Las válvulas de cierre son dispositivos que dividen una tubería en secciones separadas y regulan la presión en su interior. Regulan el caudal y crean un cierto nivel de estanqueidad. Su uso está muy extendido, representando hasta el 80 % de todas las válvulas de tuberías. Entre las válvulas de cierre se incluyen: llaves de paso, válvulas de compuerta, válvulas de mariposa y grifos.
Este equipo está diseñado para interrumpir o abrir completamente el flujo de diversos líquidos en una tubería, según los requisitos del proceso. Entre estos dispositivos se incluyen válvulas de cierre, válvulas de compuerta, válvulas de mariposa y tomas. Las válvulas de cierre y control, a su vez, actúan como reguladores de flujo y crean un sellado hermético dentro de la tubería.
Las válvulas de cierre de todo tipo están diseñadas para su uso en los siguientes entornos:
- líquido y gas-líquido;
- agua;
- vaporoso.
En general, este tipo de equipos están diseñados para funcionar únicamente en dos posiciones: "abierto" o "cerrado" y, por lo general, no se utilizan en posiciones intermedias.
Según su finalidad, el refuerzo se divide en los siguientes tipos:
- válvula de cierre: para bloquear el flujo del medio transportado, con la condición principal de estanqueidad;
- regular – establecer un caudal específico del fluido de trabajo modificando la sección transversal nominal de la tubería, generalmente controlado por una fuente de energía independiente;
- distribución: dividir el flujo en las direcciones requeridas, así como mezclar diferentes flujos;
- seguridad - evitar que se superen los parámetros de presión permitidos en tuberías y recipientes mediante la descarga de los productos bombeados hasta que se detenga el flujo;
- Separación de fases: se utiliza para separar el producto en diferentes fracciones y estados, e incluye separadores de aceite, trampas de condensado y de humedad.
El uso de válvulas de cierre en los sistemas de alcantarillado está asociado a la necesidad de cerrar secciones individuales para realizar reparaciones.
Para tuberías principales
Para ser eficaz, el bombeo de productos requiere recorrer largas distancias a alta presión y velocidad. Por lo tanto, se exigen requisitos especiales en la selección de tuberías y válvulas de cierre: válvulas de compuerta, válvulas de retención y válvulas de mariposa.
Se selecciona de acuerdo con las normas técnicas, la presión de diseño, la viscosidad del fluido y las fluctuaciones de temperatura internas y externas. El grado de automatización del bombeo también es importante.
En los sistemas principales de suministro de agua, el líquido bombeado siempre contiene cierta cantidad de componentes agresivos. Por lo tanto, se utilizan materiales resistentes a los productos químicos para las válvulas. El hierro fundido, que se utiliza para fabricar todo tipo de válvulas de cierre de tuberías, posee plenamente estas propiedades.
Se utilizan en tuberías de alta y baja presión, así como para el bombeo de diversos fluidos. Este material también es el más utilizado para la fabricación de accesorios para oleoductos.
En las tuberías principales se utilizan válvulas de cierre con tamaños que oscilan entre 8 y 2000 milímetros.
Las válvulas se controlan manualmente mediante volantes de inercia y, en lugares de difícil acceso, mediante un accionamiento eléctrico remoto.
La mayoría de las válvulas de compuerta de hierro fundido están diseñadas con mecanismos de brida y se pueden fabricar en varios diseños:
- Válvulas de compuerta: con vástago móvil o fijo;
La válvula de compuerta tiene un cuerpo de hierro fundido., que contiene una válvula de compuerta plana con una abertura que corresponde al diámetro de la tubería. Para el control se utilizan dos tipos de actuadores: manual para las unidades ubicadas en lugares accesibles y remoto para las instaladas en espacios cerrados.
El actuador manual consta de una manivela, un par de tornillos y una varilla unida al amortiguador. Al girar la manivela, el par de tornillos convierte el movimiento rotatorio en movimiento lineal, que, a través de la varilla, desplaza el amortiguador en la dirección deseada. Cuando la abertura del amortiguador se alinea con la abertura de la tubería, se reanuda el flujo de fluido.
- Las válvulas de cuña son un tipo de válvula de cierre muy eficaz para tuberías. La forma del elemento de cierre garantiza un sellado máximo entre la válvula y el asiento, mejorando la calidad del cierre.
Al levantar la compuerta, la cuña se mueve con respecto al asiento, alineando su orificio con el de la parte fija y permitiendo el paso del fluido de trabajo. La rotación puede realizarse de forma manual o remota.
- Paralelo.
Estos dispositivos están diseñados para funcionar a presiones de 2 a 200.
atmósfera.
El fluido de trabajo y los elementos de cierre del dispositivo, que consisten en dos placas, se encuentran en la cámara. Las placas de cierre están unidas al vástago del actuador. Al girar este vástago, se abren, permitiendo el paso de agua o vapor a través de la tubería.
Todas las válvulas presentadas tienen una serie de parámetros comunes, entre los que se incluyen:
- La conexión a la tubería del producto se realiza mediante bridas, acoplamientos o soldadura.
- Las válvulas de compuerta no se utilizan para regular la presión en la tubería, sino únicamente para abrirla o cerrarla en posiciones extremas.
- Los cuerpos de las válvulas de compuerta están hechos de hierro fundido, y con menos frecuencia de acero.
- Todos estos tipos de accesorios utilizan dispositivos de sellado fabricados con caucho, paronita, cartón, etc.
- Según la disponibilidad del dispositivo, se utiliza un accionamiento manual mediante un volante de inercia o un control remoto mediante un accionamiento eléctrico.
Las válvulas de cierre con brida para tuberías se utilizan no solo en redes de suministro de agua, sino también para el bombeo de productos derivados del petróleo u otros fluidos.
En las redes de distribución, las válvulas y grifos con conexiones de acoplamiento se utilizan con frecuencia en tuberías de suministro de agua con diámetros DN100 o inferiores. Estos dispositivos son más pequeños y fáciles de instalar. Las conexiones se realizan enroscando las piezas en la rosca del componente correspondiente.
El sellado de este tipo de unión se garantiza mediante el uso de diversos selladores: fibra de lino, cinta FUM (material de sellado fluoroplástico), cordones de sellado y sellador de silicona especial. Este tipo de conexión es menos fiable que una conexión con brida, pero las fugas también son más rápidas y fáciles de reparar.
Los acoplamientos de cierre para tuberías se utilizan en redes de distribución internas con diámetros inferiores a DN 50 a una presión de tubería de 0,6 atmósferas.
Válvulas de cierre de agua para redes de distribución
Estos productos, de diversos tipos y funciones, están diseñados para suministrar agua desde el depósito hasta el punto de consumo final. Su función principal es interrumpir o abrir el flujo de agua en la tubería, así como regular la presión en la red. En resumen, cualquiera de estos mecanismos, ya sea un grifo o una válvula, permite cortar o reanudar el suministro de agua.
El diseño de una válvula de cierre es bastante sencillo. Se basa en una tubería de hierro fundido o latón. En ella se inserta una válvula que puede cerrar la tubería parcial o totalmente, provocando un cambio de presión o interrumpiendo el flujo. El mecanismo se controla mediante una válvula de palanca de cualquier forma.
Propósito funcional de los dispositivos
Los accesorios del sistema de suministro de agua se instalan no solo en todas las casas, sino también en todos los apartamentos. Regulan la presión en el sistema de suministro de agua de la casa y distribuyen el agua por todo el apartamento, según lo especificado en el diseño.
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Estos dispositivos se instalan en edificios industriales y espacios donde se utiliza agua como parte del proceso de producción, así como para fines sanitarios. Para ello, se emplean tuberías fabricadas con materiales especiales, diferentes de las utilizadas en la construcción residencial.
Las válvulas de cierre para sistemas de suministro de agua están diseñadas funcionalmente para retener el líquido en la tubería y, si es necesario, suministrarlo al destino en la cantidad requerida.
Los materiales utilizados para fabricar mecanismos de cierre pueden ser diversas sustancias, pero con mayor frecuencia son las siguientes:
- Hierro fundido de diversas modificaciones.
- Latón.
- El acero inoxidable permite el paso seguro de líquidos químicamente activos, que a menudo se bombean a través de tuberías.
Sobre las ventajas y desventajas de las distintas clasificaciones de dispositivos
Gracias a su alto rendimiento y atractivo estético, las válvulas de latón y acero inoxidable son actualmente las más populares. Estas válvulas pueden durar hasta quince años en un sistema de suministro de agua.
A pesar de ello, la investigación para aumentar la durabilidad de los accesorios de fontanería mediante el uso de nuevos materiales continúa. Esto ha dado como resultado el desarrollo de accesorios a base de polímeros que pueden utilizarse indefinidamente, siempre que no se sometan a esfuerzos mecánicos excesivos.
Mira el video: clasificación y tipos.
Para las tuberías de agua de plástico, se utilizan accesorios fabricados con un material similar.De lo contrario, el desgaste será desigual en la interfaz con los diferentes materiales. La vida útil total del sistema viene determinada por el material que se desgasta más rápidamente.
Una de las ventajas de las tuberías de agua de plástico es que no tienen conexiones roscadas. Los componentes se unen mediante soldadura o adhesivos. Estas conexiones son extremadamente seguras y solo se pueden romper con fuerza bruta.
Las tuberías de polietileno de 820 a 1020 mm se utilizan principalmente en las redes principales de agua. Estas tuberías se emplean con accesorios de plástico para los sistemas de suministro de agua. Soportan fácilmente las presiones habituales en los sistemas de agua, que en la mayoría de los casos no superan las 20 atmósferas.
Las tuberías metálicas se conectan mediante los mismos racores. Sin embargo, dado que las conexiones roscadas son menos fiables, es necesario utilizar selladores y juntas.
Analicemos los tipos y clasificaciones.
Existen muchos diseños de válvulas y grifos para sistemas de suministro de agua. Los más populares son:
- Grúas con caja de ejes.
El flujo de agua a través de la tubería se bloquea al apretar el vástago, que actúa sobre una junta de goma que se ajusta al asiento y sella el paso. El punto débil de este sistema es la junta, que debe reemplazarse periódicamente. Tener una junta de repuesto en casa con estos grifos es indispensable. Los cuerpos de estos grifos están hechos de latón o, con menos frecuencia, de hierro fundido.
- Grifos y válvulas con insertos cerámicos
Este diseño de válvulas de cierre de suministro de agua ya se ha generalizado debido a la alta fiabilidad de la unidad de derivación.
El agua se libera de la tubería girando la manilla aproximadamente 180 grados. Esto alinea las aberturas de dos placas cerámicas, abriendo el paso del agua desde la tubería. Gracias a la alta resistencia superficial de las placas, su desgaste es muy lento, y el uso de una junta de goma de soporte en la parte inferior (fija) del cuerpo de la válvula garantiza la compensación del desgaste y un sellado hermético. El cuerpo de la válvula (y la válvula misma) están fabricados en latón.
- Válvulas de bola.
El elemento de cierre de estos dispositivos es una esfera de latón de alta calidad. Está pulida con pasta de diamante y posteriormente niquelada o cromada. El orificio de la esfera se ajusta al tamaño del paso. Al girar la manivela, la esfera rota 90 grados, cerrando o abriendo el orificio. Unas juntas de teflón resistentes al desgaste actúan como sello. Este dispositivo no está diseñado para el control de caudal.
Además de los tipos de válvulas de cierre mencionados anteriormente, se fabrican muchos otros:
- válvulas para liberar bolsas de aire en el sistema de calefacción;
- válvulas de alivio de presión de emergencia instaladas en los buques;
- Válvulas para regular la presión en el sistema interno de suministro de agua.
Las válvulas de bola se utilizan para cerrar la tubería en casos de emergencia.
Tecnología y métodos de producción
La producción de accesorios para tuberías es un proceso tecnológico complejo que incluye una serie de pasos secuenciales que garantizan la producción de productos fiables y comercializables.
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La tecnología para producir válvulas de cierre para tuberías incluye los siguientes pasos:
- Comercializar en el mercado productos relevantes con el objetivo de determinar la gama de productos efectiva (vendible).
- Realizar trabajos de diseño y estudio para crear modelos y tipos de productos que sean eficientes tanto en calidad como en costes de fabricación.
- Desarrollo de la tecnología de producción, determinación de la composición óptima de los equipos.
- Desarrollo de métodos para un control de calidad no destructivo y eficaz de los productos.
- Desarrollar publicidad eficaz para sus productos.
- Logística y distribución de productos.
La tecnología para producir válvulas de cierre para tuberías se puede representar de la siguiente manera:
- Compra de materias primas para la producción. Control de calidad de las materias primas y componentes entrantes.
- Fabricación de piezas en bruto para la elaboración de accesorios mediante fundición a partir de hierro fundido, latón y otros materiales adecuados.
- Tratamiento térmico de las piezas fundidas para dotarlas de las propiedades mecánicas requeridas.
- Mecanizado mecánico de superficies de trabajo para lograr la planitud y el acabado superficial requeridos. Torneado de conexiones roscadas.
- Aplicación de un recubrimiento protector mediante galvanoplastia. El niquelado es un método comúnmente utilizado.
- Ensamblaje de accesorios de plomería utilizando piezas de nuestra propia producción y componentes adquiridos mediante cooperación.
- Control de calidad final de los productos terminados y traslado al almacén de productos terminados. Cabe destacar que, durante la fabricación de válvulas, se realizan controles de calidad intermedios tras cada etapa del proceso. Por ejemplo, tras la fundición y el galvanizado, es obligatorio realizar pruebas ultrasónicas para detectar porosidades y otras imperfecciones.
- Venta de productos terminados.
Las empresas que deseen vender sus productos en el extranjero deben certificarlos según la norma ISO 9001. Es importante destacar que esta norma regula no solo el producto final, sino también todo el proceso de producción, comenzando por la gestión documental.
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Documentación técnica
Los requisitos generales para la producción de válvulas de cierre para oleoductos y gasoductos están regulados por la norma GOST R 53673-2009. Las normas de funcionamiento y las características de instalación están contempladas en varios códigos y reglamentos de construcción (SNiPs) relativos a los requisitos pertinentes.
