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Válvula de bola forjada

June 20, 2020

¿Qué es una válvula de bola forjada?

Una válvula de bola forjada es una válvula que opera utilizando un componente en forma de bola para abrir y cerrar el flujo de líquido. La válvula se fabrica mediante el método de forja. El método de forja implica dar forma a materiales metálicos y aleaciones en su estado sólido. Herramientas industriales de gran tamaño y calor proporcionan fuerzas compresivas que doblan las aleaciones y los metales. También se utilizan matrices para dar forma y cortar los materiales de la válvula de bola forjada. Dependiendo del material utilizado para fabricar la válvula, la forja se puede realizar a diversas temperaturas. La fabricación mediante el método de forja tiene ciertas ventajas, como el ahorro de materiales. Además, debido a que estas válvulas se fabrican mediante forja, se necesita poco esfuerzo para remodelar el material en la forma y tamaño adecuados, lo que reduce el costo total de la válvula. La mayoría de los usuarios de válvulas prefieren las válvulas de bola forjadas porque son fuertes, lo que las hace ideales para su uso en aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Además, debido al método de fabricación por forja, la estructura del grano del material se refina más, lo que aumenta la resistencia general y la resistencia al impacto.

 

Componentes de una válvula de bola forjada

Palanca/volante

El volante o palanca manual de una válvula de bola forjada es donde el operario aplica la fuerza para girar la válvula y cerrar o abrir el paso del fluido.

Vástago

El vástago de una válvula de bola forjada conecta la bola y el volante. Garantiza que la fuerza se transmita de la palanca manual a la bola cuando el operario necesita accionar la válvula.

Bola

Es un componente en forma de bola con un orificio pasante. La bola abre el paso del fluido cuando el orificio se alinea con la tubería que transporta el fluido y se cierra cuando se alinea en un ángulo de 90o grados con respecto a la misma tubería. La función de la bola es cerrar o abrir la válvula según sea necesario.

Asiento

El asiento es un componente destinado a sellar el interior de la válvula y distribuir uniformemente la tensión de asiento de la bola. También evita la fuga de fluido entre la bola y el cuerpo de la válvula cuando ésta está cerrada. Los fabricantes de válvulas de bola forjadas fabrican los asientos con materiales metálicos o blandos, como caucho y plástico. La elección del material del asiento depende del área de aplicación y de las temperaturas previstas del fluido. Para líquidos calientes se utilizan asientos metálicos, mientras que para temperaturas inferiores a 65oC se emplean materiales blandos.

Cuerpo de la válvula

El cuerpo de la válvula, también conocido como carcasa de la válvula, cubre todas las piezas internas de la bomba, como la bola, los asientos, las juntas y los anillos. El cuerpo proporciona los puertos de entrada y salida de la válvula para el flujo de fluido. También ayuda a evitar que entren contaminantes y sólidos en la bomba.

Bonete

El bonete está montado sobre el cuerpo de la válvula, y ambos están conectados mediante pernos y tuercas. La función del bonete es cubrir el vástago de la válvula y la empaquetadura. También mejora la seguridad del vástago y la empaquetadura.

Empaquetadura

La empaquetadura es una junta que impide la fuga de fluido alrededor del vástago. También impide la entrada de suciedad y sólidos en la bomba a través del vástago.

Figura: Componentes de una válvula de bola forjada.

¿Cómo funciona una válvula de bola forjada?

Una válvula de bola forjada cierra o abre el flujo de líquido en función de la alineación del orificio central de la bola con el orificio de entrada de la válvula. La bola recibe la fuerza de apertura/cierre del volante o palanca manual a través del vástago. La válvula se abre cuando el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj hasta que forma un ángulo de 90o grados. El giro del volante obliga al vástago a girar. Como el vástago y la bola están conectados, la bola también gira en el sentido de las agujas del reloj. Debido a que la bola gira un cuarto de vuelta, hace que el orificio en su centro quede alineado con la entrada de la válvula y la tubería conectada a la válvula. De este modo, la válvula queda abierta, permitiendo que el líquido fluya a través de ella.
La válvula se cierra al girar el volante en sentido contrario a las agujas del reloj otros 90o grados. De este modo, el orificio central de la bola queda perpendicular a la tubería conectada a la válvula. Esta disposición cierra el paso del fluido, con lo que la válvula queda cerrada. Gracias al asiento de la válvula, al fluido le resulta difícil filtrarse o fluir a través de ella. La válvula también puede utilizarse para estrangular, girando ligeramente la palanca manual. Esto permite una cierta cantidad de flujo de fluido. Sin embargo, el uso de una válvula de bola forjada para estrangular el flujo en condiciones de alta presión hace que los asientos de la válvula se desgasten rápidamente.

 

Tipos de válvulas de bola forjadas

Válvulas de bola forjadas de tres vías

Este tipo de válvula tiene tres puertos, a diferencia de la más común que tiene dos puertos (entrada y salida). Los fabricantes de válvulas de bola forjada diseñan esta válvula para mezclar y desviar el flujo de fluidos en diferentes aplicaciones industriales. Esta válvula es ventajosa porque realiza el trabajo que pueden hacer dos o más válvulas. La válvula funciona girando la bola mediante el volante. La rotación de la bola alinea sus canales de corte centrales con los puertos de entrada y salida de la válvula. Existen dos versiones de la válvula: la versión en T y la versión en L. La válvula con orificio de corte en forma de L permite el flujo de fluido a 90o grados de un puerto a otro. La válvula tiene dos entradas y una salida. En el caso de la válvula en forma de L, el fluido puede fluir desde dos entradas diferentes hasta la salida en un ángulo de 90o grados.

Figura: Válvula de bola forjada en T y en L.

La válvula en forma de T también se conoce como válvula de bola forjada mezcladora. También se utiliza para dirigir el flujo de fluido desde la derecha, la izquierda o en línea recta. Puesto que la válvula puede combinar dos corrientes de fluido en una sola corriente de salida, esta válvula es buena en aplicaciones que necesitan mezcla de fluidos, como las químicas y farmacéuticas.

Figura: Válvula de bola forjada de tres vías

Válvula de bola forjada de entrada lateral.

Una válvula de bola forjada de entrada lateral es una válvula en la que la bola se ensambla por sus lados. El conjunto conecta dos o tres piezas del cuerpo de la válvula. Pernos o espárragos ensamblan cada parte del cuerpo para unirlas en dos piezas. El ensamblaje se realiza después de forjar cada pieza del cuerpo de la válvula. Los tipos de válvula de entrada lateral tienen la ventaja de reducir los defectos comunes cuando la válvula se fabrica mediante el método de fundición. La válvula también tiene la ventaja de ser fácil de montar y de que las piezas de ajuste son fáciles de alinear. Estas válvulas están muy extendidas en el mercado y las industrias debido a su facilidad de montaje, reparación y limpieza.

Figura: Válvula de bola forjada de entrada lateral.

Válvula de bola forjada de entrada superior.

La válvula de bola forjada de entrada superior es aquella en la que la bola se monta desde la parte superior. Esta válvula es similar a la válvula de globo, pero utiliza una bola para controlar el flujo de fluido. La válvula está formada por un solo cuerpo. Los fabricantes de válvulas de bola forjada recomiendan el uso de esta válvula cuando el desmontaje para el mantenimiento de las piezas internas es mínimo. Esta válvula es sólida y adecuada para aplicaciones de servicio pesado que implican caudales y presiones elevados. La construcción de esta válvula permite una conexión roscada mínima, lo que reduce la posibilidad de fugas de fluido.

Figura: Válvula de bola de entrada superior forjada.

Válvula de bola forjada de cuerpo único.

Se trata de una válvula de bola forjada en la que el cuerpo está formado por una sola pieza. Este tipo de válvula es muy fiable, ya que apenas presenta fugas de fluido, habituales en otras válvulas cuyo cuerpo se une mediante pernos. La válvula también tiene la ventaja de ser de pequeño tamaño y bajo coste. Sin embargo, esta válvula no puede abrir su cuerpo para su reparación, mantenimiento o limpieza. Una vez que la válvula se vuelve defectuosa, deja de ser útil. La válvula de bola forjada de un solo cuerpo es la mejor para aplicaciones de pequeño caudal y presión que impliquen fluido limpio libre.

Figura: Válvula de bola forjada de cuerpo único.

Válvula de bola forjada de dos cuerpos.

Esta es la válvula de bola forjada que tiene dos piezas del cuerpo de la válvula. Una de las piezas contiene la junta final y el cuerpo, mientras que la segunda pieza se une a la primera para fijar el embellecedor de la válvula en una posición adecuada. Una de las principales ventajas de utilizar esta válvula es que es fácil de montar y desmontar para su reparación, mantenimiento y limpieza. Sin embargo, hay que desmontarla por completo del sistema de tuberías para separar las dos piezas. Si se compara esta válvula con el tipo de cuerpo único, es mucho mejor, ya que admite presiones y caudales más elevados y se puede reparar.

Figura: Válvula de bola forjada de dos piezas.

 

Aplicaciones de las válvulas de bola forjadas

– Las válvulas de bola forjadas se utilizan en centrales eléctricas que controlan el flujo de agua a alta presión y temperatura.
– Se utilizan en plantas desalinizadoras y de tratamiento de agua.
– Estas válvulas se utilizan para gestionar el flujo de agua en el sistema de riego.
– Las válvulas de bola forjada se utilizan en plantas de fabricación de productos químicos para controlar el flujo de reactivos.
– Se utilizan en industrias farmacéuticas.
– Estas válvulas se utilizan en plantas de procesamiento de alimentos y bebidas.
– Se utilizan en el transporte de agua municipal y doméstica.
– Las válvulas de bola forjada se utilizan para controlar el flujo de petróleo y gas.

Ventajas de las válvulas de bola forjadas

– Estas válvulas son resistentes a altas presiones y temperaturas.
– Dependiendo del material del asiento, pueden utilizarse tanto para bajas como para altas temperaturas.
– Las válvulas de bola forjadas son versátiles en tamaño, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de pequeña a alta presión.
– Son muy duraderas si se utilizan según las instrucciones del fabricante de la válvula de bola forjada.
– Estas válvulas tienen un diseño sencillo y compacto, lo que facilita su reparación, limpieza y mantenimiento.
– Se abren y cierran rápidamente, ahorrando tiempo.
– Proporcionan cierres herméticos libres de fugas de fluidos.
– Las válvulas de bola forjada son fáciles de manejar.
– Pueden utilizarse en una amplia gama de aplicaciones industriales.

Desventajas de las válvulas de bola forjadas

– El asiento y la bola de la válvula se desgastan rápidamente cuando se utilizan para controlar fluidos con lodos.
– La válvula se cierra y se abre rápidamente, lo que provoca fallos por sobrepresión y martilleo.
– No son adecuadas para aplicaciones de estrangulación.

Localización de averías en válvulas de bola forjadas

El fluido no pasa por la válvula
– Materiales extraños en la válvula. Desmonte la válvula siguiendo las instrucciones del fabricante de la válvula de bola forjada y limpie los sólidos que bloquean la válvula.
– La válvula está cerrada. Gire la válvula un cuarto de vuelta para abrir el paso del fluido.
– Obstrucción de la tubería. Compruebe la tubería y elimine cualquier material que pueda estar bloqueando el flujo de fluido.
Fuga a través del asiento
– El asiento está dañado. Sustituya el asiento de la válvula.
– Materiales extraños obstruyeron el asiento. Retire los materiales extraños.
– Presión de fluido excesiva. Utilice la válvula a la presión recomendada por el fabricante de la válvula de bola forjada.
Fuga a través de la junta del cuerpo.
– Los pernos que conectan la tubería y la válvula están flojos. Apriete los pernos y las tuercas.
– El fluido circula a alta presión. Asegúrese de que la válvula se utiliza a la presión recomendada por el fabricante de la válvula de bola forjada.
– La junta del cuerpo está dañada. Sustituya la junta.
La válvula es difícil de manejar
– Hay cuerpos extraños adheridos al vástago. Abra el bonete de la válvula y limpie los materiales extraños.
– Asiento defectuoso. Sustituya el asiento de la válvula.

Resumen

Las válvulas de bola forjadas son válvulas de bola fabricadas mediante el método de forja. Este método consiste en dar forma a la válvula a partir de materiales metálicos calentándolos a una temperatura específica. El método da como resultado válvulas de alta resistencia adecuadas para alta presión y alta temperatura. La válvula funciona girando el volante un cuarto de vuelta. Al girar el volante en el sentido de las agujas del reloj, la válvula se abre y permite el paso del fluido. La rotación del volante en sentido contrario a las agujas del reloj cierra el paso del fluido.
Los fabricantes de válvulas de bola forjadas tienen variedades de esta válvula que incluyen válvulas de un solo cuerpo; válvulas de bola forjadas de dos piezas, válvulas de bola forjadas de entrada superior, válvulas de bola forjadas de entrada lateral y válvulas de bola forjadas de tres vías, entre otras. Las aplicaciones de esta válvula incluyen suministro de agua municipal, procesamiento químico, alimentos y bebidas, irrigación, productos farmacéuticos y centrales eléctricas, entre otros. Las ventajas de utilizar esta válvula son su rapidez de funcionamiento, su alta resistencia, su versatilidad de tamaño, su durabilidad y su idoneidad para diversas aplicaciones industriales.

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