Introducción a las válvulas de compuerta

Las válvulas de compuerta (GV) se utilizan específicamente en aplicaciones de aislamiento en varios sistemas de tuberías. Y operan en las posiciones completamente abiertas o completamente cerradas.

Al igual que otros tipos de válvulas de aislamiento, como la válvula de bola, la válvula de tapón, la válvula de pistón, la válvula de diafragma, la válvula de mariposa, la válvula de presión, las válvulas de compuerta también son válvulas de aislamiento.

Las válvulas de compuerta son válvulas de cierre bidireccionales multiusos para aplicaciones comerciales e industriales. La acción de cierre se logra moviendo la cuña en dirección vertical hacia arriba / abajo en el cuerpo de la válvula, debido a su capacidad para cortar líquidos.

No se recomiendan para fines de regulación, ya que la mayor parte del cambio de flujo se produce cerca del cierre con una velocidad de fluido relativamente alta que causa desgaste del disco y el asiento y eventuales fugas.

Las válvulas de compuerta están disponibles con una variedad de tipos de capó, materiales de cuerpo y moldura y empaques de vástago, además de una amplia gama de clases de presión y conexiones de extremo, incluidos cuerpos extendidos.

Las válvulas de compuerta típicas tienen varias partes que podrían identificarse como

Válvulas de compuerta

Cuerpo:

El cuerpo de las válvulas de compuerta se une al recipiente o tubería. La clasificación del cuerpo podría hacerse dependiendo de las conexiones finales como se indicó anteriormente. El cuerpo también podría especificarse en función del material de construcción del mismo.

El espesor de pared y las dimensiones de extremo a extremo/cara a cara de la carrocería se ajustarán al código reglamentario para el que está diseñada.Las bridas de los extremos se fundirán integralmente o forjarán con el cuerpo. También se puede unir mediante soldadura, si así se especifica. La conexión de extremo se ajustará a la potencia especificada. La conexión con bridas se ajustará a ASME B 16.5 o a cualquiera de las normas de bridas.

La conexión del extremo de soldadura a tope será con ASME B 16.25 o cualquier otra preparación del extremo requerida. La conexión de soldadura/tornillo de zócalo será conforme a ASME B 16.11 o a cualquier otro estándar equivalente. El cuerpo puede tener una conexión auxiliar, como desagües, conexiones de derivación, etc.

Capó:

El capó se clasifica en función de la fijación del mismo al cuerpo. El tipo de conexiones que normalmente se adoptan son atornilladas, selladas con fuelle,atornilladas, Soldadas, Unidas, selladas a presión, etc.La conexión atornillada deberá ser con bridas, macho y hembra, lengüeta y ranura o junta de tipo anillo. En válvulas de baja presión nominal, puede ser de cara plana. La junta del capó se selecciona para adaptarse a la conexión del capó del cuerpo. Puede ser de metal sólido corrugado o plano, con camisa de metal corrugado o plano, relleno de asbesto, junta de anillo de metal, relleno de asbesto en espiral, asbesto comprimido de anillo plano para aplicaciones de baja presión, teflón o teflón relleno para aplicaciones corrosivas.Los capós sellados con fuelle se pueden atornillar o soldar al cuerpo. Estos se seleccionan para servicios muy críticos, como la aplicación nuclear y los servicios de muy alta temperatura y letales. El capó atornillado se utiliza para aplicaciones de muy baja prioridad y válvulas de pequeño tamaño.

Cuña:

Esta es la parte que facilita el servicio por su movimiento hacia arriba y hacia abajo. El tipo de cuñas se clasifica como
• Cuña lisa sólida
• Cuña flexible sólida
• Cuña dividida
Cuando el disco sólido está encajado en el asiento del cuerpo rígido y la válvula sufre cambios de temperatura, la cuña se atasca en el asiento. Por lo tanto, el diseño de cuña flexible y cuña dividida se desarrolla para superar esta dificultad.
Normalmente, la cuña lisa sólida se denomina cuña sólida y la cuña dividida se denomina cuña flexible. El diseño se altera ligeramente con los fabricantes, aunque la base sigue siendo la misma.El diseño de cuña flexible se sigue para los tamaños de válvula de 50 NB y superiores. Las válvulas 40 NB y inferiores están disponibles solo en diseño de cuña sólida. El diseño de cuña flexible es superior, ya que no se atasca durante las operaciones de alta temperatura. El material de la cuña debe ser al menos de la misma calidad que el del cuerpo. En el caso de los anillos de asiento integrales, la circunferencia de la cuña se deposita con material de calidad superior. En válvulas más pequeñas, toda la cuña se fabricará de material superior.

Tallo:

El vástago conecta el volante y la cuña para las operaciones. El diseño puede tener vástago ascendente y vástago no ascendente. El vástago se acciona girando la tuerca del vástago con una rueda manual montada en la parte superior del yugo. En el diseño de vástago ascendente, el vástago se mueve hacia arriba junto con la cuña para abrirse.

Esto se llama el tipo de diseño OS & Y ( Tornillo exterior y yugo). En caso de vástago no ascendente, la cuña se mueve hacia arriba y hacia abajo y el vástago está estacionario. Esto se llama diseño de tornillo interior.
Normalmente, el material de barra o la forja se utilizan para la construcción del vástago.

Glándula, brida de glándula, Embalaje y linterna:

Hay dos tipos de diseños de glándulas posibles, de una sola pieza y de dos piezas. En el diseño de dos piezas, habrá brida de glándula y un seguidor. El seguidor tendrá un extremo esférico que facilita la alineación adecuada del seguidor y la carga en el embalaje. En una sola pieza, la glándula y el seguidor serán fundidos integrales. Este diseño se utiliza principalmente en válvulas de baja presión. Normalmente, el seguidor de glándulas será de material superior a la brida de la glándula. Las bridas de prensaestopas normalmente están hechas solo de acero al carbono. Las glándulas están atornilladas al capó con pernos para los ojos de las glándulas.Los códigos reglamentarios especifican que la caja de relleno debe acomodar un mínimo de seis anillos de embalaje para válvulas de clase 150. En cuanto a las válvulas de clasificación superior, debe tener un anillo de linterna con cinco anillos de embalaje arriba y dos anillos de embalaje debajo de la linterna. No se proporciona linterna para válvulas de clase 150. La linterna se proporciona para una calificación más alta si es necesario. Cuando se proporcione una linterna, la caja de relleno deberá estar provista de dos orificios tapados. El material de la linterna deberá tener una resistencia a la corrosión igual a la del cuerpo.
Normalmente, el embalaje es de asbesto trenzado con inhibidor de corrosión adecuado. Cuando se utiliza un embalaje especial, como «Grafoil», el número de anillos de embalaje requeridos será mayor. Para acomodar más anillos de empaque, también se modifica la longitud de la glándula. Este diseño se llama
el diseño de «Glándula profunda». Esto se utiliza para los servicios de alta temperatura. Pero esto no puede satisfacer el estándar de emisiones fugitivas de la EPA de < umbral de 500 ppm. Por lo tanto, la reducción frecuente de las emisiones de gases de efecto invernadero dará lugar a gastos excesivos.

Anillos de asiento:

Hay dos tipos de diseños posibles en los anillos de asiento. Son lo integral y renovable. En el caso de los anillos de asiento renovables, puede roscarse, enrollarse o soldarse. En el caso de los anillos de asiento integrados, el material del asiento se suelda directamente sobre el cuerpo de la válvula. La dureza mínima especificada por el código para este material es de 250 HB, con un diferencial mínimo de 50 HB entre los asientos de la carrocería y de la puerta, siendo el asiento de la carrocería más duro.La disposición del asiento trasero se proporciona para volver a empacar la caja de relleno cuando la puerta está en posición completamente abierta. El vástago tendrá una superficie integral cónica o esférica del asiento trasero para asentarse contra el asiento trasero del capó.

Yugo y casquillo de yugo:

El yugo puede estar integrado o separado del capó. Cuando el yugo es integral, la tuerca del vástago debe ser extraíble sin quitar el capó. El yugo debe tener el mismo material de construcción que el de la carcasa. El casquillo de yugo es normalmente un material resistente a Ni. Esto es para evitar el desgarro del vástago, ya que el vástago normalmente será de una aleación de níquel.

Rueda de mano y tuerca de rueda de mano:

La rueda de mano se fija al vástago mediante una tuerca roscada de la rueda de mano. La flecha que señala la dirección para abrir la válvula estará marcada con la palabra «abrir», «cerrar» o «cerrar» a menos que el tamaño lo haga impracticable. Las válvulas se cerrarán girando el volante en el sentido de las agujas del reloj.El material de construcción de la rueda manual será de hierro maleable, acero al carbono, hierro nodular o hierro dúctil. El hierro fundido no se refiere. La tuerca será de acero al carbono o acero inoxidable.Cuando la posición instalada de la válvula es tal que la rueda manual no es accesible, las ruedas manuales se sustituyen por ruedas de cadena y la válvula se acciona con cadenas. Para válvulas de gran diámetro donde el par de operación es alto, se proporciona una disposición de engranajes para facilitar el funcionamiento. En su mayoría, se adopta un equipo de engranaje cónico. Si se requiere un funcionamiento remoto de la válvula, esto podría lograrse a través del motor con interruptores. La selección adecuada de la unidad de accionamiento debe hacerse en función de los servicios.

Atornillado:

Normalmente se utilizan pernos de alta resistencia para pernos de capó y pernos con bajo contenido de carbono para pernos de prensaestopas y yugo. Los pernos de prensaestopas son normalmente pernos con bisagras con tuercas hexagonales.

Puerto de válvula:

El tamaño de la válvula se especifica por el tamaño de la conexión del extremo o el extremo del cuerpo. El puerto o el orificio es el paso a través de la válvula.Existen dos tipos de diseños de puertos posibles en válvulas de compuerta, de diámetro completo y de diámetro reducido. En caso de agujero completo, el área neta del agujero a través del asiento será lo más posible igual al tamaño nominal del tubo. Para válvulas de puerto reducido, el diámetro del puerto es normalmente un tamaño menor que el tamaño del extremo.
Las válvulas de compuerta de diseño compacto de diámetro pequeño (1/2 – 1/2 pulgada) son según API 602 o BS 5352. A menos que se solicite específicamente el diseño de orificio completo, los fabricantes suministran las válvulas de orificio reducido. Las válvulas de compuerta de diseño de diámetro completo también están cubiertas en BS 5352. En el diseño de orificio completo, el área neta del asiento pasante del orificio será equivalente a la de los tubos Sch 80 para las válvulas de clase 800 y a la de los tubos Sch 160 para las válvulas de clase 1500. En ningún caso se aceptará menos del 90% de la cifra anterior según el código.