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Válvula Hastelloy

June 4, 2023

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¿Qué es una válvula Hastelloy?

Una válvula Hastelloy es una válvula fabricada con una aleación a base de níquel conocida como hastelloy. Los dos elementos principales utilizados para fabricar el material hastelloy son el níquel-cromo y el níquel-molibdeno. El material hastelloy tiene excelentes propiedades en relación con otras aleaciones tradicionales, lo que lo convierte en una de las aleaciones preferidas utilizadas en las industrias de válvulas. Una de las magníficas propiedades de este material es su excelente resistencia a la corrosión y su alta resistencia a los agentes oxidantes y a los ácidos. La temperatura de fusión de este material es de 1260o C, lo que hace que esta válvula sea adecuada para su uso tanto a bajas como a altas temperaturas. El material es muy fuerte, lo que hace que la válvula ideal para su uso en aplicaciones de alta presión sin. Sin embargo, la válvula Hastelloy es muy pesada en comparación con otras válvulas debido a la alta densidad del material Hastelloy (8890 kg/m3 ). Los fabricantes de válvulas Hastelloy diseñan esta válvula para que funcione manual o automáticamente. La válvula manual tiene un volante para aplicar el par de torsión necesario para su funcionamiento. Girando el volante en el sentido contrario a las agujas del reloj se abre la válvula para el paso del fluido. Al girar el volante en el sentido de las agujas del reloj, la válvula se cierra. La válvula es adecuada para diversas aplicaciones, como criogenia, ácidos, calderas, minería, suministro de agua e industria petrolera, entre otras.

Tipos de válvulas Hastelloy

Válvula de bola de Hastelloy

Es el tipo de válvula de Hastelloy que utiliza un componente en forma de bola para abrir y cerrar el paso del fluido. El componente esférico tiene un orificio pasante en su centro. El orificio de la bola se fija entre los asientos de la válvula para permitir el flujo de fluido a través de la válvula. Un actuador o un volante ajusta el componente esférico para permitir o cerrar el paso del fluido. Este tipo de válvula es versátil para vapores, gases y líquidos.

Figura: válvula de bola hastelloy.

¿Cómo funciona la válvula de bola hastelloy?

Esta válvula funciona girando el volante 90 gradoso para iniciar o detener el flujo. Al girar el volante en sentido contrario a las agujas del reloj, el orificio de la bola gira un cuarto de vuelta y se alinea con la tubería conectada a la válvula. De este modo, el fluido encuentra la válvula abierta y fluye a través de ella. Cuando el volante gira en el sentido de las agujas del reloj, la bola da un cuarto de vuelta y queda perpendicular a la tubería conectada a la válvula. La bola y el asiento de la válvula forman un sello hermético que impide el paso del fluido a través de la válvula.

Figura: Componentes de la válvula de bola hastelloy.

Ventajas de las válvulas de bola de Hastelloy

  • Manejo rápido y sencillo.
  • Diseño sencillo y compacto.
  • Tamaño versátil.
  • Caída de baja presión.
  • Fácil de instalar y reparar gracias a su sencillo diseño.

Desventajas de las válvulas de bola de Hastelloy

  • La apertura y cierre rápidos provocan golpes de ariete y sobrepresión.
  • No es ideal para aplicaciones de estrangulamiento.

Válvula de obturador de Hastelloy

Una válvula de obturador Hastelloy es una válvula que utiliza un obturador cilíndrico o cónico para abrir y cerrar el paso del fluido. Los fabricantes de válvulas de Hastelloy diseñan el obturador con un orificio pasante en su centro. El fluido fluye a través del orificio central cuando se pone en marcha la válvula. La válvula se acciona mediante un volante manual o un actuador eléctrico o neumático. Un componente conocido como vástago conecta el obturador al volante. Esta válvula tiene capacidad para varios caudales y niveles de presión, ya que su tamaño es versátil.

Figura: Válvula de obturador de Hastelloy.

¿Cómo funciona una válvula de obturador de Hastelloy?

Esta válvula funciona girando el obturador un cuarto de vuelta, de forma similar a la válvula de bola hastelloy. Al girar el volante 90o grados, el orificio del obturador gira y se alinea concéntricamente con la tubería conectada a la válvula. De este modo, el fluido encuentra libre el paso de la válvula y fluye a través de ella. La válvula se cierra cuando el volante se gira otro cuarto en sentido contrario. Esta rotación obliga al orificio del obturador a girar y alinearse perpendicularmente a la tubería conectada a la válvula. El obturador y el asiento de la válvula forman un sello hermético que impide el paso del fluido a través de la válvula. Los fabricantes de válvulas de obturador de Hastelloy diseñan algunas válvulas con más de un orificio central para el flujo de fluido por varios puertos. Las posiciones de los puertos determinan cuándo la válvula está abierta o cerrada.

Figura: Funcionamiento de la válvula de macho hastelloy.

Las ventajas de las válvulas de obturador Hastelloy son:

  • Diseño sencillo y compacto.
  • Fácil de manejar.
  • Pocas piezas giratorias; reparación y mantenimiento baratos.
  • Baja resistencia al flujo de fluido y, por tanto, baja caída de presión.
  • Fácil de reparar, instalar y limpiar.

Desventajas de las válvulas de obturador de Hastelloy:

  • No se recomienda para aplicaciones de estrangulamiento.
  • Necesita un par elevado para funcionar.

Válvula de retención de Hastelloy

Es el tipo de válvula de Hastelloy que se utiliza para impedir que el fluido fluya en sentido inverso. Debido a su funcionamiento, también se conoce como válvula antirretorno o válvula unidireccional, ya que sólo permite el flujo de fluido en una dirección. Cuando el fluido intenta invertir la dirección del flujo, la válvula se cierra inmediatamente. Los fabricantes de válvulas antirretorno de Hastelloy diseñan esta válvula sin vástago, volante ni actuador. Esto se debe a que está diseñada para abrirse y cerrarse automáticamente en función del nivel de presión del flujo de fluido.

Figura: Válvula de retención de Hastelloy.

¿Cómo funciona una válvula antirretorno de Hastelloy?

Una válvula de retención funciona según el principio de la diferencia de presión. El disco de la válvula se levanta cuando la bomba arranca o la presión aguas arriba supera la presión aguas abajo. Como tal, la válvula se abre y el fluido pasa a través de ella. Cuando la bomba se detiene, o la presión aguas arriba es inferior a la presión aguas abajo, el disco de la válvula se desplaza inmediatamente hacia abajo y se cierra para impedir que el fluido pase al lado aguas arriba. Este tipo de válvula es adecuado en aplicaciones que exigen altos niveles de higiene o en las que es probable que el fluido aguas abajo contamine el fluido aguas arriba.

Figura: Funcionamiento de una válvula de retención de hastelloy.

Las ventajas de la válvula de retención Hastelloy son:

  • Funcionamiento automático.
  • Más baratas que otras válvulas.
  • Caída de baja presión.
  • Rápido en funcionamiento.
  • No hay flujo inverso.

Desventajas de las válvulas antirretorno de Hastelloy:

  • Son propensos a los golpes de ariete, ya que se cierran o abren muy rápido.
  • No recomendado para caudal pulsante.

Válvulas de compuerta de Hastelloy

Una válvula de compuerta Hastelloy es una válvula que funciona elevando el componente de cierre conocido como compuerta o disco. Cuando la compuerta/disco se desplaza hacia abajo hasta la posición de asiento, cierra el paso del fluido. Este tipo de válvula ocupa un pequeño espacio a lo largo del eje de la tubería y no restringe el flujo de fluido cuando está completamente abierta. Los fabricantes de válvulas Hastelloy diseñan esta válvula para que funcione mediante un volante manual o un actuador eléctrico o neumático. Como tal, esta válvula puede ser manual o automática según las preferencias del usuario.

Figura: Válvula de compuerta de Hastelloy.

¿Cómo funciona una válvula de compuerta Hastelloy?

Esta válvula funciona girando el volante varias veces. Al girar el volante en sentido contrario a las agujas del reloj, el vástago de la válvula se desplaza hacia arriba. Al mover el vástago hacia arriba, el disco o compuerta de la válvula se mueve hacia arriba. Esto deja la válvula abierta, permitiendo el paso del fluido. Cuando el volante de la válvula se gira en el sentido de las agujas del reloj, el vástago de la válvula se mueve hacia abajo hasta la posición de asiento. En este caso, la válvula está cerrada y no fluye ningún fluido. Los fabricantes de válvulas de compuerta de Hastelloy no garantizan el uso de esta válvula en estrangulación porque la alta presión y el caudal erosionan la compuerta y pueden causar daños.

Figura: Funcionamiento de una válvula de compuerta hastelloy y sus componentes.

Las ventajas de las válvulas de compuerta Hastelloy son:

  • Es adecuado para aplicaciones de alta presión y alta temperatura.
  • Tiene una baja caída de presión cuando está completamente abierto.
  • Es ideal para el flujo bidireccional.

Desventajas de las válvulas de compuerta de Hastelloy

  • No es adecuado para estrangular el flujo de fluido.
  • Su funcionamiento es lento; el operador de la válvula debe girar el volante varias veces para abrir/cerrar el flujo.

Válvula de globo de Hastelloy

Es el tipo de válvula diseñada con un cuerpo de forma esférica. La válvula utiliza un disco para controlar el flujo de fluido. Los fabricantes de válvulas de globo de Hastelloy recomiendan esta válvula para estrangular el flujo de fluido. Es la mejor válvula para regular el flujo de fluido en comparación con todas las demás válvulas analizadas. La válvula se acciona manual o automáticamente mediante un actuador eléctrico o neumático. Esta válvula es similar a la válvula de compuerta de Hastelloy, pero es más rápida de accionar, ya que requiere pocas vueltas para abrirse o cerrarse. Sin embargo, el diseño de esta válvula provoca caídas de presión elevadas, a diferencia de todas las demás válvulas comentadas anteriormente. También tiene un diseño complejo, ya que los componentes internos se instalan dentro de la cavidad de la válvula.

Figura: Válvula de globo de Hastelloy.

¿Cómo funciona una válvula de globo de Hastelloy?

La válvula funciona girando el volante en sentido horario o antihorario. Cuando el volante gira en sentido contrario a las agujas del reloj, el vástago de la válvula se mueve hacia arriba junto con el disco de la válvula. De este modo, la válvula queda abierta y el fluido pasa a través de ella. Cuando el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj, el vástago se mueve hacia abajo junto con el disco de la válvula y, por lo tanto, se detiene el flujo de fluido. Cuando es necesario estrangular, el volante se gira ligeramente en sentido contrario a las agujas del reloj, lo que provoca un flujo parcial a través de la válvula.

Figura: Funcionamiento de una válvula de globo hastelloy.

Ventajas de la válvula de globo de Hastelloy

  • Tienen un buen rendimiento en la estrangulación del flujo de fluidos.
  • Funcionamiento más rápido que las válvulas de compuerta.
  • Tiene un cierre perfecto sin fugas.

Desventajas de una válvula de globo de Hastelloy

  • Tiene una caída de alta presión.
  • Pesada en comparación con otras válvulas.

Aplicaciones de las válvulas Hastelloy

Estas válvulas se utilizan en muchas aplicaciones industriales como válvulas de cierre y estrangulación. Algunas de las aplicaciones más comunes de esta válvula son:

  • Centrales de vapor para controlar el flujo de agua y vapor.
  • Sistemas de alimentación de calderas para controlar el caudal de agua.
  • Suministro de agua comercial y doméstica.
  • Industrias del papel y la pasta de papel.
  • Procesamiento químico.
  • Industrias del petróleo crudo.
  • Aplicaciones mineras.
  • Transporte de gas y petróleo.
  • Industrias agrícola, alimentaria y de bebidas.
  • Industrias farmacéuticas.
  • Aplicaciones marinas.

Ventajas de las válvulas Hastelloy

  • Estas válvulas tienen una gran resistencia, apta para altas presiones y caudales.
  • El material Hastelloy tiene un alto punto de fusión, lo que hace que la válvula sea ideal para aplicaciones de alta temperatura.
  • Es versátil, ya que puede utilizarse en diferentes aplicaciones industriales.
  • El Hastelloy es resistente a la corrosión, por lo que la válvula puede soportar medios corrosivos y oxidantes.
  • Las válvulas de Hastelloy son fáciles de soldar.
  • Tienen una larga vida útil.

Desventajas de las válvulas Hastelloy

  • Estas válvulas son pesadas debido a la alta densidad del material Hastelloy.
  • El Hastelloy es difícil de mecanizar, lo que encarece bastante la válvula.

Localización de averías en válvulas hastelloy

No hay flujo de fluido a través de la válvula

  • Tubería obstruida. Compruebe si la tubería que alimenta la válvula está obstruida y elimine cualquier material extraño.

El volante es difícil de manejar.

  • Material extraño obstruido en el interior de la válvula. Desmonte la válvula como recomienda el fabricante de la válvula hastelloy y limpie los materiales extraños.
  • Vástago dañado. Repare o sustituya el vástago de la válvula.

Fuga de fluido entre la válvula y la junta de la tubería

  • Junta dañada o desgastada. Sustituya la junta.
  • Presión de fluido elevada. Utilice la válvula en el rango de presión recomendado. Para presiones de fluido elevadas, utilice una válvula de alta capacidad.
  • Conexión floja. Apriete los pernos y tuercas que conectan la válvula y la tubería.

Fuga de fluido a través del asiento de la válvula

  • Asientos desgastados. Sustituya los asientos de las válvulas.
  • Disco/obturador/bola desgastados. Sustituya el disco/la bola/el tapón.
  • Suciedad en el asiento. Limpie la suciedad.

La válvula no se cierra ni se abre completamente

  • Suciedad en el vástago de la válvula. Limpie la suciedad.
  • Suciedad en el asiento de la válvula. Limpie la suciedad.

Resumen

Las válvulas Hastelloy están fabricadas con material Hastelloy. Estas válvulas funcionan mediante un volante manual o un actuador eléctrico o neumático. La válvula funciona girando el volante o la palanca manual en el caso de las válvulas manuales. En las válvulas automáticas, el actuador hace girar el vástago de la válvula para mover el disco/la bola de la válvula. Al mover la bola/el disco, la válvula se abre o se cierra. Este tipo de válvula es robusta y, por tanto, adecuada para aplicaciones de alta presión y alta temperatura. Resiste los medios corrosivos y oxidantes.

Los fabricantes de válvulas de Hastelloy producen varios tipos de esta válvula, como válvulas de retención, válvulas de compuerta, válvulas de macho, válvulas de bola y válvulas de globo. Las industrias que utilizan estas válvulas son la alimentaria y de bebidas, la minera, las centrales eléctricas de vapor, el suministro comercial de agua, el petróleo y el gas, la agricultura y las industrias química y petroquímica, entre otras. Las ventajas de estas válvulas son su alta resistencia, su resistencia a la corrosión, su versatilidad en cuanto a tamaño y aplicación, y su durabilidad. Sin embargo, estas válvulas son pesadas y caras en comparación con otras válvulas, como las de acero inoxidable y latón.

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