Válvula de globo criogénica

Válvula de globo criogénica

¿Qué es una válvula de globo criogénica?

Una válvula de globo criogénica es un tipo de válvula de globo destinada a utilizarse en aplicaciones muy frías. Estas válvulas las utilizan sobre todo las empresas que trabajan con gas natural comprimido o gas natural licuado para estrangular, abrir o cerrar el flujo de fluidos. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas diseñan estas válvulas de forma que puedan transportar y almacenar los productos criogénicos de forma eficiente y segura. Algunas de las válvulas de globo criogénicas están pensadas para trabajar a temperaturas muy bajas, como -250^o C, y a altas presiones, como 750 psi. También hay otras versiones de válvulas de globo criogénicas que pueden trabajar tanto para bajas temperaturas como para altas temperaturas de hasta 120^o C. Estos tipos de válvulas de globo criogénicas que trabajan tanto para bajas como para altas temperaturas están diseñadas con una amplia gama de combinaciones de materiales y conexiones finales que garantizan un funcionamiento fiable a dichas temperaturas. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas diseñan estas válvulas con asientos metálicos o con asientos blandos. Los asientos metálicos están hechos de materiales metálicos como el bronce y el acero. Los asientos blandos se fabrican con materiales blandos como el caucho o el plástico. La elección de los materiales del asiento depende principalmente de los niveles de temperatura y del tipo de fluido que se va a transportar a través de la válvula de globo criogénica.

Figura: Válvula de globo criogénica.

Componentes de una válvula de globo criogénica

Volante/actuador

Es el componente de una válvula de globo criogénica donde el operador de la válvula aplica la fuerza para abrir o cerrar el flujo de fluido. El volante se utiliza para las válvulas de globo criogénicas manuales. En el caso de las válvulas de globo criogénicas automáticas, existe un actuador de válvula. El actuador se encarga de determinar cuándo se debe cerrar o abrir el flujo de fluido, así como de proporcionar la fuerza necesaria para abrir o cerrar la válvula. Los actuadores que pueden utilizarse son hidráulicos, eléctricos o neumáticos.

Cuerpo de la válvula

El cuerpo de la válvula es el componente de una válvula de globo criogénica ic que se utiliza para albergar las partes internas de la válvula. El cuerpo de la válvula está hecho de un material metálico resistente, como el acero al carbono, el acero inoxidable y la fundición dúctil, entre otros. Los materiales metálicos de alta resistencia garantizan que el cuerpo de la válvula sea lo suficientemente fuerte como para que ésta pueda soportar las altas presiones asociadas al flujo de fluidos.

Capó

Es el componente de una válvula de globo criogénica que se utiliza para proteger el vástago y la empaquetadura del mismo. El bonete se coloca sobre el cuerpo de la válvula y ambos se conectan mediante tornillos, soldaduras o pernos para garantizar que no haya fugas de fluido a través de la conexión. El bonete y el cuerpo están hechos del mismo material metálico para garantizar la homogeneidad al apretar la conexión.

Vástago

Es el componente de una válvula de globo criogénica que se utiliza para conectar el volante o actuador al disco. El vástago también es responsable de transmitir la fuerza necesaria para abrir o cerrar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas diseñan el vástago con roscas que ayudan a convertir el movimiento rotatorio en movimiento lineal que necesita el disco de la válvula para abrir o cerrar la válvula.

Disco

Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas utilizan el disco para estrangular, abrir y cerrar el flujo de fluido. El disco recibe la fuerza para abrir o cerrar el flujo de fluido del volante o del actuador a través del vástago de la válvula.

Asientos

Es la parte de una válvula globo criogénica en la que encaja el disco para poder cerrar el paso del fluido. El asiento proporciona una superficie de cierre uniforme, reemplazable y estable.

Embalaje

La empaquetadura se refiere a un material de sellado que se utiliza para cubrir el vástago de la válvula para evitar la fuga de fluidos en el bonete. La empaquetadura está hecha de diferentes materiales desgastados, como el grafito y el PTFE, entre otros. Estos materiales de la empaquetadura se desgastan después de un cierto período y, por lo tanto, deben ser reemplazados para evitar la fuga de fluidos.

Figura: Componentes de una válvula de globo criogénica.

¿Cómo funciona una válvula de globo criogénica?

Una válvula de globo criogénica funciona utilizando el disco de la válvula para regular, abrir o cerrar el flujo de fluido. La capacidad de funcionamiento del disco proviene del volante o actuador de la válvula. El disco está conectado al volante, de modo que cuando éste gira, el movimiento de rotación se convierte en movimiento lineal mediante las roscas del vástago de la válvula, haciendo que el disco se mueva hacia arriba o hacia abajo para abrir o cerrar el flujo de fluido. Para abrir una válvula de globo criogénica, el volante se gira en sentido contrario a las agujas del reloj. Esto hace que el vástago gire en la misma dirección mientras se mueve hacia arriba. De este modo, el disco que está conectado al vástago se desplaza hacia arriba dejando espacio para que el fluido fluya a través de la válvula de globo criogénica. Para cerrar la válvula, el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj haciendo que el vástago gire mientras se mueve hacia abajo. Esto hace que el disco se desplace hacia abajo hasta cerrar completamente el flujo de fluido. Las válvulas de globo criogénicas se mantienen cerradas para ayudar a mantener los medios seguros y protegidos.

Figura: Funcionamiento de una válvula de globo criogénica.

Tipos de válvulas de globo criogénicas

Válvula de globo criogénica con extremo roscado

Es el tipo de válvula de globo criogénica que se conecta al sistema de tuberías mediante roscas. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas con extremo roscado diseñan estas válvulas de manera que si la válvula tiene roscas macho, el sistema de tuberías tiene roscas hembra y viceversa. La conexión roscada se utiliza en las válvulas de globo criogénicas de pequeño tamaño. Estas válvulas son rápidas y fáciles de montar. Sin embargo, los fabricantes de válvulas de globo criogénicas recomiendan estas válvulas para su uso en aplicaciones de baja presión y bajo coste.

Figura: Válvula de globo criogénica de extremo roscado.

Válvulas de globo criogénicas con bridas

Esta es una válvula de globo criogénica que tiene bridas en los puertos de entrada y salida. Tanto la válvula como la tubería tienen bridas con agujeros. Las dos bridas de la válvula de globo criogénica y la tubería se conectan mediante pernos y tuercas. También se coloca una junta entre las dos bridas para ayudar a mejorar un sello hermético libre de fugas de fluido. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas con bridas fabrican estas válvulas para su uso en aplicaciones de alta presión. Las válvulas de globo criogénicas con bridas son fáciles de instalar, montar y desmontar. Sin embargo, estas válvulas son más pesadas que las de extremo roscado debido a los tornillos y tuercas utilizados, así como a los extremos con bridas.

Figura: Válvula de globo criogénica con bridas.

Válvula de globo criogénica de extremo soldado

Se trata de una válvula de globo criogénica que se conecta a la tubería mediante un método de soldadura. Después de soldar la válvula y la tubería, el perímetro de la soldadura se comprueba mediante un método de prueba no destructivo para garantizar que ningún defecto pueda causar una fuga de fluido mientras la válvula está en uso. Este tipo de válvula garantiza una conexión fiable y libre de fugas de fluido incluso cuando la válvula transporta fluidos a alta presión. Sin embargo, las válvulas de globo criogénicas con extremos soldados no pueden desmontarse en caso de que se produzca algún fallo.

Figura: Válvula de globo criogénica de extremo soldado.

Válvula de globo criogénica manual

Se trata de una válvula de globo criogénica que se acciona manualmente. Es el tipo de válvula de globo criogénica que tiene un volante en el que el operador de la válvula aplica la fuerza para abrir, regular o cerrar el flujo de fluido. Las válvulas de globo criogénicas manuales son más baratas que las automáticas. Sin embargo, estas válvulas tienden a ser una preocupación de seguridad para el operador de la válvula porque en caso de cualquier fuga o mal funcionamiento el operador puede resultar gravemente herido. Además, las válvulas de globo criogénicas manuales no son adecuadas para su uso cuando la válvula debe abrirse y cerrarse con frecuencia. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas recomiendan estas válvulas para un uso en el que la válvula no se accione con demasiada frecuencia, ya que pueden cansar mucho al operario de la válvula y, por tanto, realizar un trabajo deficiente.

Válvulas de globo criogénicas automáticas

Se trata de una válvula de globo criogénica que se acciona mediante un actuador de válvula. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas automáticas diseñan estas válvulas con sensores que ayudan a determinar cuándo abrir, regular o cerrar el flujo de fluido. El actuador también se encarga de proporcionar el par necesario para accionar la válvula. La cantidad de par necesaria varía de una válvula a otra y depende del nivel de presión del fluido. Con una válvula de globo criogénica automática, no es necesario un operador de válvula. Además, este tipo de válvula ayuda a reducir los riesgos para la salud que podrían producirse debido a las lesiones del operario de la válvula cuando ésta funciona mal o en caso de fuga de fluido. Sin embargo, las válvulas de globo criogénicas automáticas son más caras en comparación con sus homólogas manuales.

Aplicaciones de las válvulas de globo criogénicas

• Las válvulas de globo criogénicas se utilizan en la industria médica.
• Se utilizan en el transporte de gas natural licuado en la industria petrolera.
• Estas válvulas se utilizan en el transporte de gas o aire comprimido.
• Las válvulas de globo criogénicas se utilizan en la separación del aire.
• Se utilizan en las industrias químicas.
• Las válvulas de globo criogénicas se utilizan en las industrias de investigación y desarrollo.

Ventajas de las válvulas de globo criogénicas

• Las válvulas de globo criogénicas son útiles en diferentes aplicaciones industriales.
• Estas válvulas funcionan con mayor rapidez, a diferencia de otras válvulas criogénicas como las de compuerta.
• Las válvulas de globo criogénicas pueden ser automáticas o manuales.
• Estas válvulas están libres de fugas de líquido.
• Son duraderas, ya que pueden utilizarse durante largos periodos de tiempo y ofrecen una buena relación calidad-precio.
• Estas válvulas pueden repararse si se dañan o se desgasta algún componente.
• Las válvulas de globo criogénicas son adecuadas para regular el flujo de fluidos.

Desventajas de las válvulas de globo criogénicas

• Las válvulas de globo criogénicas son muy sensibles, por lo que en caso de fuga pueden causar graves peligros y daños excesivos.
• Las válvulas de globo criogénicas son más pesadas que otras válvulas, como las de bola.
• Las válvulas de globo criogénicas no son lo suficientemente eficaces, ya que tienen una gran pérdida de presión.
• Estas válvulas son más complicadas y caras en comparación con otras.

Solución de problemas de la válvula de globo criogénica

Fuga de líquido a través de las conexiones cuerpo-tubo

• Junta de conexión desgastada. Sustituya la junta.
• Pernos o tornillos de conexión flojos. Apriete la conexión según las instrucciones del fabricante de la válvula de globo criogénica.

Fuga a través de la empaquetadura del vástago

• La empaquetadura del vástago está desgastada o dañada. Sustituya la empaquetadura del vástago.
• Tuerca de la empaquetadura floja. Apriete la tuerca de la empaquetadura según las instrucciones del fabricante de la válvula de globo criogénica.

Fuga a través del cuerpo de la válvula

• Daños por impacto. Póngase en contacto con el fabricante de la válvula de globo criogénica para obtener más detalles.

La válvula es difícil de abrir o cerrar

• Hay materiales extraños atascados en la válvula. Desmonte la válvula según las instrucciones del fabricante de la válvula de globo criogénica y elimine los materiales extraños que haya en la válvula.
• Las roscas del vástago están dañadas. Sustituya el vástago.
• El vástago está doblado. Rectifique o sustituya el vástago.

Resumen

Una válvula de globo criogénica es un tipo de válvula que se utiliza para aplicaciones de muy baja temperatura. Estas bajas temperaturas pueden ser de hasta -250^o C. Los fabricantes de válvulas de globo criogénicas diseñan estas válvulas para su uso en la estrangulación, apertura y cierre del flujo de fluidos. Las válvulas de globo criogénicas se fabrican con materiales metálicos resistentes como el acero al carbono, el acero inoxidable, la fundición dúctil y el bronce, entre otros. Estos materiales se utilizan para fabricar el cuerpo de la válvula, el bonete, el vástago y el disco. Esto ayuda a que la válvula se mantenga fuerte para que pueda soportar la alta presión asociada al fluido. Hay varios tipos de válvulas de globo criogénico que incluyen válvulas de globo criogénico de extremo roscado, válvulas de globo criogénico de extremo embridado, válvulas de globo criogénico de extremo soldado, válvulas de globo criogénico automáticas y válvulas de globo criogénico manuales. Las válvulas de globo criogénicas se utilizan en diversas aplicaciones como la industria médica, la investigación y el desarrollo, el gas natural licuado, el gas comprimido, los productos químicos y la separación de aire, entre otros. Las ventajas de utilizar válvulas de globo criogénicas son la ausencia de fugas, la buena capacidad de estrangulación, el funcionamiento rápido, el funcionamiento automático o manual, la durabilidad y la versatilidad. Sin embargo, las válvulas de globo criogénicas se utilizan para controlar el flujo de fluidos sensibles que, en caso de cualquier fuga, pueden causar graves peligros y daños excesivos. Además, estas válvulas emplean un diseño complicado que hace que no sólo sean pesadas, sino que también tengan caídas de presión elevadas.