Válvula Inconel

¿Qué es una válvula Inconel?

Una válvula Inconel es una válvula fabricada con una aleación de Inconel. El Inconel es una superaleación a base de níquel. El material tiene una excelente resistencia a la oxidación, resistencia a la corrosión, alta resistencia a altas temperaturas y resistencia a la fluencia. Este material refuerza la válvula incluso a temperaturas elevadas. La temperatura de fusión de este material es de 938^o C, lo que hace que su uso sea versátil en una amplia gama de temperaturas. Sin embargo, la válvula de Inconel tiene la desventaja de ser pesada ya que la aleación de Inconel tiene una alta densidad de 8200 kg/m³ . La válvula funciona de forma manual o automática. En el caso de las válvulas manuales, la válvula viene con un volante o palanca de mano. El operador de la válvula aplica una fuerza giratoria sobre el volante para abrir o cerrar el paso del fluido. Los fabricantes de válvulas Inconel diseñan la válvula para que funcione con un componente de bola o disco. La función del componente de bola o disco es cerrar o abrir el flujo de fluido a través de la válvula. Algunas de las aplicaciones de esta válvula son la industria petrolera y del gas, aguas saladas, marina, petroquímica y química, farmacéutica, entre otras.

Tipos de válvulas Inconel

Válvula de bola de Inconel

Es la válvula cuyo componente de cierre tiene forma de bola. Es una de las válvulas más utilizadas por su facilidad de uso, reparación y mantenimiento. Dependiendo de las preferencias del usuario y del área de servicio, la válvula funciona de forma manual o automática. La versión automática utiliza un actuador eléctrico o neumático. La válvula manual tiene un volante en el que el operario aplica fuerza para abrir/cerrar el flujo. Un componente del eje conocido como vástago conecta el volante o actuador a la bola.

Figura: Válvula de bola de Inconel y sus componentes.

¿Cómo funciona una válvula de bola de Inconel?

Una válvula de bola de Inconel es una de las válvulas de cuarto de vuelta. Es una válvula de cuarto de vuelta porque realiza una rotación de 90^o de la bola para abrir o cerrar el flujo. Cuando se gira la maneta en sentido contrario a las agujas del reloj, el eje o vástago de la válvula gira en la misma dirección durante 90^o grados. De este modo, la bola forma un ángulo de un cuarto de vuelta que alinea el orificio de su centro con la tubería conectada a la válvula. La alineación del orificio de la bola con la válvula deja la válvula abierta y, por lo tanto, el fluido fluye a través de la válvula. Cuando se gira la maneta un cuarto de vuelta en el sentido de las agujas del reloj, la bola gira y su orificio se vuelve perpendicular a la dirección de flujo del fluido. De este modo, la bola y el asiento de la válvula forman un sello hermético que impide el paso del fluido.

Figura: funcionamiento de una válvula de bola de Inconel; estado abierto (izquierda) y cerrado (derecha).

Ventajas de la válvula de bola Inconel

• Son fáciles de manejar; basta un cuarto de vuelta para que la válvula se abra o se cierre según sus necesidades.
• Tamaño versátil.
• Baja caída de presión a diferencia de otras válvulas como las válvulas de globo de Inconel.
• Su diseño sencillo facilita la reparación y la limpieza.

Desventajas de las válvulas de bola de Inconel

• La bola se daña cuando el fluido contiene algunos sólidos abrasivos.
• Es propenso a sufrir golpes de ariete debido a la rapidez de cierre/apertura.

Válvula de mariposa Inconel

Este tipo de válvula utiliza un disco giratorio para permitir, detener o controlar el flujo de fluido en el sistema de tuberías. Los fabricantes de válvulas de Inconel diseñan esta válvula con un disco giratorio montado en el centro del paso del fluido. El movimiento del disco se controla mediante un volante o actuador. Esta válvula se encuentra entre las válvulas de cuarto de vuelta, ya que al girar el disco 90 grados^o se cierra o abre el paso del fluido. Es ideal para aplicaciones de apertura y cierre. El uso de esta válvula para la estrangulación está limitado en función del área de aplicación y de la presión del caudal. Se seleccionan varios tipos de esta válvula en función de la presión y el caudal para satisfacer las demandas del sistema de tuberías.

Figura: Válvula de mariposa de Inconel y sus componentes.

¿Cómo funciona una válvula de mariposa de Inconel?

El principio de funcionamiento de esta válvula es el mismo tanto si es manual como automática. Cuando el operador gira el volante 90^o grados en el sentido contrario a las agujas del reloj, el vástago o eje de la válvula gira el mismo ángulo. Como el disco de la válvula está conectado al eje/vástago, también forma el mismo ángulo. Este ángulo deja la válvula abierta, por lo que el fluido fluye a través de ella. Cuando el volante gira un cuarto de vuelta en el sentido de las agujas del reloj, el disco de la válvula cierra la válvula haciendo un sello hermético con el asiento de la válvula. En este estado, la válvula está cerrada y no pasa ningún fluido. Para la estrangulación, el operador de la válvula gira parcialmente el volante para permitir que fluya algo de fluido.

Ventajas de la válvula de mariposa Inconel

• Se abren y cierran rápido.
• Tienen un diseño sencillo y compacto.
• Utilizan menos material y, por tanto, pesan menos.
• Pueden manejar caudales importantes a baja presión.
• Pueden utilizarse en lodos y fangos que contengan fluidos.

Desventajas de las válvulas de mariposa Inconel

• El uso de esta válvula para estrangular no se recomienda para caudales de alta presión.
• Tiene una caída de presión significativa.

Válvula de tapón de Inconel

Se trata de una válvula que utiliza un obturador giratorio para controlar el flujo de fluido. Esta válvula tiene forma de cilindro o cono. Los fabricantes de válvulas de obturador de Inconel diseñan este tipo de válvula con uno o más pasajes por los que fluye el fluido. Al tener más de un paso para el flujo del fluido, esta válvula hace el trabajo de dos o tres válvulas, lo que ayuda a ahorrar costes. Esta válvula se encuentra entre las válvulas de cuarto de vuelta, ya que funciona girando el volante en un ángulo de 90^o grados para abrir o cerrar el paso del fluido según sea necesario.

Figura: Válvula de obturador de Inconel y sus componentes.

¿Cómo funciona una válvula de macho Inconel?

Una válvula de macho Inconel funciona de forma manual o automática. El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo tanto si es manual como automática. Cuando la válvula tiene que permitir el paso del fluido, el operario gira el volante en sentido contrario a las agujas del reloj. Esta rotación hace que el volante gire el vástago de la válvula un cuarto de vuelta. Como el vástago y el obturador de la válvula están conectados, el obturador realiza la misma rotación. Esta rotación ayuda a alinear el orificio central del obturador con la tubería, y así el fluido fluye a través de él. Cuando el volante/maneta se gira otro cuarto de vuelta en el sentido de las agujas del reloj, el orificio central del obturador se normaliza con respecto a la tubería conectada. De este modo, el obturador y el asiento de la válvula crean un sello hermético que garantiza un flujo de fluido nulo a través de la válvula.

Ventajas de las válvulas de macho Inconel

• Se abre/cierra rápidamente girando el volante un cuarto de vuelta.
• Ofrece un cierre hermético sin fugas.
• Diseño sencillo y compacto.

Desventajas de las válvulas de macho Inconel

• Tiene cierta pérdida de presión debido a la disminución del puerto del tapón.
• Pesado en relación con la válvula de bola y mariposa.

Válvula de compuerta de Inconel

Este tipo de válvula utiliza un disco con forma de compuerta o de cuña. Este tipo de válvula funciona moviendo el disco perpendicularmente a la dirección del flujo del fluido. Los fabricantes de válvulas de compuerta de Inconel diseñan esta válvula únicamente para uso de cierre. El uso de esta válvula para estrangular hace que vibre y haga ruido, lo que daña el disco y provoca fugas. Por ello, esta válvula se utiliza cuando está totalmente abierta o cerrada. Cuando está totalmente abierta, la resistencia al flujo es mínima y, por lo tanto, la caída de presión es baja.

Figura: Válvula de compuerta de Inconel y sus componentes.

¿Cómo funciona una válvula de compuerta de Inconel?

Esta válvula funciona moviendo el disco/puerta de la válvula hacia arriba y hacia abajo para abrir y cerrar el paso del fluido respectivamente. Cuando el volante se gira en sentido antihorario durante varias vueltas, gira a través de las roscas del vástago de la válvula mientras se mueve hacia arriba. Este movimiento ascendente en el vástago hace que la compuerta/disco de la válvula se mueva hacia arriba, dejando la válvula abierta. Como tal, el fluido fluye a través de la válvula. Cuando se gira el volante en el sentido de las agujas del reloj durante varias vueltas, el vástago y la compuerta de la válvula se mueven hacia abajo. El movimiento hacia abajo obliga a la compuerta y al asiento de la válvula a formar un sello hermético que impide el paso del fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula de compuerta de Inconel.

Ventajas de las válvulas de compuerta Inconel

• Es adecuado para el flujo bidireccional.
• Tiene una caída de presión baja en relación con la válvula de globo.
• Es ideal para altas presiones y temperaturas.

Desventajas de las válvulas de compuerta Inconel

• Ocupa una gran superficie cuando está instalada.
• La reparación por lapeado y rectificado es difícil de realizar.

Válvulas de globo de Inconel

La válvula de globo de Inconel está diseñada para regular el caudal de fluido en un sistema de tuberías. Consta de un componente de disco móvil que controla el caudal. El cuerpo de la válvula es esférico, lo que le ha dado el nombre de “válvula de globo”. El asiento de la válvula trabaja con el disco para mejorar el cierre hermético cuando la válvula está cerrada. Los fabricantes de válvulas de globo de Inconel diseñan esta válvula para funcionamiento manual o automático, según el área de aplicación.

Figura: Válvula de globo de Inconel.

¿Cómo funciona la válvula de globo de Inconel?

Esta válvula funciona de forma similar a la válvula de compuerta, pero no necesita muchas vueltas para abrirse/cerrarse. La válvula se abre cuando el volante gira en sentido contrario a las agujas del reloj. El vástago de la válvula convierte esta rotación en un movimiento lineal hacia arriba. El movimiento del vástago hacia arriba desplaza el disco de la válvula hacia arriba, dejando la válvula abierta para que pase el fluido. Cuando el volante se gira ligeramente en el sentido contrario a las agujas del reloj para estrangular, el disco deja un pequeño espacio para que pase algo de fluido. Cuando el volante se gira en el sentido de las agujas del reloj, el vástago y el disco se mueven hacia abajo. Esto produce un cierre hermético que impide cualquier flujo de fluido.

Figura: Funcionamiento de una válvula de globo de Inconel.

Ventajas de las válvulas de globo de Inconel

• Es el mejor para el estrangulamiento.
• Es fácil y rápido de manejar.
• No tiene fugas de fluidos.

Desventajas de las válvulas de globo de Inconel

• Tiene mucha caída de presión en comparación con otras válvulas.
• Su diseño es bastante complicado.

Aplicaciones de las válvulas de globo de Inconel

Estas válvulas se utilizan en numerosas aplicaciones industriales, entre ellas:

• Centrales de vapor.
• Alimentos y bebidas.
• Productos farmacéuticos.
• Aplicaciones agrícolas.
• Sistemas municipales y de desalinización de agua.
• Aplicaciones mineras.
• Industrias del petróleo y el gas.
• Aplicaciones marinas.
• Procesamiento petroquímico y químico.

Ventajas de las válvulas Inconel

• Estas válvulas son robustas.
• Son adecuados para alta presión y alta temperatura.
• Son versátiles en tamaño y aplicación.
• Son resistentes a la corrosión y a los productos oxidantes.
• Son muy duraderos si se utilizan según las instrucciones del fabricante.

Desventajas de las válvulas Inconel

• Son pesadas en comparación con las válvulas de titanio.
• Son más caras que las válvulas de titanio y acero inoxidable.

Resolución de problemas de las válvulas Inconel

Fuga a través de la unión válvula-tubo

• Conexión floja. Apriete los tornillos o pernos y tuercas que conectan la válvula a la tubería.
• Junta desgastada. Sustituya la junta.
• Alta presión. Utilice la válvula a la presión recomendada por el fabricante de la válvula de Inconel.

Flujo de fluido cero a través de la válvula

• Tubería de aspiración obstruida. Compruebe si la tubería que alimenta la válvula está obstruida y elimine cualquier material extraño.
• Válvula bloqueada. Desmonte la válvula y retire el material que pueda haber en su interior.

La válvula es difícil de cerrar/abrir

• Asiento o disco/bola sucios. Limpie la suciedad del asiento y del disco/bola.
• Vástago dañado. Sustituya o repare el vástago.

La válvula no se cierra completamente

• Materias extrañas en el interior de la válvula. Limpie los materiales extraños.
• Vástago de la válvula doblado o dañado. Repare o sustituya el vástago según sea necesario.

Resumen

Una válvula Inconel es una válvula fabricada con una aleación de Inconel. El material Inconel tiene magníficas propiedades químicas y mecánicas. Estas válvulas son lo suficientemente robustas para aplicaciones de alta temperatura y alta presión. Tienen una excelente resistencia a la corrosión frente a medios corrosivos adversos como los ácidos clorhídrico y sulfúrico. Estas propiedades hacen que la válvula sea duradera y económica. Dependiendo del área de uso, la válvula está diseñada para funcionar de forma manual o automática. El principio de funcionamiento sigue siendo el mismo tanto si la válvula es manual como automática. La válvula funciona mediante un componente de bola o disco/obturador que abre y cierra el paso del fluido según sea necesario. Girando el volante en el sentido contrario a las agujas del reloj se abre la válvula, mientras que girando en el sentido de las agujas del reloj se cierra el paso del fluido.

Los fabricantes de válvulas de Inconel disponen de diversas válvulas, como válvulas de bola, de macho, de mariposa, de globo y de compuerta. Estas válvulas se utilizan en diversas aplicaciones, como productos químicos, agricultura, centrales eléctricas de vapor, petróleo y gas, alimentos y bebidas, y productos farmacéuticos, entre otros.