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Meta descripción: desentrañe las complejidades de los tipos de válvulas de control con esta guía detallada, que ofrece información sobre sus aplicaciones, ventajas y criterios de selección para diversas industrias. Hay dos categorías de válvulas de control, válvulas de control de movimiento lineal y de movimiento giratorio.
Antes de profundizar en los tipos de válvulas de control, exploremos los componentes esenciales de las válvulas de control tipo globo:
Estas válvulas regulan el flujo moviendo un elemento de cierre con un movimiento lineal. Las válvulas de movimiento lineal comunes incluyen:
Las válvulas de movimiento rotatorio modulan el flujo girando un elemento de cierre dentro del cuerpo de la válvula. Las válvulas de movimiento rotatorio comunes son:
Meta descripción: sumérjase en esta guía completa para comprender todo sobre las aplicaciones de válvulas de control, sus funciones, tipos, industrias y más.
Las válvulas de control juegan un papel crucial en la regulación del flujo, la presión y la temperatura de líquidos y gases en diversas industrias. Con una amplia gama de aplicaciones, las válvulas de control son un componente esencial en muchos procesos industriales. Este artículo tiene como objetivo cubrir todo lo que necesita saber sobre las aplicaciones de válvulas de control, ayudándolo a comprender su función, tipos, industrias a las que sirven y mucho más. Tanto si es estudiante, ingeniero o una persona curiosa, esta guía le brinda el conocimiento que necesita para apreciar la importancia de las válvulas de control en nuestro mundo moderno.
Las válvulas de control cumplen varias funciones críticas en los procesos industriales, que incluyen:
Comprender los diferentes tipos de válvulas de control es esencial para sus aplicaciones. Algunos tipos populares de válvulas de control incluyen:
Las aplicaciones de las válvulas de control abarcan numerosas industrias, entre ellas:
Si bien las válvulas de control sirven a múltiples industrias, algunas aplicaciones únicas incluyen:
Al seleccionar una válvula de control, considere los siguientes factores:
El mantenimiento adecuado de las válvulas de control es fundamental para garantizar su longevidad y funcionamiento eficiente. Estos son algunos consejos de mantenimiento:
La válvula de control es un elemento clave en los lazos de control de procesos, la función principal de una válvula de control es mantener algunos parámetros importantes del proceso dentro de un rango operativo requerido, como la presión de entrada/salida, el caudal, la temperatura o el nivel, etc.
Como elemento de control final para modular gas, aire, vapor, agua u otro fluido, la válvula de control compensará la perturbación de la carga y mantendrá la variable de proceso regulada lo más cerca posible del punto de ajuste deseado.
Por eso es muy importante aprender la terminología, la aplicación, la tecnología y toda la información de las válvulas de control, sin importar si usted es ingeniero, vendedor, usuario final o experto en instrumentos. THINKTANK El departamento de ingeniería puso su esfuerzo profesional y su rica experiencia en la industria de procesos para garantizar que se compartiera la información técnica correcta.
A continuación se enumeran los materiales generales utilizados para el cuerpo de la válvula de control. Consideraremos alrededor de 3 factores principales que afectarán los materiales de las válvulas seleccionadas para las válvulas de control. Propiedades, presión y temperatura. Vamos a discutir cuidadosamente uno por uno.
Los fabricantes de válvulas más responsables proporcionarán el certificado de prueba de fábrica de material para los clientes, que incluye datos de límite elástico, dureza y tenacidad en la parte de propiedades mecánicas y físicas.
El límite elástico es una propiedad importante del acero. Se define como la tensión a la que el 0.2% del material se ha deformado permanentemente. Cuanto mayor sea el límite elástico del acero, mayor será la resistencia a la deformación permanente.
La dureza es la propiedad de resistencia de un material a la indentación. Se mide por la fuerza necesaria para penetrar una muestra del material. La dureza se puede medir utilizando una variedad de métodos que incluyen la prueba de dureza Vickers, la prueba de dureza Rockwell, la prueba de dureza Brinell y la prueba de dureza Knoop. Estos métodos miden la dureza de los materiales en función de su resistencia a la indentación. La dureza se utiliza a menudo para ayudarnos a estimar la resistencia al desgaste por deslizamiento y la resistencia a la erosión de las válvulas de control. Es un dato importante si seleccionamos el material adecuado para condiciones duras.
La tenacidad es la capacidad de un material para absorber energía y deformarse plásticamente sin fracturarse.
El desgaste por erosión es causado por el choque de fluidos a alta velocidad o por partículas erosivas en el medio de flujo.
Las propiedades de corrosión definitivamente son un índice importante para las válvulas de control, y cómo seleccionar la resistencia adecuada del material a la corrosión del medio ambiente o fluido medio es siempre la principal prioridad para los ingenieros.
Durante las duras condiciones, aparentemente enfrentaremos problemas de cavitación, destello o erosión para las válvulas de control. Un líquido genera cavitación o daño repentino en las válvulas de control, a menudo causado por la presión aguas arriba y la presión diferencial. Una presión diferencial alta afecta la alta velocidad del flujo como el vapor o los sólidos arrastrados que causaron el potencial de erosión, y la corrosión causada por la capa pasiva de acero se elimina de la alta velocidad.
La temperatura es un asunto crítico para el límite elástico bajo la misma presión. Una temperatura alta del medio reducirá en gran medida el límite elástico de la válvula de control.
Si las temperaturas de trabajo superan la temperatura límite de un material, se producirá un fenómeno denominado “creep”.
¿Qué es el fenómeno de fluencia de las válvulas?
Un fenómeno simple para mostrar la deformación por fluencia, vemos que muchos anillos de asiento de válvula de bola PTFE tienen deformación por fluencia porque excede la presión límite del material, y después de que la temperatura vuelve a la normalidad, el sellado ya no puede cerrarse. Al igual que las válvulas de control, cuando una temperatura alta afecta el cuerpo de la válvula y el material de ajuste se convierte en un fenómeno de fluencia, e incluso después de eliminar la temperatura y la presión, el material de acero aún no puede volver a su dimensión original.
Estas son las consideraciones sobre el material de la válvula de control para referencia de clientes, ingenieros o usuarios finales. Deberíamos prestar más atención a nuestras aplicaciones, selección y dimensionamiento existentes en función de nuestro conocimiento profesional del campo de la industria.
| Nombre | Grado del material | Condición de servicio |
Acero al carbono de alta temperatura | WCB de grado ASTM A216 | Fluidos no corrosivos como agua, aceite y gases en un rango de temperaturas de -20 °F (-30 °C) y +800 °F (+425 °C) |
Acero al carbono de baja temperatura | ASTM A352 Grado LCB | Baja temperatura a -50°F (-46°C). Uso excluido por encima de +650 °F (+340 °C). |
Acero al carbono de baja temperatura | ASTM A352 Grado LC1 | Baja temperatura a -75°F (-59°C). Uso excluido por encima de +650 °F (+340 °C). |
Acero al carbono de baja temperatura | ASTM A352 Grado LC2 | Baja temperatura a -100°F (-73°C). Uso excluido por encima de +650 °F (+340 °C). |
3.1/2 % de acero al níquel | ASTM A352 Grado LC3 | Baja temperatura a -150°F (-101°C). Uso excluido por encima de +650 °F (+340 °C). |
1.1/4% cromo 1/2% molibdeno acero | ASTM A217 Grado WC6 | Fluidos no corrosivos como agua, aceite y gases a temperaturas que oscilan entre -20 °F (-30 °C) y +1100 °F (+593 °C). |
2.1/4 % de cromo | ASTM A217 Grado C9 | Fluidos no corrosivos como agua, aceite y gases a temperaturas que oscilan entre -20 °F (-30 °C) y +1100 °F (+593 °C). |
5% cromo 1/2% molibdeno | ASTM A217 Grado C5 | Aplicaciones levemente corrosivas o erosivas y aplicaciones no corrosivas a temperaturas entre -20 °F (-30 °C) y +1200 °F (+649 °C). |
9% cromo 1% de molibdeno | ASTM A217 Grado C12 | Aplicaciones levemente corrosivas o erosivas y aplicaciones no corrosivas a temperaturas entre -20 °F (-30 °C) y +1200 °F (+649 °C). |
12% acero cromado | ASTM A487 Grado CA6NM | Aplicación corrosiva a temperaturas entre -20 °F (-30 °C) y +900 °F (+482 °C). |
12% cromo | ASTM A217 Grado CA15 | Aplicación corrosiva a temperaturas de hasta +1300 °F (+704 °C) |
316 de acero inoxidable | ASTM A351 Grado CF8M | Servicios no corrosivos corrosivos o de temperatura extremadamente baja o alta entre -450 °F (-268 °C) y +1200 °F (+649 °C). Por encima de +800 °F (+425 °C), especifique un contenido de carbono de 0.04 % o más. |
347 de acero inoxidable | ASTM 351 Grado CF8C | Principalmente para aplicaciones corrosivas de alta temperatura entre -450 °F (-268 °C) y +1200 °F (+649 °C). Por encima de +1000 °F (+540 °C), especifique un contenido de carbono de 0.04 % o más. |
304 de acero inoxidable | ASTM A351 Grado CF8 | Servicios no corrosivos para temperaturas corrosivas o extremadamente altas entre -450 °F (-268 °C) y +1200 °F (+649 °C). Por encima de +800 °F (+425 °C), especifique un contenido de carbono de 0.04 % o más. |
Acero inoxidable 304L | ASTM A351 Grado CF3 | Servicios corrosivos o no corrosivos a +800F (+425°C). |
Acero inoxidable 316L | ASTM A351 Grado CF3M | Servicios corrosivos o no corrosivos a +800F (+425°C). |
Aleación-20 | ASTM A351 Grado CN7M | Buena resistencia al ácido sulfúrico caliente a +800F (+425°C). |
Monel | ASTM 743 Grado M3-35-1 | Grado soldable. Buena resistencia a la corrosión por todos los ácidos orgánicos comunes y agua salada. También altamente resistente a la mayoría de las soluciones alcalinas a +750°F (+400°C). |
Hastelloy B | ASTM A743 Grado N-12M | Muy adecuado para manejar ácido fluorhídrico en todas las concentraciones y temperaturas. Buena resistencia a los ácidos sulfúrico y fosfórico a +1200°F (+649°C). |
Hastelloy C | ASTM A743 Grado CW-12M | Buena resistencia a las condiciones de oxidación. Buenas propiedades a altas temperaturas. Buena resistencia a los ácidos sulfúrico y fosfórico a +1200°F (+649°C). |
Inconel | ASTM A743 Grado CY-40 | Muy bueno para servicio de alta temperatura. Buena resistencia a los medios corrosivos y a la atmósfera a +800 °F (+425 °C). |
Bronce | ASTM B62 | Agua, aceite o gas: hasta 400 °F. Excelente para servicio de salmuera y agua de mar. |
La resistencia a la corrosión, la dureza y la tenacidad del material se mejoran al agregar elementos de aleación al acero base.
El principal más duro del acero es el carbono. Cuanto más carbono se añade (hasta un 1.2 %), más difícil se vuelve.
El molibdeno agrega fuerza al acero y aumenta la resistencia a la corrosión de los cloruros.
El cromo es el elemento del acero contra la corrosión y aumenta la resistencia al calor.
El níquel mejora la resistencia a la corrosión y la tenacidad y se utiliza para aumentar la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico.
El silicio es el principal desoxidante utilizado en la fabricación de acero. También aumenta la resistencia y la dureza del acero.
El manganeso contribuye a la fuerza y la dureza.
A veces, el elemento de azufre agregado se encuentra en cantidades controladas para facilitar el mecanizado y la soldadura.
El vanadio agregado aumenta la tenacidad y la resistencia a la fatiga.
Aquí está el estándar de fugas en el asiento de la válvula de control que se refiere al estándar ANSI/FCI 70-2-2006 reemplazando ANSI B16.104.
| Fuga Clase Ingrese su tratamiento actual | Fuga máxima Admisible | Medio de prueba | Presión de prueba | Procedimientos de prueba requeridos para establecer la calificación |
| CLASS I | – | – | – | No se requiere prueba siempre que el usuario y el proveedor así lo acuerden |
| CLASS II | 0.5% de la capacidad nominal | Aire o agua a 50-125 F (10-52C) | 45-60 psig o máx. diferencial de operación, el que sea más bajo | Presión aplicada a la entrada de la válvula con la salida abierta a la atmósfera o conectada a un dispositivo de medición de pérdida de carga baja. Empuje de cierre normal completo proporcionado por el actuador. |
| CLASE III | 0.1% de la capacidad nominal | Aire o agua a 50-125 F (10-52C) | 45-60 psig o máx. diferencial de operación, el que sea más bajo | Presión aplicada a la entrada de la válvula con la salida abierta a la atmósfera o conectada a un dispositivo de medición de pérdida de carga baja. Empuje de cierre normal completo proporcionado por el actuador. |
| CLASE IV | 0.01% de la capacidad nominal | Aire o agua a 50-125 F (10-52C) | 45-60 psig o máx. diferencial de operación, el que sea más bajo | Presión aplicada a la entrada de la válvula con la salida abierta a la atmósfera o conectada a un dispositivo de medición de pérdida de carga baja. Empuje de cierre normal completo proporcionado por el actuador. |
| CLASE V | 0.0005 ml por minuto de agua por pulgada de diámetro de puerto por diferencial de psi | Agua a 50-125F (10-52C) | Caída máxima de presión de servicio a través del tapón de la válvula, sin exceder la clasificación del cuerpo ANSI. | Presión aplicada a la entrada de la válvula después de llenar toda la cavidad del cuerpo y la tubería conectada con agua y cerrar el tapón de la válvula. Use el empuje máximo neto especificado del actuador, pero no más, incluso si está disponible durante la prueba. Deje tiempo para que el flujo de fuga se estabilice. |
| CLASE VI | No debe exceder las cantidades que se muestran en la siguiente tabla según el diámetro del puerto. | Aire o nitrógeno a 50-125 F (10-52C) | 50 psig o presión diferencial nominal máxima en el obturador de la válvula, lo que sea menor. | El actuador debe ajustarse a las condiciones de operación especificadas con un empuje de cierre normal total aplicado al asiento del obturador de la válvula. Deje tiempo para que el flujo de fuga se estabilice y utilice un dispositivo de medición adecuado. |
| DIÁMETRO NOMINAL DEL PUERTO (PULGADAS) | DIÁMETRO NOMINAL DEL PUERTO (MILÍMETROS) | TASA DE FUGA (ML POR MINUTO) | TASA DE FUGA (BURBUJAS / MINUTO*) |
| 3 | 76 | 0.9 | 6 |
| 4 | 102 | 1.7 | 11 |
| 6 | 152 | 4 | 27 |
| 8 | 203 | 6.75 | 45 |
| 10 | 254 | 9 | 63 |
| 12 | 305 | 11.5 | 81 |
En general, consideraremos seleccionar el material adecuado para el cuerpo de la válvula de control y los internos de 4 factores.
Aquí enumeraremos los materiales típicos para válvulas de control de tipo globo, mariposa y bola.
| Tipo de válvula | Tipo De Material | Cuerpo material | Material de acabado | Material del vástago | Material del asiento |
| Tipo de bola | Acero al Carbón | ASTM A352gr. LCC, A216 WCB, A216 WCC | 316 SS | 316 SS | 316 SS |
| Acero Inoxidable | 316 SS | 316 SS | 316 SS | 316 SS | |
| Incoloy o Inconel | UNS N08825 o A350 LF2, A216 WCB con superposición UNS N06625 | UNS N06625 | UNS N07718 | UNS N06625 | |
| Bronce | BRONCE (UNS C95800) | BRONCE (UNS C95800) | BRONCE (UNS C95800) | BRONCE (UNS C95800) | |
| Dúplex y Súper Dúplex | ASTM A890 GR. 4A (UNS J92205) (Dúplex~22 % Cr), ASTM A182 GR. F53 (UNS S32750) o F55 (UNS S32760) (Super Duplex~25% Cr) | ASTM A182 F51, F53, F55 | ASTM A276 UNS S31803, S32750, S32760 | ASTM A182 F51, F53, F55 | |
| 6 molibdeno SS | UNS S31254 (acero inoxidable 6 molibdeno) | UNS S31254 | UNS S31254 | UNS S31254 | |
| Tipo de mariposa | – | Hierro fundido, acero al carbono, acero inoxidable, Hastelloy, latón, acero con aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, bronce de níquel y aluminio, acero dúplex | Hierro fundido, acero al carbono, acero inoxidable, Hastelloy, latón, acero con aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, bronce de níquel y aluminio, acero dúplex | Acero inoxidable, Inconel, Monel | Asiento blando: PTFE, RTFE, EPDM, Buna-N, Viton, Neopreno Asiento de metal: Inconel, acero inoxidable |
| Tipo de globo | – | Acero al carbono, acero inoxidable, Hastelloy, latón, acero con aleaciones de níquel, aleaciones de titanio, bronce de níquel y aluminio, acero dúplex | Acero inoxidable 316, acero inoxidable 416, 17-4PH | Acero inoxidable, Inconel, Monel | Asiento blando: PTFE, RTFE, Viton Asiento de metal: Inconel, acero inoxidable |
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