1. ¿Qué es una válvula de tapón?
Una válvula de tapón es una válvula de cuarto-de vuelta en la que un tapón cilíndrico o cónico con un pasaje perforado gira dentro del cuerpo de la válvula para abrir o cerrar la ruta del flujo. Gire el tapón 90 grados y el orificio se alineará con la tubería - completamente abierta; gírelo hacia atrás y la cara sólida del enchufe bloqueará el puerto - completamente cerrado. Debido a que el tapón puede tener dos, tres, cuatro o incluso más puertos, las válvulas de tapón también son la opción clásica para desviar, mezclar o distribuir flujo entre múltiples líneas. Su forma compacta, su bajo número de piezas y su sellado confiable los han mantenido en servicio durante más de un siglo en distribución de gas, refinerías, plantas de coque, líneas de lodos y plantas químicas. Hoy en día, están diseñadas según API 599 (válvulas de tapón con asiento metálico-), con clasificaciones de presión según ASME B16.34 y dimensiones cara-a-cara según ASME B16.10, y diseños no-lubricados cubiertos por MSS SP-78.
2. Clasificación por Diseño de Sellado
| Tipo | Mecanismo de sellado | Ventajas | Deber típico |
|---|---|---|---|
| Válvula de tapón lubricada | Se inyecta sellador (grasa) bajo presión entre el tapón y el cuerpo. | Par de funcionamiento muy bajo; sellador renueva el sello en servicio | Gas a alta-presión, hidrocarburos, oleoductos |
| Válvula de tapón no-lubricada | Elevación mecánica: el tapón se levanta ligeramente antes de girar, liberando el sello. | Sin sistema de sellado, bajo mantenimiento, cierre hermético | Servicio industrial general, líquidos y gases. |
| Válvula de tapón con manguito | Un manguito (generalmente PTFE) recubre el orificio del cuerpo; el tapón sella contra el manguito | Excelente resistencia a la corrosión, hermético-a las burbujas, bajo torque, sin lubricación | Productos químicos corrosivos, productos farmacéuticos, alimentos. |
| Válvula de tapón excéntrica | El enchufe descentrado-gira hacia un asiento elevado sin rozar | Resiste la abrasión de lodo, sin obstrucciones-y cierre hermético con sólidos | Lodos, aguas residuales, pulpa, medios abrasivos |
Si su servicio es limpio y de alta-presión, una válvula lubricada proporciona el torque más bajo y un sello-renovable. Si el mantenimiento debe ser mínimo o el medio es corrosivo, un diseño con manga o sin-lubricación suele ser la mejor opción. Si hay sólidos presentes, las válvulas de tapón excéntrico superan a todas las demás opciones de cuarto de vuelta en muchos servicios de lodos.
3. Clasificación por configuración de puertos
El patrón de orificio define lo que puede hacer la válvula:
2 vías (puerto único):aislamiento de encendido/apagado simple - la configuración más común.
3-vías (puerto L):El orificio en forma de L- conecta dos de tres puertos a la vez, desviando el flujo de una línea a otra.
3-vías (puerto T):el orificio en forma de T-puede conectar los tres puertos simultáneamente, lo que permite la mezcla o distribución del flujo.
4-vías y multipuerto:Se utiliza en circuitos de inversión (p. ej., conmutación de filtros, inversión de intercambiador de calor-) y colectores complejos.
Especifique el diagrama de puertos, no solo "3-vías", porque el puerto L-y el puerto T-no son intercambiables; el mismo cuerpo de válvula puede transportar cualquiera de los dos, y la elección incorrecta no producirá el esquema de flujo que su proceso necesita.
4. Clasificación por conexión y material del cuerpo.
Las conexiones siguen la tubería: válvulas de tapón bridadas (según ASME B16.5 o EN 1092-1) para diámetros grandes y fácil mantenimiento; conexiones roscadas para diámetros pequeños y servicios de baja-presión; extremos de soldadura a tope-o a encaje-para uniones permanentes y de alta-integridad. El material del cuerpo controla la presión-temperatura: el hierro fundido (por ejemplo, ASTM A126) se adapta al servicio general de baja-presión; el acero al carbono fundido (WCB según ASTM A216) cubre tareas de alta-presión y media-temperatura; el acero inoxidable (CF8/CF8M según ASTM A351) proporciona resistencia a la corrosión para servicios químicos y sanitarios; y aleaciones especiales o cuerpos revestidos (revestidos de PTFE-) manejan medios agresivos. Tenga en cuenta que las superficies de ajuste - tapón, vástago y asiento - deben especificarse por separado del cuerpo: por ejemplo, un cuerpo de acero al carbono con tapón de acero inoxidable y una funda de PTFE es una combinación común y rentable para tareas químicas.
5. Válvula de tapón versus válvula de bola: cómo elegir
Las válvulas de bola dominan las modernas funciones de cuarto de vuelta-de uso general-, pero las válvulas de tapón conservan nichos claros. Las válvulas de bola ofrecen menor torque, menor peso y menor costo en la mayoría de los servicios estándar de agua y procesos. Las válvulas de tapón ganan cuando: (1) se necesitan patrones de flujo de puertos múltiples (una válvula de tapón de 3- o 4-vías es más simple y económica que un colector de válvula de bola-); (2) el sellado debe renovarse en servicio (válvulas de obturador lubricadas); (3) hay presentes lodos y sólidos (las válvulas de obturador excéntrico resisten la obstrucción y la abrasión); y (4) un orificio recto, de baja-restricción con un diseño de cuerpo simple es importante. Para un servicio automatizado de ciclo alto, compare cuidadosamente los requisitos de torque del actuador: las válvulas de tapón generalmente necesitan un torque de apertura mayor que las válvulas de bola equivalentes.
6. Puntos clave de selección, operación y mantenimiento
Primero los estándares:especifique API 599 para válvulas de tapón metálico, MSS SP-78 para diseños no-lubricados, ASME B16.34 para clasificaciones de presión-temperatura y el requisito de seguridad contra incendios aplicable (por ejemplo, API 607) para servicio de hidrocarburos.
Disciplina de lubricación:las válvulas de tapón lubricadas necesitan un programa de inyección de sellador-programado - una válvula seca tendrá fugas y eventualmente se atascará. Documente el tipo de sellador y el intervalo para el operador.
Torque y actuación:las válvulas de tapón pueden requerir un par de apertura significativamente mayor que las válvulas de bola del mismo tamaño, especialmente después de largos períodos estáticos; Tamaño de las llaves manuales o actuadores (ISO 5211) según corresponda.
Verifique la portabilidad:confirme el diagrama de puertos (L/T/multi) y la posición del indicador "abierto" en el vástago del obturador con el proveedor antes de la fabricación. - las válvulas de obturador no dan ninguna indicación visual de flujo a través del cuerpo.
Concepto erróneo común:"una válvula de obturador puede estrangular" - la mayoría de las válvulas de obturador están diseñadas para funcionar dentro y fuera de servicio; La estrangulación de una válvula de obturador estándar erosiona las superficies de sellado. Utilice un diseño caracterizado/regulador si se requiere modulación.
7. Preguntas frecuentes
Una válvula de obturador lubricada se basa en un sellador inyectado entre el obturador y el cuerpo para lograr sellado y un par bajo; una válvula no-lubricada levanta ligeramente el tapón antes de girar, liberando el sello mecánicamente - sin sistema de sellador, menos mantenimiento.
Una válvula de obturador con manguito tiene un manguito de PTFE (u otro polímero) que recubre el orificio del cuerpo; el tapón sella contra el manguito, lo que proporciona un cierre hermético-, una excelente resistencia a la corrosión y un torque bajo - ideal para servicios químicos y sanitarios.
Un puerto L- conecta dos de los tres puertos a la vez (desvío de flujo); un puerto T-puede conectar los tres simultáneamente (mezcla o distribución de flujo). Especifique el diagrama de portabilidad con su pedido.
API 599 cubre válvulas de tapón metálico (bridadas y roscadas); MSS SP-78 cubre válvulas de tapón no-lubricadas; ASME B16.34 define las clasificaciones de presión-temperatura; Las válvulas de tapón a prueba de incendios se prueban según API 607.
Para patrones de flujo de múltiples-puertos, lodos y medios abrasivos (diseño excéntrico), servicios que necesitan sellado renovable (diseño lubricado) o donde se prefiere un cuerpo compacto simple con un orificio recto.
Las válvulas de tapón estándar son dispositivos de encendido/apagado; la apertura parcial expone las superficies de sellado del obturador y del cuerpo a la erosión. Para estrangular, seleccione un diseño regulador/caracterizado o utilice otro tipo de válvula.
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