Selección de válvulas químicas

Puntos clave de la selección de válvulas
1. Aclarar el propósito de la válvula en el equipo o dispositivo.
Determinar las condiciones de trabajo de la válvula: la naturaleza del medio aplicable, la presión de trabajo, la temperatura de trabajo y el método de control de operación, etc.
2. Elija correctamente el tipo de válvula
La elección correcta del tipo de válvula se basa en el conocimiento completo del proceso de producción y las condiciones de operación por parte del diseñador. Al seleccionar el tipo de válvula, el diseñador debe comprender primero las características estructurales y el rendimiento de cada una.
3. Determine la conexión final de la válvula.
Entre las conexiones roscadas, bridadas y soldadas, las dos primeras son las más utilizadas. Las válvulas roscadas son principalmente válvulas con un diámetro nominal inferior a 50 mm. Si el diámetro es demasiado grande, será muy difícil instalar y sellar la conexión.
Las válvulas conectadas con brida son más fáciles de instalar y desmontar, pero son más pesadas y más caras que las válvulas conectadas con tornillo, por lo que son adecuadas para conexiones de tuberías de varios diámetros y presiones.
La conexión soldada es adecuada para condiciones de carga pesada y ofrece mayor fiabilidad que la conexión con brida. Sin embargo, resulta difícil desmontar y reinstalar la válvula conectada mediante soldadura, por lo que su uso se limita a situaciones en las que suele funcionar de forma fiable durante un tiempo prolongado o en condiciones de uso exigentes y altas temperaturas.
4. Selección del material de la válvula
Al seleccionar el material de la carcasa, las piezas internas y la superficie de sellado de la válvula, además de considerar las propiedades físicas (temperatura, presión) y químicas (corrosividad) del fluido de trabajo, también debe considerarse su limpieza (con o sin partículas sólidas). Asimismo, es necesario consultar la normativa vigente del país y del departamento del usuario.
La selección correcta y razonable del material de la válvula permite obtener la vida útil más económica y el mejor rendimiento. El orden de selección del material del cuerpo de la válvula es: hierro fundido, acero al carbono y acero inoxidable, y el orden de selección del material del anillo de sellado es: caucho, cobre y acero aleado F4.
5. Otros
Además, también se debe determinar el caudal y el nivel de presión del fluido que fluye a través de la válvula, y se debe seleccionar la válvula adecuada utilizando la información existente (como catálogos de productos de válvulas, muestras de productos de válvulas, etc.).

Instrucciones de selección de válvulas de uso común

1: Instrucciones de selección de válvula de compuerta
En general, las válvulas de compuerta deberían ser la primera opción. Además de ser adecuadas para vapor, aceite y otros fluidos, también son adecuadas para fluidos con sólidos granulares y alta viscosidad, así como para sistemas de venteo y de bajo vacío. Para fluidos con partículas sólidas, el cuerpo de la válvula debe tener uno o dos orificios de purga. Para fluidos de baja temperatura, se recomiendan válvulas de compuerta especiales para baja temperatura.

2: Instrucciones para la selección de la válvula de globo
La válvula de cierre es adecuada para tuberías que no requieren una estricta resistencia al fluido, es decir, tuberías o dispositivos con medio de alta temperatura y alta presión que no consideran la pérdida de presión, y son adecuadas para tuberías medianas como vapor con DN < 200 mm;
Las válvulas pequeñas pueden elegir válvulas de globo, como válvulas de aguja, válvulas de instrumentos, válvulas de muestreo, válvulas de manómetro, etc.;
La válvula de parada tiene ajuste de flujo o ajuste de presión, pero la precisión del ajuste no es alta y el diámetro de la tubería es relativamente pequeño, es mejor usar una válvula de parada o una válvula de mariposa;
Para medios altamente tóxicos, se debe utilizar una válvula de globo sellada con fuelle; sin embargo, la válvula de globo no se debe utilizar para medios con alta viscosidad y medios que contengan partículas que sean fáciles de precipitar, ni se debe utilizar como válvula de ventilación o válvula de sistema de bajo vacío.
3: Instrucciones de selección de válvulas de bola
La válvula de bola es adecuada para medios de baja temperatura, alta presión y alta viscosidad. La mayoría de las válvulas de bola pueden utilizarse en medios con partículas sólidas en suspensión, así como en medios pulverulentos y granulares, según los requisitos del material de sellado.
La válvula de bola de canal completo no es adecuada para el ajuste de flujo, pero es adecuada para ocasiones que requieren una apertura y un cierre rápidos, lo que es conveniente para el apagado de emergencia en caso de accidentes; generalmente en un rendimiento de sellado estricto, desgaste, paso de estrangulamiento, acción rápida de apertura y cierre, corte de alta presión (gran diferencia de presión), en tuberías con bajo nivel de ruido, vaporización, pequeño par de operación y pequeña resistencia al fluido, se recomiendan válvulas de bola.
La válvula de bola es adecuada para estructuras ligeras, sistemas de corte de baja presión y medios corrosivos. Además, es ideal para medios criogénicos y de baja temperatura. Para sistemas de tuberías y dispositivos que utilizan medios de baja temperatura, se recomienda seleccionar una válvula de bola de baja temperatura con bonete.
Al seleccionar una válvula de bola flotante, el material de su asiento debe soportar la carga de la bola y del fluido de trabajo. Las válvulas de bola de gran calibre requieren mayor fuerza durante su operación, DN≥
La válvula de bola de 200 mm debe utilizar la forma de transmisión de engranaje helicoidal; la válvula de bola fija es adecuada para ocasiones de mayor diámetro y mayor presión; además, la válvula de bola utilizada para el proceso de materiales altamente tóxicos y tuberías de medios inflamables debe tener una estructura ignífuga y antiestática.
4: Instrucciones de selección de la válvula de mariposa
La válvula de mariposa es adecuada para fluidos con baja temperatura y alta presión, y para piezas que requieren ajuste de caudal y presión. No es adecuada para fluidos con alta viscosidad y que contengan partículas sólidas, ni para válvulas de aislamiento.
5: Instrucciones de selección de válvulas de gallo
La válvula de tapón es adecuada para situaciones que requieren una apertura y un cierre rápidos. Generalmente, no es adecuada para vapor y medios de alta temperatura, de baja temperatura y alta viscosidad, ni para medios con partículas en suspensión.
6: Instrucciones de selección de válvulas de mariposa
La válvula de mariposa es adecuada para diámetros grandes (como DN﹥600 mm) y longitudes de estructura cortas, así como para aplicaciones que requieren ajuste de caudal y apertura y cierre rápidos. Generalmente se utiliza para temperaturas ≤
80℃, presión ≤ 1,0 MPa agua, aceite, aire comprimido y otros medios; debido a la pérdida de presión relativamente grande de las válvulas de mariposa en comparación con las válvulas de compuerta y las válvulas de bola, las válvulas de mariposa son adecuadas para sistemas de tuberías con requisitos de pérdida de presión menos estrictos.
7: Instrucciones de selección de válvulas de retención
Las válvulas de retención son generalmente adecuadas para medios limpios, no para medios con partículas sólidas y alta viscosidad. Para diámetros ≤ 40 mm, se debe utilizar una válvula de retención de elevación (solo se permite su instalación en tuberías horizontales); para diámetros DN = 50 a 400 mm, se debe utilizar una válvula de retención de oscilación (puede instalarse tanto en tuberías horizontales como verticales; por ejemplo, en tuberías verticales, el flujo del medio debe ser de abajo a arriba).
Cuando DN ≥ 450 mm, se debe utilizar una válvula de retención de tampón; cuando DN = 100 ～ 400 mm, también se puede utilizar una válvula de retención de oblea; la válvula de retención oscilante se puede convertir en una presión de trabajo muy alta, PN puede alcanzar 42 MPa, se puede aplicar a cualquier medio de trabajo y cualquier rango de temperatura de trabajo según los diferentes materiales de la carcasa y las piezas de sellado.
El medio es agua, vapor, gas, medio corrosivo, aceite, medicina, etc. El rango de temperatura de trabajo del medio es entre -196～800℃.
8: Instrucciones de selección de válvulas de diafragma
La válvula de diafragma es adecuada para aceite, agua, medios ácidos y medios con sólidos en suspensión, con temperaturas de trabajo inferiores a 200 °C y presiones inferiores a 1,0 MPa. No es adecuada para solventes orgánicos ni medios oxidantes fuertes.
Las válvulas de diafragma de vertedero deben seleccionarse para medios granulares abrasivos, y debe consultarse la tabla de características de flujo de las válvulas de diafragma de vertedero al seleccionar las válvulas de diafragma de vertedero; deben seleccionarse válvulas de diafragma de paso directo para fluidos viscosos, lechada de cemento y medios sedimentarios; las válvulas de diafragma no deben usarse para tuberías de vacío, excepto para requisitos específicos de equipos de carreteras y de vacío.

Preguntas y respuestas sobre selección de válvulas

1. ¿Cuáles son los tres factores principales que se deben tener en cuenta al seleccionar un organismo implementador?
La salida del actuador debe ser mayor que la carga de la válvula y debe coincidir razonablemente.
Al verificar la combinación estándar, es necesario considerar si la diferencia de presión admisible especificada por la válvula cumple con los requisitos del proceso. Si la diferencia de presión es grande, se debe calcular la fuerza de desequilibrio en el carrete.
Es necesario considerar si la velocidad de respuesta del actuador cumple con los requisitos de la operación del proceso, especialmente del actuador eléctrico.

2. En comparación con los actuadores neumáticos, ¿cuáles son las características de los actuadores eléctricos y qué tipos de salida existen?
El accionamiento eléctrico es eléctrico, sencillo y práctico, con alto empuje, par y rigidez. Sin embargo, su estructura es compleja y su fiabilidad es baja. Resulta más caro que el neumático en especificaciones pequeñas y medianas. Se utiliza a menudo en situaciones donde no hay fuente de gas o donde no se requieren requisitos estrictos de protección contra explosiones y llamas. El actuador eléctrico tiene tres tipos de salida: carrera angular, carrera lineal y multivuelta.

3. ¿Por qué es grande la diferencia de presión de corte de la válvula de un cuarto de vuelta?
La diferencia de presión de corte de la válvula de cuarto de vuelta es mayor porque la fuerza resultante generada por el medio sobre el núcleo o el plato de la válvula produce un par muy pequeño en el eje giratorio, lo que le permite soportar una mayor diferencia de presión. Las válvulas de mariposa y de bola son las válvulas de cuarto de vuelta más comunes.

4. ¿Qué válvulas se deben seleccionar para la dirección del flujo? ¿Cómo elegirlas?
Las válvulas de control de sello simple, como las de asiento único, las de alta presión y las de manguito sin orificios de equilibrio, requieren flujo. Existen ventajas y desventajas para la apertura y el cierre del flujo. La válvula de flujo abierto funciona de forma relativamente estable, pero su autolimpieza y sellado son deficientes, y su vida útil es corta. La válvula de flujo cerrado ofrece una larga vida útil, autolimpieza y buen sellado, pero su estabilidad es deficiente cuando el diámetro del vástago es menor que el del núcleo de la válvula.
Las válvulas de un solo asiento, las válvulas de pequeño caudal y las válvulas de manguito de un solo sello se suelen seleccionar para flujo abierto y flujo cerrado cuando se requieren altos requisitos de descarga o autolimpieza. La válvula de control característico de apertura rápida de dos posiciones selecciona el tipo de flujo cerrado.

5. Además de las válvulas de asiento simple y doble y las válvulas de manguito, ¿qué otras válvulas tienen funciones reguladoras?
Las válvulas de diafragma, las válvulas de mariposa, las válvulas de bola en forma de O (principalmente de corte), las válvulas de bola en forma de V (gran relación de ajuste y efecto de corte) y las válvulas rotativas excéntricas son todas válvulas con funciones de ajuste.

6. ¿Por qué la selección del modelo es más importante que el cálculo?
Al comparar el cálculo con la selección, esta última es mucho más importante y compleja. Dado que el cálculo es simplemente un cálculo de fórmula, no depende de la precisión de la fórmula, sino de la precisión de los parámetros del proceso.
La selección implica una gran cantidad de contenido, y un pequeño descuido puede llevar a una selección incorrecta, lo que no solo genera desperdicio de mano de obra, materiales y recursos financieros, sino también un uso insatisfactorio, lo que conlleva diversos problemas, como la fiabilidad, la vida útil, el funcionamiento, la calidad, etc.

7. ¿Por qué no se puede utilizar la válvula de doble sellado como válvula de cierre?
La ventaja del núcleo de la válvula de doble asiento es la estructura de equilibrio de fuerza, que permite una gran diferencia de presión, pero su desventaja sobresaliente es que las dos superficies de sellado no pueden estar en buen contacto al mismo tiempo, lo que resulta en grandes fugas.
Si se usa artificialmente y de forma forzada para cortar ocasiones, el efecto obviamente no es bueno. Incluso con muchas mejoras (como la válvula de manguito de doble sellado), no es recomendable.

8. ¿Por qué la válvula de doble asiento oscila fácilmente cuando se trabaja con una abertura pequeña?
En válvulas de un solo núcleo, la estabilidad de la válvula es buena cuando el fluido es de flujo abierto; mientras que la estabilidad de la válvula es deficiente cuando es de flujo cerrado. La válvula de doble asiento tiene dos carretes: el inferior está en flujo cerrado y el superior en flujo abierto.
De esta manera, al trabajar con una abertura pequeña, es probable que el núcleo de la válvula con flujo cerrado provoque vibración en la válvula, por lo que la válvula de doble asiento no se puede utilizar para trabajar con una abertura pequeña.

9. ¿Cuáles son las características de la válvula de control de un solo asiento y paso recto? ¿Dónde se utiliza?
El caudal de fuga es pequeño, ya que el núcleo de la válvula es único, lo que facilita el sellado. El caudal de descarga estándar es de 0,01 % KV, y su diseño adicional permite su uso como válvula de cierre.
La diferencia de presión admisible es pequeña y el empuje es grande debido al desequilibrio de fuerzas. La válvula △P de DN100 es de tan solo 120 kPa.
La capacidad de circulación es pequeña. El KV de DN100 es de solo 120. Se utiliza a menudo cuando la fuga es pequeña y la diferencia de presión no es grande.

10. ¿Cuáles son las características de la válvula de control de doble asiento de paso recto? ¿Dónde se utiliza?
La diferencia de presión admisible es grande, porque puede compensar muchas fuerzas desequilibradas. La válvula DN100 △P es 280 KPa.
Gran capacidad de circulación. El KV de DN100 es de 160.
La fuga es importante debido a que los dos carretes no pueden sellarse simultáneamente. El caudal de descarga estándar es de 0,1 % KV, diez veces superior al de una válvula de un solo asiento. La válvula de control de doble asiento de paso recto se utiliza principalmente en situaciones con alta diferencia de presión y requisitos de baja fuga.

11. ¿Por qué el rendimiento antibloqueo de la válvula reguladora de carrera recta es deficiente y la válvula de carrera angular tiene un buen rendimiento antibloqueo?
El carrete de la válvula de carrera recta es de estrangulamiento vertical, y el fluido entra y sale horizontalmente. El flujo en la cavidad de la válvula inevitablemente gira y se invierte, lo que complica bastante su recorrido (su forma es similar a una "S" invertida). Por lo tanto, existen numerosas zonas muertas que facilitan la precipitación del fluido, y si esto continúa, se producirá un bloqueo.
La dirección de estrangulación de la válvula de cuarto de vuelta es horizontal. El fluido entra y sale horizontalmente, lo que facilita la eliminación del fluido contaminado. Al mismo tiempo, el flujo es simple y el espacio para la precipitación del fluido es reducido, lo que garantiza un buen rendimiento antibloqueo.

12. ¿En qué circunstancias necesito utilizar un posicionador de válvula?

Donde la fricción es alta y se requiere un posicionamiento preciso. Por ejemplo, válvulas de control de alta y baja temperatura o válvulas de control con empaquetadura de grafito flexible.
El proceso lento requiere aumentar la velocidad de respuesta de la válvula reguladora. Por ejemplo, el sistema de ajuste de temperatura, nivel de líquido, análisis y otros parámetros.
Es necesario aumentar la fuerza de salida y la fuerza de corte del actuador. Por ejemplo, en válvulas de un solo asiento con DN ≥ 25 o de doble asiento con DN > 100. Cuando la caída de presión en ambos extremos de la válvula es △P > 1 MPa o la presión de entrada es P1 > 10 MPa.
En el funcionamiento del sistema de regulación de rango dividido y de la válvula reguladora, a veces es necesario cambiar los modos de apertura y cierre de aire.
Es necesario cambiar las características de flujo de la válvula reguladora.

13. ¿Cuáles son los siete pasos para determinar el tamaño de la válvula reguladora?
Determinar el caudal calculado-Qmax, Qmin
Determinar la diferencia de presión calculada: seleccionar el valor de la relación de resistencia S de acuerdo con las características del sistema y luego determinar la diferencia de presión calculada (cuando la válvula está completamente abierta);
Calcule el coeficiente de flujo: seleccione la fórmula de cálculo, el gráfico o el software adecuados para encontrar el máximo y el mínimo de KV;
Selección del valor KV: de acuerdo con el valor máximo de KV en la serie de productos seleccionada, se utiliza el KV más cercano a la primera marcha para obtener el calibre de selección principal;
Cálculo de verificación del grado de apertura: cuando se requiere Qmax, ≯90 % de apertura de la válvula; cuando Qmin es ≮10 % de apertura de la válvula;
Cálculo de verificación de relación ajustable real: el requisito general debe ser ≮10; Ractual ＞ requisito R
Se determina el calibre: si no está calificado, vuelva a seleccionar el valor KV y verifique nuevamente.

14. ¿Por qué la válvula de manguito reemplaza a las válvulas de asiento simple y doble pero no consigue lo que desea?
La válvula de manguito, que surgió en la década de 1960, se utilizó ampliamente a nivel nacional e internacional en la década de 1970. En las plantas petroquímicas introducidas en la década de 1980, las válvulas de manguito representaron una mayor proporción. En aquel entonces, muchos creían que las válvulas de manguito podrían reemplazar a las válvulas simples y dobles. La válvula de asiento se convirtió en el producto de segunda generación.
Hasta ahora, este no es el caso. Las válvulas de asiento simple, doble y de manguito se utilizan por igual. Esto se debe a que la válvula de manguito solo mejora la forma de estrangulamiento, la estabilidad y el mantenimiento en comparación con la válvula de asiento simple, pero su peso, antibloqueo y los indicadores de fugas son similares a los de las válvulas de asiento simple y doble. ¿Cómo podría reemplazar las válvulas de asiento simple y doble de lana? Por lo tanto, solo pueden usarse juntas.

15. ¿Por qué se deben utilizar juntas duras siempre que sea posible en las válvulas de cierre?
La fuga de la válvula de cierre es mínima. La fuga de la válvula de sellado blando es la más baja. Si bien el efecto de cierre es bueno, no es resistente al desgaste ni confiable. Considerando la doble norma de pequeñas fugas y sellado confiable, el sellado blando no es tan bueno como el sellado duro.
Por ejemplo, una válvula reguladora ultraligera de función completa, sellada y apilada con protección de aleación resistente al desgaste, tiene alta confiabilidad y tiene una tasa de fuga de 10-7, que ya puede cumplir con los requisitos de una válvula de cierre.

16. ¿Por qué el vástago de la válvula de control de carrera recta es más delgado?
Se basa en un principio mecánico simple: alta fricción de deslizamiento y baja fricción de rodadura. El vástago de la válvula de carrera recta se mueve hacia arriba y hacia abajo, y la empaquetadura se comprime ligeramente, lo que compacta el vástago de la válvula con mucha fuerza, lo que resulta en una mayor diferencia de retorno.
Por esta razón, el vástago de la válvula está diseñado para ser muy pequeño y el empaque utiliza un empaque de PTFE con un pequeño coeficiente de fricción para reducir el juego, pero el problema es que el vástago de la válvula es delgado, lo que es fácil de doblar y la vida útil del empaque es corta.
La mejor manera de solucionar este problema es usar un vástago de válvula de recorrido, es decir, una válvula de cuarto de vuelta. Su vástago es de 2 a 3 veces más grueso que el de una válvula de carrera recta. Además, utiliza empaquetadura de grafito de larga duración y mayor rigidez del vástago. La empaquetadura tiene una larga vida útil, pero el par de fricción y la holgura son bajos.

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