. Estos diseños amplían las aplicaciones de las válvulas de diafragma Desventajas Diafragma susceptible de desgaste. 15

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. Instrucciones especiales para instalación y mantenimiento Lubricar a intervalos periódicos. No utilizar barras, llaves ni herramientas para cerrarla.

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. Las válvulas macho poseen un dispositivo de cierre u obturador que está formado por una especie de tapón troncocónico el cual gira sobre el eje central. La apertura del obturador se efectúa girando sobre su propio eje, mediante una palanca, hasta hacer coincidir la ventana del mismo con los del cuerpo de la válvula.

Símbolo:

Características de las válvulas macho El accionamiento de estas válvulas (por llave o por palanca) es muy rápido y las pérdidas de carga en posición abierta son pequeñas.

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

Comentario [F1]:

Válvula de retención La función esencial de una válvula de retención es impedir el paso del fluido en una dirección determinada, y no retorno (retén). Mientras el sentido del fluido es el correcto, la válvula de retención se mantiene abierta, cuando el fluido pierde velocidad o presión la válvula de retención tiende a cerrarse, evitando así el retroceso del fluido. La diferencia de presiones entre la entrada y la salida hace que la válvula esté abierta o cerrada. Su mecanismo interno puede funcionar por medio de una Clapeta o por un Sistema de Embolo y Resorte.

Símbolo:

Tipos de válvulas de retención

Existen dos tipos básicos de válvulas de retención: válvulas de retención de charnela y válvulas de retención de bola. Las válvulas de retención de charnela: Una válvula de retención de charnela utiliza un disco basculante que requiere sólo una contrapresión mínima para cerrar la válvula. Esta válvula también se puede modificar con una palanca, pesa o resorte para ayudar a cerrar más rápidamente y eliminar el choque. Las válvulas de retención de bola: Una válvula de retención de bola usa una bola que se mueve libremente, esta sale de su asiento para permitir el flujo en una dirección, pero después se sella contra un asiento para impedir el contra flujo. Ambos tipos de válvulas se pueden instalar vertical u horizontalmente.

Usos y aplicaciones de las válvulas de retención Las válvulas de retención son altamente utilizadas en varias industrias gracias a que sus usos y aplicaciones son muy variados, por ejemplo: Procesamiento químico Tratamiento de agua y aguas residuales Rellenos sanitarios Irrigación Procesamiento de alimentos Minería 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. Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total. Acción rápid

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.

Características Su misión es evitar una explosión, el fallo de un equipo o tubería por un exceso de presión. Existen también las válvulas de alivio que liberan el fluido cuando la temperatura supera un límite establecido. Estas válvulas son llamadas válvulas de alivio de presión y temperatura. Su Cuerpo puede es de hierro fundido, acero al carbono, vidrio y TFE, bronce, latón, camisa de TFE, acero inoxidable, Hastelloy, Monel.

Aplicaciones Las válvulas de seguridad se pueden encontrar en instalaciones industriales, comerciales y domésticas. En general son obligatorias en las instalaciones en las que circulen o se mantengan fluidos sometidos a cambios de presión y/o temperatura. Entre los ejemplos más comunes y a la vista de todos están los calentadores de agua por acumulación. Las válvulas de seguridad o de alivio instaladas en los calentadores o en la línea del calentador están diseñadas para abrirse y liberar la presión en caso de que la presión supere cierto límite (de ordinario, unos 8... 10 bar) para evitar que revienten en caso de fallo del termostato, que podría llevar al agua a temperatura por encima de la ebullición y producir vapor. En la industria también sobran los ejemplos como los compresores de aire o en los sistemas de reducción de presión para suministro de gas natural o de GLP.