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Válvula de compuerta sellada con fuelle
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Válvula de compuerta sellada con fuelle

Válvula de compuerta sellada con fuelle

Una válvula de compuerta sellada con fuelle reemplaza el empaque del vástago con un fuelle de metal soldado, lo que convierte una vía de fuga abierta en dos soldaduras y una pieza de fatiga que funciona una vez por carrera. La mayoría de las especificaciones se detienen en las palabras "fuelle sellado": sin pruebas de helio en las soldaduras, sin recorrido nominal, sin clase ISO 15848-1. La afirmación de cero fugas termina ahí, no en la hoja de datos.

A válvula de compuerta sellada con fuelleEs una válvula de aislamiento de múltiples vueltas en la que un fuelle de metal soldado encierra el vástago y lleva el límite de presión, por lo que no se requiere que ninguna empaquetadura selle contra una superficie deslizante. El cuerpo es un cuerpo de válvula de compuerta estándar clasificado según la clase ASME y el cierre es una cuña que se asienta sobre dos anillos frontales. API 602 e ISO 15761 cubren la construcción hasta DN 100; por encima de ese tamaño, el cuerpo sigue API 600 y el capó de fuelle se convierte en un diseño a nivel de dibujo en lugar de una cláusula de referencia. La gama va desde DN 15 a DN 400 en Clase 150, 300 y 600.

 

Presupuesto

La tabla cubre la construcción estándar de acero al carbono forjado según A105N, la configuración API 602 se dirige por debajo de DN 100. Por encima de DN 100, el cuerpo mantiene las dimensiones API 600 y agrega un bonete de fuelle, aprobado en el plano porque el recorrido y la altura de la pila cambian con el diámetro del vástago.

Válvula de compuerta sellada con fuelle: rango de especificaciones
Parámetro Especificación
Estándar de diseño API 602 / ISO 15761 (DN 100 y menores); Cuerpo API 600 por encima de DN 100
Clase de presión Clase ASME 150/300/600
Rango de tallas DN 15 a DN 400 (NPS 1/2 a NPS 16)
estilo de cuerpo Bonete atornillado, vástago ascendente (OS&Y); capó soldado para servicio de cero emisiones
Cuña Cuña sólida, cuña flexible o cuña dividida para unión térmica
Finalizar conexión Brida ASME B16.5 (DN 15 a 600), soldadura a tope B16.25, soldadura a encaje según ASME B16.11, rosca NPT o BSPT
Material del cuerpo A105N, A350 LF2, A182 F5, A182 F22, A182 F304, A182 F316, A182 F316L, A351 CF8M
Material de la cuña A182 F6a 13Cr con revestimiento de Stellite 6; A182 F316 para cuerpos inoxidables
Material del tallo A182 F6a, A182 F316, 17-4PH (A564 630), Nitrónico 50
Material del fuelle 316L (estándar), 321, Inconel 625, Hastelloy C-276
construcción de fuelle 2 o 3 capas, hidroformado, soldado al vástago por debajo y al capó por arriba
embalaje secundario Estándar de grafito flexible; PTFE para vacío y alta pureza
Junta del capó Enrollado en espiral 316 con relleno de grafito; junta anular para Clase 600 bajo pedido
Clasificación de presión-temperatura ASME B16.34 Tabla 2, por grupo de materiales de la carrocería
Cara a cara Patrón de válvula de compuerta ASME B16.10, Clase 150 a 600
Prueba de presión Prueba de carcasa y asiento API 598, o EN 12266-1 cuando la orden así lo indique
Fugas en el asiento ISO 5208 Clase D, asiento de metal
Estanqueidad del tallo ISO 15848-1 Clase B o Clase C; TA-Luft bajo pedido
Prueba de soldadura de fuelle Prueba de fuga de helio en la soldadura del vástago y en la soldadura del capó, aceptación por acuerdo
prueba de fuego API 607/ISO 10497 donde se especifica un certificado de seguridad contra incendios
Cumplimiento de la NACE NACE MR0175 / ISO 15156 bajo pedido, dureza máxima 22 HRC
Interfaz del operador Brida multivuelta ISO 5210; volante, caja de cambios, eléctrica o neumática
Temperatura de servicio -29 grados a 425 grados estándar; -46 grados con A350 LF2; fijado por la aleación del fuelle y el embalaje

 

Materiales

Dos líneas de esta tabla se compran de manera diferente a una válvula de compuerta estándar: el fuelle y sus dos soldaduras. Todo lo demás es igual que un cuerpo API 602, razón por la cual una válvula de fuelle se puede reparar con un juego de accesorios estándar y un conjunto de fuelle nuevo.

Lista de materiales estándar, cuerpo A105N
Parte Estándar Alternativa
Cuerpo Forja A105N A350 LF2, A182 F5, F22, F304, F316, F316L, A351 CF8M
Capó Forja A105N Mismo grado que el cuerpo; capó soldado para servicio de cero emisiones
Cuña A182 F6a con cara Stellite 6 Cuña sólida o flexible; A182 F316 para cuerpos inoxidables
Anillos de asiento 13Cr con superposición de Stellite 6 A182 F316 o inserto sólido Stellite 6
Provenir A182 F6a A564 630 (17-4PH), A182 F316, Nitrónico 50
Fuelle 316L, 2 capas, hidroformado 321 para alta temperatura, Inconel 625 para alta temperatura cíclica, C-276 para cloruros
Soldaduras de fuelle Soldadura del vástago y soldadura del capó, ambas probadas con helio. Tercera capa o puerto revelador para tareas críticas
embalaje secundario Anillos de grafito flexibles PTFE para vacío, grafito con anillos antiextrusión para alta presión
Junta del capó Enrollado en espiral 316 y grafito. Junta de junta anular de Clase 600 y superiores
Atornillado del capó A193 B7 con tuercas A194 2H A320 L7 para baja temperatura, A193 B8 para cuerpos inoxidables
Yugo y tuerca del vástago Yugo de acero fundido, tuerca de vástago de bronce A439 D2 Tuerca de vástago resistente al níquel para alta temperatura
Brida prensaestopas y empaquetadura Acero carbono Acero inoxidable para aplicaciones costa afuera y cloruro.

 

Estándar de diseño

Artículo Estándar
Diseño Básico API 602/API 600/ASME B16.34
Cara a cara/de extremo a extremo ASME B16.10
Brida final ASME B16.5
Clasificación de presión-temperatura ASME B16.34
Inspección y prueba API 598

 

características de diseño

1. La válvula de globo sellada con fuelle de diseño exclusivo tiene una combinación de sellado que se caracteriza por el uso de fuelles de acero inoxidable de doble pared como elementos de sellado del vástago y empaquetadura de grafito como accesorio de sellado para evitar fugas.
2. Al ser el componente clave, el sellado de fuelle de doble pared mantiene la válvula libre de fugas y mantenimiento.
3. El sellado cónico finamente pulido entre la válvula y el asiento garantiza un funcionamiento fiable a largo plazo.

 

Dibujo de válvula de compuerta sellada con fuelle

Bellows Sealed Gate Valve Drawing

Artículo Nombre de la pieza Material
1 Cuerpo ASTM A351 CF8
2 Asiento ASTM A182 F304
3 Cuña ASTM A351 CF8
4 Provenir ASTM A182 F304
5 Empaquetadora SS304+Grafito
6 Empaquetadora SS304+Grafito
7 Capó ASTM A351 CF8
8 Junta de embalaje ASTM A240 304
9 Alfiler ASTM A276 304
10 Embalaje Grafito
11 Glándula de empaque ASTM A276 304
12 Brida del prensaestopas ASTM A351 CF8
13 Cáncamo ASTM A193 B8
14 Tuerca ASTM A194 8
15 Boquilla de engrase Acero al carbono (galvanizado)
16 Tuerca del vástago ASTM A439 D-2
17 Llave Acero carbono
18 Tuerca del volante ASTM A276 304
19 Volante ASTM A47
20 Glándula ASTM A276 304
21 Semental ASTM A193 B8
22 Tuerca ASTM A194 8
23 Brazo de yugo ASTM A351 CF8
24 Fuelle ASTM A276 304
25 Semental ASTM A193 B8
26 Tuerca ASTM A194 8

 

Dimensión y peso

Bellows Sealed Gate Valve Dimension & Weight

CLASE 150

Tamaño   D   L-RF   L-RTJ   W   H   Peso aproximado  
DN NPS milímetros en milímetros en milímetros en milímetros en milímetros en kilos libra
50 2 152 6.00 178 7.00 191 7.50 178 7.00 526 20.71 23 51
80 3 191 7.50 203 8.00 216 8.50 229 9.00 575 22.64 44 97
100 4 229 9.00 229 9.00 241 9.50 254 10.00 720 28.35 71 157
150 6 279 11.00 267 10.50 279 11.00 305 12.00 962 37.87 116 256
200 8 343 13.50 292 11.50 305 12.00 356 14.00 1244 48.98 183 403
250 10 406 16.00 330 13.00 343 13.50 406 16.00 1376 54.17 255 562
300 12 483 19.00 356 14.00 368 14.50 508 20.00 1887 74.29 317 699

 

CLASE 300

Tamaño   D   L-RF   L-RTJ   W   H   Peso aproximado  
DN NPS milímetros en milímetros en milímetros en milímetros en milímetros en kilos libra
50 2 165 6.50 216 8.50 232 9.12 178 7.00 547 21.54 48 106
80 3 210 8.25 283 11.12 298 11.74 229 9.00 785 30.91 69 152
100 4 254 10.00 305 12.00 321 12.62 254 10.00 913 35.94 95 209
150 6 318 12.50 403 15.88 419 16.50 356 14.00 1144 45.04 161 355
200 8 381 15.00 419 16.50 435 17.12 406 16.00 1423 56.02 235 518
250 10 445 17.50 457 18.00 473 18.62 508 20.00 1752 68.98 304 670
300 12 502 19.75 502 19.75 517 20.37 508 20.00 1925 75.79 362 798

 

Clasificaciones de presión y temperatura

Un cuerpo de acero al carbono Clase 150 soporta 19,6 bar a temperatura ambiente y 5,5 bar a 425 grados, una caída del 72% en la misma pieza fundida. El Clase 600 con la misma carrocería aguanta 102,1 bar en frío y 57,5 ​​bar a 425 grados. Las cifras a continuación son la presión de trabajo permitida en bar según ASME B16.34 Tabla 2, Grupo 1.1, que cubre los cuerpos WCB A105N y A216.

Presión de trabajo permitida ASME B16.34, acero al carbono Grupo 1.1 (calibre de barra)
Temperatura (grados) Clase 150 Clase 300 Clase 600
-29 a 38 19.6 51.1 102.1
50 19.2 50.1 100.2
100 17.7 46.6 93.2
150 15.8 45.1 90.2
200 13.8 43.8 87.6
250 12.1 41.9 83.9
300 10.2 39.8 79.6
350 8.4 37.6 75.1
400 6.5 34.7 69.4
425 5.5 28.8 57.5

ASME B16.34 tabula el acero al carbono del Grupo 1.1 a 538 grados, con la nota (1) advirtiendo que la fase de carburo puede convertirse en grafito por encima de 425 grados. La calificación sigue siendo admisible; deja de ser recomendable. En una válvula de fuelle, la línea de 425 grados importa dos veces: es el límite del cuerpo de acero al carbono y está cerca del techo práctico de un fuelle 316L. Por encima de él la carrocería se traslada a A182 F22 y el fuelle a Inconel 625.

 

Actuación y accesorios

Una válvula de compuerta es de múltiples vueltas, por lo que el operador coincide en empuje y en el accesorio ISO 5210, no en la almohadilla ISO 5211 utilizada por las válvulas de un cuarto de vuelta. Las cajas de engranajes son la opción habitual por encima de DN 100, donde la fuerza del volante para una cuña Clase 300 excede lo que debe aplicar un operador.

Opciones del operador
Operador Uso típico Qué decir en la consulta
Volante DN 100 y menores, funcionamiento poco frecuente Límite de tracción de la llanta, normalmente 360 ​​N
Engranaje cónico DN 100 a DN 400, manual con tiro de llanta reducido Relación; posición del volante; almohadilla para un actuador posterior
multivuelta electrica Aislamiento automatizado, control remoto. Empuje de salida en kN; marco ISO 5210; modo a prueba de fallos
Cilindro neumático Ciclo rápido en tamaños más pequeños Presión de suministro de aire; retorno por resorte o doble efecto
Hidráulico Grandes dimensiones y alto empuje Presión de suministro; empuje en el diferencial nominal

Tres accesorios cambian la entrega más de lo que sugiere el precio: un transmisor de posición necesita mecanizar la cubierta del vástago, un plato cambia la altura del yugo y un capó extendido cambia la altura total en el mismo dibujo.

 

Comparación con otras válvulas de aislamiento

La compuerta de fuelle se elige cuando se necesita tanto un cierre hermético como un vástago sellado en un fluido limpio. No es la forma más barata de aislar el agua y no es una válvula de control. La tabla lo compara con los tres tipos por los que normalmente se puja.

Comparación de válvulas de aislamiento para servicio con fluido limpio
Criterio Puerta de fuelle Globo Pelota Mariposa triple desplazada
Sellado del vástago Fuelles soldados más empaquetadura Empaquetadura, fuelle opcional Empaquetadura o junta tórica en el vástago Empaquetadura o junta tórica en el vástago
Caída de presión en plena apertura Bajo, cerca de un tramo de tubería. El más alto de los cuatro. muy bajo Bajo
Ataque Multivuelta, muchas rotaciones multivuelta Cuarto de vuelta Cuarto de vuelta
Sólidos en la línea Empaquetadura en la cavidad del capó y en las ranuras del fuelle. Tolera algunos sólidos Los bolsillos atrapan los sólidos El cono del asiento atrapa sólidos
estrangulamiento No intencionado Destinado Limitado Limitado
Servicio de vacío Adecuado Sólo con fuelle o purga Adecuado con el asiento adecuado Adecuado con el asiento adecuado

La línea que resuelve la mayoría de las consultas es el recuento de golpes. Una compuerta DN 300 necesita docenas de vueltas de volante contra una bola de un cuarto de vuelta, por lo que cuando la válvula se cicla diariamente, el fuelle paga por su vida de fatiga en lugar de su sello.

 

Aplicaciones

Seis servicios concentran la mayor parte del volumen de esta construcción. Cada uno recibe el nombre de la propiedad que fuerza el fuelle, no de una etiqueta de la industria.

Aislamiento del cabezal de vapor en Clase 300 y 600, donde un vástago empacado perdería vapor continuamente y el fuelle mantiene la emisión del vástago en una clase ISO 15848-1.

Circuitos de aceite térmico, donde el medio es caliente y caro, y el drenaje del casquillo supone un riesgo de incendio además de una pérdida.

Transferencia de amoníaco y GLP con una carrocería A350 LF2, donde la liberación es tóxica o inflamable y -46 grados descarta una carrocería de acero al carbono.

Cloro seco e hipoclorito, donde se elige el fuelle C-276 y la empaquetadura de PTFE para el medio y el cuerpo de 316L no es suficiente.

Servicio de hidrógeno, donde la molécula pequeña encuentra cualquier empaquetamiento dinámico y el fuelle elimina la junta deslizante por completo.

Destilación al vacío y servicio de condensador, donde el vástago sellado detiene la entrada de aire y el empaque de PTFE mantiene el obturador.

Cada uno de estos es un fluido limpio o ligeramente contaminado. Una línea de lodo, una incrustación de desconchado o una válvula utilizada como compuerta de control son un producto diferente, y la consulta debería informarlo con anticipación.

 

Prueba e inspección

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Envía el tamaño de línea, la clase y la cantidad.

 

Preguntas frecuentes

¿Qué tamaños y clases cubre una válvula de compuerta sellada con fuelle?

DN 15 a DN 400 en ASME Clase 150, 300 y 600. API 602 e ISO 15761 rigen el diseño hasta DN 100; arriba, la carrocería sigue API 600 y el capó de fuelle es un diseño específico del fabricante aprobado en el dibujo.

 

¿Una válvula de compuerta sellada con fuelle está absolutamente libre de fugas a la atmósfera?

Ninguna válvula es absoluta. El fuelle elimina la ruta de fuga dinámica del vástago, pero quedan dos uniones soldadas, la junta del casquete y la empaquetadura secundaria, por lo que la estanqueidad se declara como clase ISO 15848-1, normalmente Clase B o Clase C.

 

¿Por qué conservar la empaquetadura secundaria si el fuelle ya sella el vástago?

Es un buffer de fallas, no un duplicado. Si falla una soldadura de fuelle o una convolución, el empaque de grafito mantiene la unión hasta el siguiente apagado, y es la capa que una prueba de helio o una prueba de ciclo ISO 15848-1 pueden verificar de forma independiente.

 

¿Qué establece el límite de temperatura de una válvula de compuerta sellada con fuelle?

La aleación del fuelle y la empaquetadura, no el cuerpo. Un cuerpo de acero al carbono está tabulado a 538 grados en ASME B16.34, pero la nota (1) advierte sobre la conversión de grafito por encima de 425 grados, por lo que 425 grados es el techo de trabajo para la construcción estándar de acero al carbono.

 

¿Se puede utilizar una válvula de compuerta sellada con fuelle en servicio de vacío?

Sí. Sin un sello de vástago deslizante, no hay camino para que el aire ingrese a la línea, siempre que la junta del casquete y las soldaduras del fuelle estén probadas con helio y el cuerpo esté clasificado para la caja de presión externa.

 

¿Cómo se detecta una falla de fuelle antes de que se convierta en un lanzamiento?

A través de un puerto indicador debajo de la brida del capó, o entre las capas de un fuelle de dos capas. Las fugas de una capa interior defectuosa salen a través de ese puerto en lugar del vástago, lo que convierte una liberación no planificada en un cambio de fuelle programado.

 

¿Qué documentos se suministran con la válvula?

Un certificado de molino EN 10204 3.1, un registro de pruebas de helio para las soldaduras de ambos fuelles, un plan de inspección y pruebas, un plano de disposición general y un manual de instalación y mantenimiento. Cuando el pedido lo requiere, se agregan un informe de prueba ISO 15848-1 y una declaración de cumplimiento NACE MR0175.

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