4 bolas de tensión
El material de sellado de asientos más importante paraválvulas de bolaEl politetraoxietileno (PTFE) es sensible a casi todas las sustancias químicas y posee un bajo coeficiente de fricción, un rendimiento estable, resistencia al envejecimiento, un amplio rango de temperatura de aplicación y excelentes características de sellado. Sin embargo, las propiedades físicas del PTFE, como su alto coeficiente de expansión, sensibilidad al flujo en frío y baja conductividad térmica, exigen que el diseño de los sellos de asiento de válvula se centre en estas características. El material plástico del sello de asiento de válvula también incluye PTFE reforzado, nailon y muchos otros materiales. No obstante, cuando el material de sellado se endurece, la fiabilidad del sello se ve comprometida, especialmente en el caso de una baja diferencia de presión. Además, el caucho sintético, como el caucho butílico, también puede utilizarse como material de sellado para asientos de válvula, pero su rango de temperatura y medio de aplicación es limitado. Asimismo, si el medio no está lubricado, el uso de caucho sintético puede provocar el atasco de la bola.
Para satisfacer los requisitos de uso en aplicaciones industriales como alta temperatura, alta presión, fuerte erosión y larga vida útil, las válvulas de bola selladas con metal han experimentado un gran desarrollo en los últimos diez años. Especialmente en países industrializados desarrollados, como Estados Unidos, Italia, Alemania, España y los Países Bajos, la estructura de la válvula de bola ha mejorado continuamente, y han aparecido válvulas de bola de cuerpo totalmente soldado para enterramiento directo, válvulas de bola de elevación y válvulas de bola para oleoductos de larga distancia, equipos de refinación de petróleo, etc. Su uso en el campo industrial es cada vez más extendido, con la aparición de válvulas de bola de gran diámetro (3050 mm), alta presión (70 MPa) y amplio rango de temperatura (-196~8159 °C), lo que ha llevado la tecnología de la válvula de bola a un nuevo nivel.
5. Diseño y fabricación de válvulas de bola
Gracias a la aplicación del diseño asistido por computadora (CAD), la fabricación asistida por computadora (CAM) y el sistema de fabricación Mulberry (FMS) en la industria de válvulas, el diseño y la fabricación de válvulas de bola han alcanzado un nivel completamente nuevo. No solo se ha innovado por completo el método de cálculo del diseño de válvulas, sino que también se ha reducido el trabajo de diseño rutinario, pesado y repetitivo del personal técnico y profesional, lo que permite a los técnicos dedicar más energía a la mejora, el rendimiento del producto y el desarrollo de nuevos productos, acortando así el ciclo de investigación y desarrollo. Esto mejora la productividad laboral de forma integral, y en el proceso de investigación y desarrollo de la válvula de bola de sellado metálico de tipo vástago elevador, gracias a la aplicación de CAD/CAM, ha aparecido una varilla ancha espiral plana fabricada mediante diseño asistido por computadora y máquinas herramienta CNC asistidas por computadora, que es un sello metálico. La válvula de bola no presenta rayones ni desgaste durante el proceso de apertura y cierre, lo que mejora considerablemente el rendimiento de sellado y la vida útil de la válvula de bola. Cuando la válvula de bola está completamente abierta, la resistencia al flujo es mínima, casi nula, por lo que se utiliza ampliamente en oleoductos y gasoductos debido a la facilidad de limpieza. Gracias a que la bola se limpia durante la apertura y el cierre, la mayoría de las válvulas de bola pueden utilizarse en fluidos con partículas sólidas en suspensión. Dependiendo del material del anillo de sellado, también pueden utilizarse en fluidos en polvo y granulados.
6 ocasiones de aplicación de la válvula de bola
Dado que la válvula de bola suele utilizar caucho, nailon y politetraoxietileno como material del anillo de sellado del asiento, su temperatura de uso está limitada por dicho material. El efecto de corte del ancho de la bola se logra mediante la presión que ejerce el fluido sobre la bola metálica entre los asientos de plástico de la válvula (válvula de bola flotante). Bajo la acción de una determinada presión de contacto, el anillo de sellado del asiento de la válvula se deforma elástica y plásticamente en ciertas áreas. Esta deformación compensa la precisión de fabricación y la rugosidad superficial de la bola, garantizando así el correcto sellado de la válvula.
Además, dado que el anillo de sellado del asiento de la válvula de bola suele ser de plástico, al seleccionar la estructura y el rendimiento de la válvula de bola, es necesario considerar la resistencia al fuego y la protección contra incendios de la válvula de bola, especialmente en los sectores del petróleo, químico, metalúrgico y otros, en medios inflamables y explosivos. El uso de válvulas de bola en el sistema de equipos y tuberías de los Estados Unidos debe prestar más atención a la resistencia al fuego y la prevención de incendios.
En general, en sistemas de tuberías con una pequeña cantidad de fugas a la atmósfera, un pequeño par de operación y una pequeña resistencia al fluido, se recomiendan las válvulas de bola para un ajuste de dos posiciones, un sellado estricto, resistencia al lodo, a la abrasión, al estrechamiento del canal, una acción de apertura y cierre rápida (apertura y cierre de 1/4 de vuelta), un corte de alta presión (gran diferencia de presión), bajo nivel de ruido, cavitación y vaporización.
Las válvulas de bola también son adecuadas para sistemas de tuberías con estructura ligera, baja presión de corte (pequeña diferencia de presión) y fluidos corrosivos.
Las válvulas de bola también se pueden utilizar en dispositivos de baja temperatura (criogénicos) y sistemas de tuberías.
En el sistema de tuberías de oxígeno de la industria metalúrgica, se requieren válvulas de bola que hayan sido sometidas a un estricto tratamiento de desengrase.
Cuando es necesario enterrar las tuberías principales de los oleoductos y gasoductos, se requieren válvulas de bola soldadas de diámetro completo.
Cuando se requiere ajustar el rendimiento, se debe seleccionar una válvula de bola con una estructura especial y una abertura en forma de V.
En los sectores del petróleo, la petroquímica, la química, la energía eléctrica y la construcción urbana, las válvulas de bola selladas metal-metal pueden utilizarse en sistemas de tuberías con temperaturas de funcionamiento superiores a 200 °C.
7 Principios de aplicación de las válvulas de bola
Para oleoductos y gasoductos que necesitan limpieza y que están enterrados, utilice válvulas de bola de paso total y soldadas; para tuberías enterradas, elija válvulas de bola soldadas o con brida de paso total; para tuberías de derivación, elija conexión con brida, conexión soldada, válvula de bola de paso total o de diámetro reducido.
Para el oleoducto de transporte y los equipos de almacenamiento de petróleo refinado, utilice válvulas de bola con bridas.
Para gasoductos de gas natural y gasoductos urbanos, utilice válvulas de bola flotantes con conexión de brida y conexión de rosca interna.
En el sistema de tuberías de oxígeno del sistema metalúrgico, se debe utilizar una válvula de bola fija que haya sido sometida a un estricto tratamiento de desengrase y que tenga conexión bridada.
Para sistemas y dispositivos de tuberías de baja temperatura, se deben utilizar válvulas de bola de baja temperatura con bonete. En el sistema de tuberías de la unidad de craqueo catalítico de la refinería de petróleo, se puede optar por una válvula de bola de tipo elevador.
En los sistemas de equipos y tuberías para fluidos corrosivos como ácidos y álcalis en sistemas químicos, es recomendable utilizar válvulas de bola totalmente de acero inoxidable fabricadas con acero inoxidable austenítico y politetraoxietileno como asiento y anillo de sellado.
Las válvulas de bola con sellado metal-metal pueden utilizarse en sistemas de tuberías o dispositivos para fluidos de alta temperatura en sistemas metalúrgicos, sistemas de energía, instalaciones petroquímicas y sistemas de calefacción urbana.
Cuando se requiere regular el caudal, se puede seleccionar una válvula de bola neumática o eléctrica con accionamiento por tornillo sin fin y abertura en forma de V.