Válvula de bola de asiento metálico

¿Qué es una válvula de bola de asiento metálico?

Las válvulas de bola de asiento metálico son válvulas diseñadas con un sello de metal a metal entre la bola y los asientos. Las válvulas de bola de asiento metálico están pensadas para su uso en aplicaciones de corrosión, abrasión, alta presión o alta temperatura. Las válvulas de bola de asiento metálico mejoran el cierre hermético en el flujo de fluido tanto bi como unidireccional en aplicaciones severas. Las válvulas de bola de asiento metálico pueden endurecerse recubriéndolas, por ejemplo, con revestimiento por pulverización ultrasónica, carburo de cromo, revestimiento duro por satélite y carburo de tungsteno. Las válvulas de bola de asiento metálico utilizan materiales metálicos como el acero inoxidable 316 o el Monel para fabricar el asiento de la válvula. La mayoría de las válvulas de bola utilizan asientos blandos hechos de termoplásticos como el PTFE, que están destinados a un servicio limpio, a diferencia de las válvulas de bola de asiento metálico. Las válvulas de bola de asiento metálico siguen siendo una de las mejores soluciones para aplicaciones de servicio severo. Cada tipo de válvula de bola de asiento metálico tiene sus características que producen ventajas y desventajas únicas.

Componentes de una válvula de bola de asiento metálico

Cuerpo de la válvula

El cuerpo de la válvula es el componente de una válvula de bola de asiento metálico que cubre los componentes internos de la válvula. El cuerpo ayuda a mejorar la seguridad de las partes interiores. El cuerpo contiene los puertos donde el fluido entra y sale de la válvula de bola de asiento metálico. El cuerpo debe ser fuerte para que pueda proporcionar una barrera fiable a la presión del fluido.

Capó

El bonete es la parte de una válvula de bola de asiento metálico que se utiliza para cubrir el vástago y la empaquetadura. El bonete aumenta la seguridad de la empaquetadura y el vástago. El bonete se coloca en la parte superior del cuerpo de la válvula y ambos se conectan mediante soldadura o utilizando pernos y tuercas. El bonete está hecho del mismo material metálico que el cuerpo de la válvula.

Actuador

El actuador es un componente integrado en la válvula de bola de asiento metálico automática para proporcionar el par necesario para abrir/cerrar la válvula. Con un actuador, no se necesita un operador de válvula de bola de asiento metálico. Algunos de los actuadores que se pueden utilizar en las válvulas de bola de asiento metálico son eléctricos, neumáticos e hidráulicos. Se utiliza un sistema automático para mejorar el control del fluido a través del actuador.

 Mango

El mando es un componente utilizado en una válvula de bola de asiento metálico de accionamiento manual. Es en el mango donde el operador de la válvula aplica el par de torsión para abrir o cerrar la válvula de bola de asiento metálico.

Bola de válvula

Es un componente metálico de una válvula de bola de asiento metálico que se utiliza para abrir o cerrar el flujo de fluido. La bola tiene un orificio en su centro por donde fluye el fluido.

Vástago

Un vástago es un eje en una válvula de bola de asiento metálico que se utiliza para transmitir el par necesario para abrir o cerrar la válvula. El vástago conecta el actuador o la manilla con la bola.

Asientos

Los asientos se refieren a los discos instalados entre el cuerpo de la válvula y la bola. Una válvula bola con asiento metálico tiene dos asientos que proporcionan un sello entre la bola y el cuerpo. La bola se asienta entre los asientos para bloquear o permitir el flujo de fluido. Hay un asiento aguas abajo montado cerca del lado de salida y un asiento aguas arriba montado cerca del lado de entrada de la válvula. Los dos asientos se instalan uno frente al otro.

Embalaje

La empaquetadura es un sello colocado en el vástago para evitar la fuga de fluidos a través del mismo.

Figura: Componentes de una válvula de bola de asiento metálico.

¿Cómo funciona una válvula de bola de asiento metálico?

Una válvula de bola de asiento metálico utiliza una bola con un orificio en la sección central para abrir/cerrar el flujo de fluido. Una válvula de bola de asiento metálico funciona girando la manilla un cuarto de vuelta para abrir o cerrar el flujo de fluido. La bola de una válvula de bola de asiento metálico está conectada al actuador o a la maneta a través del vástago. Cuando se gira la maneta, el vástago gira y como está conectado a la bola, la bola también gira. Para abrir una válvula de bola de asiento metálico, la maneta se gira un cuarto de vuelta, es decir, 90^o en el sentido contrario a las agujas del reloj. Esto hace que el vástago y la bola giren simultáneamente al girar la maneta. Esto hace que el orificio de la bola sea colineal con la tubería. Cuando el orificio de la bola está en línea con el fluido de la tubería, el fluido fluye a través de la válvula. Para cerrar una válvula de bola de asiento metálico, la manilla se gira en el sentido de las agujas del reloj con un ángulo de 90^o . Esto hace que el orificio de la bola gire de manera que se vuelva perpendicular al flujo del fluido. En este caso, la bola bloquea el flujo de fluido y, por lo tanto, se dice que la válvula de bola de asiento metálico está en estado cerrado.

Figura: Funcionamiento de una válvula de bola de asiento metálico.

Tipos de válvulas de bola de asiento metálico

Válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral

Se trata de una válvula de bola de asiento metálico que se ensambla a partir de sus piezas laterales. La válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral tiene dos o tres piezas de cuerpo conectadas entre sí. Cada pieza de la válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral se conecta mediante el uso de pernos/espárragos y tuercas, de forma similar a como se conectan dos bridas mediante pernos. Las válvulas de bola de asiento metálico de entrada lateral se fabrican con materiales metálicos resistentes utilizando el método de forjado. Cada pieza de una válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral se hace a través del método de forja y luego se ensamblan juntos. El método de forja para fabricar una válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral ayuda a minimizar los defectos que emanan de una válvula fabricada mediante el método de fundición. Las válvulas de bola de asiento metálico de entrada lateral son fáciles de montar y la alineación de los componentes de ajuste es fácil. Las válvulas de bola de asiento metálico de entrada lateral pueden abrirse para su limpieza, inspección, reparación y mantenimiento, lo que las hace duraderas, a diferencia de otras válvulas que se desechan una vez que se rompe uno de sus componentes o que no pueden repararse o limpiarse.

Figura: Válvula de bola de asiento metálico de entrada lateral.

Válvula de bola de asiento metálico de entrada superior

La válvula de bola de asiento metálico de entrada superior es una válvula que tiene sus componentes ensamblados desde la parte superior. Esta válvula de bola de asiento metálico mejora el acceso a la guarnición para su limpieza, reparación y mantenimiento sin necesidad de retirar la válvula de la tubería. Las válvulas de bola de asiento metálico de entrada superior son en su mayoría válvulas de bola de gran tamaño necesarias para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. En la mayoría de los casos, las válvulas de bola de asiento metálico de entrada superior se fabrican utilizando el método de fundición para ayudar a que no haya fugas de fluido. Después de que una válvula de bola de asiento metálico de entrada superior se fabrica mediante el método de fundición, se somete a una prueba NDE para garantizar que no tiene defectos que puedan emanar del proceso de fundición. Las válvulas de bola de asiento metálico de entrada superior se conectan a la tubería mediante pernos y tuercas, lo que constituye un método más fácil de instalar la válvula y también mejora el servicio a prueba de fugas.

Entrada superior: Válvula de bola de asiento metálico.

Válvula de bola de asiento metálico con cuerpo soldado

Se trata de una válvula de bola de asiento metálico que está completamente ensamblada mediante el método de la soldadura. Una válvula de bola de asiento metálico con cuerpo soldado garantiza que la válvula no tenga fugas, a diferencia de las conexiones con pernos y tuercas, que pueden causar fugas cuando la junta se desgasta. Sin embargo, una válvula de bola de asiento metálico con cuerpo soldado no puede abrirse para su limpieza o reparación y mantenimiento mientras está en el campo. Las válvulas de bola de asiento metálico con cuerpo soldado se utilizan en aplicaciones enterradas o subterráneas en las que no se espera que se realicen tareas de servicio y mantenimiento, como en las aplicaciones submarinas y la transmisión de gas. Se realizan pruebas no destructivas en las juntas de soldadura circunferencial del cuerpo de la válvula para garantizar que la válvula no tenga poros que puedan provocar fugas de fluido.

Figura: Válvula de bola de asiento metálico de cuerpo soldado.

Válvula de bola de asiento metálico Trunnion

Se trata de una válvula de bola de asiento metálico diseñada de forma que la bola pueda girar en una posición fija. La bola de una válvula de bola de asiento metálico con muñón no se mueve en la dirección lateral, ya que se mantiene en posición en la parte inferior y en la superior por un eje conocido como muñón. Una válvula de bola de asiento metálico con muñón crea un sello al forzar un anillo de asiento metálico flotante contra la bola. El componente del muñón de esta válvula de bola de asiento metálico absorbe la presión del flujo de fluido, lo que garantiza que el contacto entre el asiento y la bola no se vea sometido a un esfuerzo excesivo y que el par de cierre/apertura sea menor, lo que facilita su apertura/cierre en comparación con otras válvulas de bola de asiento metálico. Una válvula de bola de asiento metálico trunnion funciona eficazmente en una amplia gama de presiones, lo que la hace adecuada para numerosas aplicaciones de alta presión. El funcionamiento de la válvula de bola de asiento metálico trunnion requiere un par de torsión menor en relación con otras válvulas de bola de asiento metálico.

Figura: Válvula de bola de asiento metálico Trunnion.

Aplicaciones de la válvula de bola de asiento metálico

• Las válvulas de bola de asiento metálico se utilizan en el trasiego de productos ácidos.
• Se utilizan en las industrias del petróleo y el gas.
• Las válvulas de bola de asiento metálico se utilizan en las centrales eléctricas de vapor.
• Se utilizan en el traslado de medios con lodos.
• Las válvulas de bola de asiento metálico se utilizan en la industria alimentaria y de bebidas.
• Se utilizan en las industrias farmacéuticas.
• Las válvulas de bola de asiento metálico se utilizan en las industrias petroleras.

Ventajas de las válvulas de bola de asiento metálico

• Las válvulas de bola de asiento metálico funcionan rápidamente.
• Las válvulas de bola de asiento metálico son resistentes al desgaste por abrasión.
• Estas válvulas son resistentes a la corrosión.
• Las válvulas de bola de asiento metálico tienen una gran resistencia para aplicaciones de alta temperatura y alta presión.
• Las válvulas de bola de asiento metálico pueden repararse, limpiarse e inspeccionarse, lo que hace que duren mucho tiempo.
• Las válvulas de bola de asiento metálico son versátiles, ya que pueden utilizarse en distintos sectores para diferentes aplicaciones.
• Las válvulas de bola de asiento metálico tienen juntas estancas a prueba de fugas.

Desventajas de las válvulas de bola de asiento metálico

• Las válvulas de bola de asiento metálico son más caras que otras válvulas de bola.
• Las válvulas de bola de asiento metálico tienen cavidades alrededor del asiento y la bola que hacen que el lodo se solidifique o bloquee la cavidad dificultando la apertura/cierre de la válvula.
• El mecanismo de accionamiento de una válvula de bola de asiento metálico debe instalarse en posición vertical.

Solución de problemas de una válvula de bola de asiento metálico

Fuga cuando la válvula de asiento metálico está cerrada

• Bola dañada. Sustituya la bola.
• Asientos de bola dañados. Sustituya los asientos.
• La bola no está en posición de cierre total. Compruebe los ajustes de cierre y apertura de la bola.

Movimiento irregular del balón

• Materiales extraños entre el asiento y la bola o el cuerpo y la bola. Limpie las superficies de sellado, enjuague el interior de la válvula y sustituya los asientos.

La válvula de bola de asiento metálico necesita un par de torsión muy elevado

• Asientos de válvula dañados. Utilice sellos de emergencia llenando de sellador los puertos de inyección de la conexión final. Sustituya las juntas y los asientos lo antes posible.
• Alta presión o alta temperatura. Asegúrese de que la válvula de bola de asiento metálico funciona a la temperatura y presión recomendadas.
• Materiales extraños en la válvula de bola de asiento metálico. Limpie el interior de la válvula.

Funcionamiento ruidoso o golpe de ariete

• El fluido fluye a alta velocidad o hubo un error en el dimensionamiento de la válvula. Asegúrese de que el tamaño de la válvula coincida con el flujo de fluido.

Fuga de líquido del tallo

• Tornillo de la tapa del prensaestopas suelto. Apriete el tornillo.
• Vástago dañado. Sustituya el vástago.

Resumen

Las válvulas de bola de asiento metálico son válvulas diseñadas con un sello de metal a metal entre los asientos y la bola. Las válvulas de bola de asiento metálico funcionan bien incluso en aplicaciones de corrosión, abrasión, alta presión y alta temperatura. Las válvulas de bola de asiento metálico pueden proporcionar un cierre hermético incluso en aplicaciones severas. El asiento y la bola en una válvula de bola de asiento metálico están hechos de un material metálico como el acero o el Monel.

Varios tipos de válvulas de bola de asiento metálico tienen diferentes características y ventajas. Estos tipos de válvulas de bola de asiento metálico incluyen válvulas de bola de asiento metálico de cuerpo soldado, válvulas de bola de asiento metálico de muñón, válvulas de bola de asiento metálico de entrada lateral y válvulas de bola de asiento metálico de entrada superior. Las válvulas de bola de asiento metálico tienen varias ventajas, entre ellas la rapidez de apertura/cierre, la versatilidad, la durabilidad, la alta resistencia, la posibilidad de abrirlas para inspeccionarlas, repararlas y limpiarlas, la capacidad de resistir la corrosión y la abrasión, así como la capacidad de proporcionar un cierre hermético. Las válvulas de bola de asiento metálico se utilizan en diversas aplicaciones, como centrales eléctricas de vapor, petróleo y gas, alimentos y bebidas, productos farmacéuticos, agricultura y suministro de agua, entre otras.