Válvulas Dúplex

¿Qué es una válvula dúplex?

Una válvula dúplex es una válvula fabricada con acero dúplex. El acero dúplex es un tipo de material de acero inoxidable con dos fases de la estructura metalúrgica: la austenita y la ferrita, en proporciones casi iguales. El material dúplex proporciona una mayor resistencia a la corrosión y una mayor solidez que el acero estándar. Así pues, las válvulas dúplex son muy resistentes en comparación con otras válvulas de acero. Teniendo en cuenta el elevado punto de fusión del dúplex, esta válvula tiene una gran resistencia térmica y, por lo tanto, es adecuada para aplicaciones de alta temperatura, como calderas y centrales eléctricas. Los fabricantes de válvulas dúplex recomiendan el uso de esta válvula en aplicaciones de alta presión debido a su gran resistencia. Funciona permitiendo, estrangulando y deteniendo el flujo de fluido. Se utiliza un componente de disco o bola para controlar el flujo de fluido. La válvula funciona como manual automática. La válvula manual tiene una manivela o volante, mientras que la automática utiliza un actuador neumático o eléctrico.

Tipos de válvulas dúplex

Válvulas de globo dúplex

Es la mejor válvula para aplicaciones de estrangulación. El diseño básico de esta válvula tiene un cuerpo de forma esférica. Un disco instalado en el interior de la válvula ayuda a detener y regular el flujo de fluido. El cuerpo de la válvula consta de dos mitades separadas por un deflector interno. Este diseño dificulta la limpieza y reparación. El diseño también conlleva una gran pérdida de presión en comparación con el resto de válvulas. Los fabricantes de válvulas dúplex tienen varios tipos de esta válvula: el patrón en Z, el patrón oblicuo y el patrón en ángulo.

Figura: Válvula de globo dúplex.

¿Cómo funciona la válvula de globo dúplex?

Una válvula de globo dúplex utiliza un volante o un actuador para mover el vástago de la válvula hacia arriba o hacia abajo para abrir o cerrar el flujo, respectivamente. El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo tanto si la válvula utiliza un volante como un actuador eléctrico o neumático. Cuando el operador de la válvula gira el volante en sentido antihorario, el vástago de la válvula gira al subir con el disco de la válvula. El movimiento del disco hacia arriba deja espacio para que el fluido fluya a través de la válvula. El vástago y el disco de la válvula se mueven hacia abajo cuando el volante gira en el sentido de las agujas del reloj. El asiento de la válvula y el disco crean un sello hermético que impide que el fluido fluya a través de la válvula.

Figura: Funcionamiento de una válvula de globo dúplex.

Ventajas de la válvula de globo dúplex

• Estas válvulas son excelentes en el cierre y la estrangulación.
• Funcionan más rápido.
• Tienen cierre hermético.

Desventajas de las válvulas de globo dúplex

• Estas válvulas son pesadas.
• Tienen una alta resistencia al flujo.

Válvula de compuerta dúplex

Esta válvula dúplex se utiliza para cerrar el paso de fluidos mediante una compuerta de cuña o rectangular. Un actuador o volante controla la compuerta a través de un componente conocido como vástago/eje. Esta válvula es una de las válvulas de aislamiento más utilizadas en los sistemas industriales. Se prefiere por su mecánica sencilla, que facilita las reparaciones. Existen varios tipos de esta válvula, como la compuerta de cuchilla dúplex, la compuerta de cuña, la compuerta de corredera paralela, la válvula de compuerta de vástago ascendente y la válvula de compuerta de vástago no ascendente, entre otras. Cada tipo tiene su ámbito de uso preferente y sus ventajas e inconvenientes.

Figura: Válvula de compuerta dúplex.

¿Cómo funciona una válvula de compuerta dúplex?

Esta válvula funciona moviendo la compuerta hacia arriba y hacia abajo para abrir y cerrar el paso del fluido respectivamente. Cuando el operador de la válvula gira el volante en el sentido contrario a las agujas del reloj varias veces, el vástago de la válvula gira en la misma dirección. Esta rotación crea un movimiento lineal ascendente en la compuerta de la válvula. Como tal, la compuerta se mueve hacia arriba, dejando abierto el paso del caudal. Cuando el operador de la válvula gira el volante en el sentido de las agujas del reloj, la compuerta de la válvula se mueve hacia abajo y crea un sello hermético con los asientos de la válvula. En este estado, la válvula está cerrada y no pasa ningún fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula de compuerta dúplex.

Ventajas de las válvulas de compuerta dúplex

• Estas válvulas tienen un diseño sencillo.
• Son fáciles de reparar.
• Tienen caídas de baja presión cuando están completamente abiertos.
• Son válvulas bidireccionales.

Desventajas de las válvulas de compuerta dúplex

• No son ideales para el estrangulamiento.
• Son más propensas al ruido y a las vibraciones que otras válvulas.

Válvula de mariposa dúplex

Se trata de una versión especial de la válvula que funciona girando el volante un cuarto de vuelta para abrir y cerrar el paso del fluido. Es una de las válvulas más fáciles de accionar. Esta válvula utiliza un disco para controlar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas dúplex diseñan esta válvula de forma que el disco se instala en el centro del paso del caudal. Este diseño hace que la válvula sea sencilla y fácil de reparar. También hace que la válvula sea ligera de peso, ya que utiliza una pequeña cantidad de material y un diseño delgado. Existen varios tipos de válvulas de este tipo: rotativas, de orejeta, concéntricas, de oblea y excéntricas.

Figura: Válvula de mariposa dúplex.

¿Cómo funciona una válvula de mariposa dúplex?

Cuando el operario gira la maneta o el volante en el sentido contrario a las agujas del reloj durante 90^o grados, el disco de la válvula gira para dejar abierto el paso del fluido. El disco está conectado al volante a través de un componente conocido como vástago o eje. Este eje transmite la fuerza de rotación de la maneta al disco. Cuando el operario gira la maneta en el sentido de las agujas del reloj otro cuarto de vuelta, el disco gira para hacer un cierre hermético con el asiento de la válvula y cerrar así el paso del fluido. Cuando el operador de la válvula necesita que ésta regule el caudal, la maneta se gira ligeramente para formar un ángulo inferior a 90^o grados, lo que permite que pase algo de caudal a través de la válvula. Los fabricantes de válvulas dúplex recomiendan utilizar esta válvula para la estrangulación en aplicaciones de baja presión.

Figura: Funcionamiento de una válvula de mariposa dúplex.

Ventajas de las válvulas de mariposa dúplex

• Estas válvulas son de pequeño tamaño y, por tanto, ligeras.
• Son adecuados para fluidos con lodos y fangos.
• Son fáciles de manejar.
• Son fáciles de instalar, limpiar y reparar.

Desventajas de las válvulas de mariposa dúplex

• El disco de la válvula está montado en el área de flujo, lo que aumenta la resistencia al flujo y, por tanto, la pérdida de presión.
• Una estanqueidad excelente es difícil en aplicaciones de alta presión.

Válvula de macho doble

Es la válvula que utiliza un obturador cónico o cilíndrico cónico. El obturador gira dentro de la válvula para regular el caudal. El obturador tiene uno o varios orificios pasantes en su centro. El fluido fluye a través de estos orificios cuando se abre la válvula. Este tipo de válvula es sencilla y fiable en aplicaciones de alta presión. La válvula funciona mediante un volante, un actuador neumático o eléctrico. Los fabricantes de válvulas dúplex producen varios tipos de válvulas dentro de esta categoría, incluidas válvulas de expansión, válvulas no lubricadas, válvulas lubricadas y válvulas multipuerto.

Figura: Válvula de obturador dúplex y sus componentes.

¿Cómo funciona una válvula de macho doble?

Esta válvula funciona girando el volante un cuarto de vuelta. El disco de la válvula está conectado al volante a través del vástago de la válvula. Cuando el volante se gira un cuarto de vuelta en sentido contrario a las agujas del reloj, el disco de la válvula gira 90 grados (^o ). Esta rotación obliga al orificio pasante del obturador a alinearse con la tubería conectada a la válvula y, por tanto, el fluido fluye a través de él. Cuando el volante se gira en sentido contrario durante otro cuarto de vuelta completo, hace que el disco gire y alinee el orificio del obturador perpendicularmente a la dirección del flujo. En este estado, la válvula está cerrada y, por lo tanto, no pasa ningún fluido, ya que el obturador y los asientos de la válvula se acoplan para formar un sello hermético.

Figura: Funcionamiento de una válvula de macho.

Ventajas de las válvulas de macho dúplex

• Estas válvulas son estancas.
• Tienen una alta resistencia adecuada para aplicaciones de alta presión.
• Sólo necesitan un cuarto de vuelta del volante para abrirse y cerrarse.
• Pueden repararse y limpiarse mientras están en el sistema de tuberías.

Desventajas de las válvulas de obturador dúplex

• Al girar el tapón se produce una elevada fricción.
• Las formas cónica y ahusada aumentan la resistencia al flujo y la caída de presión.

Válvula de retención Duplex

Este tipo especial de válvula dúplex funciona automáticamente para impedir que el fluido circule en sentido inverso. A diferencia de todas las demás válvulas mencionadas anteriormente, esta válvula no necesita volante ni actuador. Utiliza un componente de disco o bola para abrir o cerrar el flujo. Esta válvula es muy recomendable cuando el flujo inverso puede contaminar el fluido, como en el suministro de agua, sistemas de calderas, alimentos y bebidas, y productos farmacéuticos. Los fabricantes de válvulas Duplex disponen de varios tipos de esta válvula, como la válvula de retención oscilante, la válvula accionada por resorte, la válvula de retención de bola y la válvula de pie elevable, entre otras.

Figura: Válvula de retención dúplex.

¿Cómo funciona una válvula antirretorno dúplex?

Esta válvula no se acciona mediante volante o actuador. Los fabricantes de válvulas dúplex diseñan esta válvula para que abra y cierre en función de la diferencia de presión entre los lados aguas arriba y aguas abajo. Cuando la presión aguas arriba es mayor que la presión aguas abajo o cuando la bomba está funcionando, la presión del fluido actúa sobre el disco de la válvula forzándola a abrirse. Una vez abierta, el fluido sigue circulando por la válvula hasta que la bomba se detiene o la presión aguas arriba se reduce. Una vez que la bomba se detiene o la presión aguas arriba se reduce por debajo de la presión aguas abajo, el fluido intenta invertir el sentido del flujo. Sin embargo, el disco de la válvula se cierra inmediatamente e impide cualquier inversión del flujo.

Figura: Funcionamiento de una válvula de retención dúplex.

Ventajas de las válvulas antirretorno dúplex

• Esta válvula es más barata que otras válvulas como las de compuerta y las de globo.
• No necesita volante ni actuador.
• Es muy fiable.
• No hay flujo inverso.
• Baja resistencia al flujo de fluidos.

Desventajas de las válvulas antirretorno dúplex

• Se trata de una válvula unidireccional.
• No apto para caudales pulsantes.

Aplicaciones de las válvulas dúplex

Las válvulas dúplex se utilizan en muchas aplicaciones industriales por sus numerosas ventajas frente a otras válvulas. Las aplicaciones típicas de esta válvula incluyen:

• Industria del petróleo y el gas.
• Fabricación de papel y pasta de papel.
• Aplicaciones químicas y petroquímicas.
• Alimentos y bebidas.
• Industrias farmacéuticas.
• Alcantarillado y tratamiento de aguas residuales.
• Transporte municipal y doméstico de agua.
• Aplicaciones mineras.
• Centrales de vapor.
• Aplicaciones contra incendios.
• Aplicaciones marinas.

Ventajas de las válvulas dúplex

• Estas válvulas son versátiles en tamaño y, por tanto, adecuadas para caudales pequeños y grandes.
• Son versátiles en sus aplicaciones, ya que se han utilizado en casi todas las aplicaciones industriales.
• Tienen una excelente resistencia a la corrosión.
• Son resistentes, lo que las hace idóneas para aplicaciones de alta presión y alta temperatura.
• Las válvulas dúplex son resistentes al desgaste abrasivo.
• Estas válvulas son muy duraderas.

Desventajas de las válvulas dúplex

• El material dúplex es bastante caro, y por lo tanto la válvula.
• Son pesados.

Localización de averías en válvulas dúplex

El volante es difícil de manejar

• Daños en el vástago de la válvula. Repare o sustituya el vástago.
• Suciedad en el vástago de la válvula. Limpie la suciedad.

La válvula no se cierra completamente

• Suciedad en los asientos de las válvulas. Limpie la suciedad.
• Asientos desgastados. Sustituya los asientos de las válvulas.
• Disco desgastado. Sustituya el disco de la válvula.

Fuga de fluido en el interior de la válvula

• Asientos dañados o desgastados. Sustituya los asientos de las válvulas.
• Disco dañado o desgastado. Sustituya el disco de la válvula.

Fuga entre la válvula y la tubería

• Junta desgastada. Sustituya la junta.
• Presión de flujo elevada. Sustituya la válvula por una de alto caudal. La válvula debe utilizarse con el caudal y la presión recomendados por el fabricante de la válvula dúplex.

La válvula vibra mucho

• Caudal elevado. Utilice la válvula con el caudal y la presión recomendados.
• La válvula no está completamente abierta. Abra la válvula por completo.

Resumen

Una válvula dúplex es un tipo de válvula fabricada con acero dúplex. El acero dúplex tiene magníficas propiedades mecánicas y químicas, por lo que es una de las aleaciones preferidas para las válvulas industriales. Esta válvula funciona de forma manual o automática. La válvula manual utiliza un volante o palanca manual, mientras que la automática utiliza un actuador neumático o eléctrico. La válvula utiliza un componente de disco o bola para controlar el flujo de fluido. Un componente conocido como vástago conecta el volante/actuador al disco/bola de la válvula. Al girar el volante, el disco/la bola se mueve para permitir o cerrar el paso del fluido.

Los fabricantes de válvulas dúplex han producido varios tipos de válvulas que incluyen válvulas de compuerta, de globo, de retención, de mariposa y de tapón, entre otras. Los sectores en los que se utilizan estas válvulas son la minería, el papel y la pasta de papel, el suministro de agua, el tratamiento de aguas residuales, el petróleo y el gas, los productos químicos, la alimentación y las bebidas, los productos farmacéuticos, la marina y los sistemas contra incendios, entre otros. Las ventajas de esta válvula son su alta resistencia, versatilidad en tamaño y aplicación, durabilidad y resistencia a la corrosión.