Por qué se utilizan válvulas de globo en plantas químicas y petroquímicas
Las válvulas de globo a menudo se seleccionan en plantas químicas y petroquímicas cuando una línea necesita un cierre confiable, operación de arranque y parada o estrangulamiento limitado con un elemento de cierre más controlado que una válvula de compuerta. La trayectoria de su cuerpo cambia la dirección del flujo a través del área del asiento, por lo que la caída de presión es normalmente mayor que la de una válvula de compuerta o una válvula de bola de puerto completo. Esto es aceptable en muchas líneas de servicios públicos, dosificación, derivación, drenaje, ventilación, muestreo y proceso, pero debe tenerse en cuenta en los cálculos de altura de la bomba, pérdida de energía y estabilidad del proceso.
No todas las válvulas de globo son adecuadas para regulación continua, alta presión diferencial, flasheo, cavitación o servicio sucio. El servicio químico también agrega control de fugas externas, corrosión, cristalización, depósitos, compatibilidad de juntas, vida útil del empaque y preguntas de acceso al mantenimiento. Para conocer el marco más amplio de válvulas químicas, consulte nuestra válvulas industriales para guía de procesamiento químico. Este artículo se centra en la selección de válvulas de globo en lugar de repetir la comparación completa del tipo de válvula química.
Válvula de globo industrial versus válvula de control estilo globo
Una válvula de globo industrial y una válvula de control estilo globo pueden parecer similares desde el exterior, pero están especificadas de manera diferente. Una válvula de globo manual o de cierre puede proporcionar aislamiento y regulación limitada. Una función de control de modulación continua debe evaluarse como un paquete completo de válvula de control.
| Punto de selección | Válvula de globo industrial | Válvula de control estilo globo |
|---|---|---|
| Deber principal | Aislamiento, servicio start-stop o aceleración limitada. | Regulación continua de caudal, presión, temperatura o nivel. |
| Frecuencia de regulación de flujo | Ajuste ocasional o equilibrado manual. | Movimiento frecuente con recorrido estable y repetibilidad. |
| Requisito de tamaño | Generalmente se basa en el tamaño de la línea, la clase de presión, el cierre y la aceptación de caída de presión. | Requiere dimensionamiento de Cv o Kv y revisión de recorrido para todos los casos operativos. |
| Diseño de molduras | Disco, asiento y vástago seleccionados para compatibilidad de cierre, desgaste y servicio. | Se revisan la arquitectura de los internos, las características de flujo, el equilibrio, el ruido y los riesgos de servicio severo. |
| Actuador y posicionador | Se puede utilizar operación de encendido y apagado manual, de engranajes, eléctrica o neumática. | El empuje del actuador, el posicionador, los accesorios y la señal de control forman parte de la selección. |
| Requisito de fuga | La prueba de fuga del asiento se especifica para el estándar de válvula industrial o el requisito del proyecto. | La clase de fuga de la válvula de control puede especificarse por separado y no debe confundirse con las pruebas ordinarias de los asientos. |
| Revisión de caída de presión severa | La presión diferencial alta puede dificultar la operación o dañar los internos. | Durante la selección de la válvula de control se evalúan la cavitación, el parpadeo, el ruido, la vibración y el ajuste por etapas. |
| Datos típicos de adquisiciones | Tamaño, clase, material, conexión final, cierre, operación y pruebas. | Casos de proceso, Cv, característica de flujo, acción de falla, datos del actuador, posicionador y accesorios. |
Cuando se requiere una regulación continua, un recorrido estable y un control del proceso, la aplicación debe someterse a un proceso de selección de válvula de control y de dimensionamiento de Cv por separado. Utilice el guía de selección de válvulas de control para esos deberes. Agregar un actuador neumático a una válvula de globo ordinaria no la convierte automáticamente en una válvula de control de alto rendimiento.
Configuraciones comunes de válvulas de globo para servicios químicos
Las válvulas de globo deben clasificarse por estructura y función, no mediante una lista de clasificación. La configuración adecuada depende del medio, la temperatura, la presión, la presión diferencial, los requisitos de fuga y el método de operación.
Válvula de globo de patrón recto
Se puede considerar una válvula de globo de patrón recto para aislamiento general de procesos, venteos, drenajes, derivaciones y estrangulamiento moderado donde la caída de presión es aceptable. Confirme el material del cuerpo y el revestimiento, la construcción del asiento, la empaquetadura, la junta y la dirección del flujo requerida antes de la cotización. No es ideal cuando se requiere una pérdida de presión muy baja, raspado o un alto contenido de sólidos.
Válvula de globo en forma de Y
Una válvula de globo de patrón Y puede reducir la resistencia al flujo en comparación con una válvula de globo de patrón recto estándar y, a menudo, se revisa para servicio de vapor, servicios públicos o alta temperatura. Todavía necesita controles de presión y temperatura, empaquetadura, capó y molduras. La selección únicamente por la forma no es suficiente.
Válvula de globo en ángulo
Una válvula de globo en ángulo cambia la dirección del flujo y puede reducir la necesidad de un codo en algunos diseños de tuberías. Puede ser útil para drenaje, caldera, vapor o arreglos seleccionados de servicio severo, pero se deben revisar la velocidad de salida, la erosión y el acceso de mantenimiento.
Válvula de globo con sello de fuelle
Se puede seleccionar una válvula de globo con sello de fuelle para medios tóxicos, volátiles, olorosos, inflamables o sensibles a fugas donde se especifica el control de fugas del vástago. Se debe confirmar el material del fuelle, la construcción soldada, el recorrido, la frecuencia del ciclo, la resistencia a la corrosión y el empaque de respaldo. Las opciones de productos se pueden revisar en el página de válvula de globo de fuelle.
Válvula de globo criogénica
Una válvula de globo criogénica no es adecuada para GNL o productos químicos de baja temperatura simplemente porque el nombre del producto incluye "criogénico". El diseño ampliado del casquete, la dureza del material, el comportamiento del embalaje, las pruebas, la limpieza y la documentación del proyecto deben coincidir con la temperatura y el medio reales.
Válvula de globo con sello de presión
Se puede considerar una válvula de globo con sello de presión para tareas seleccionadas de alta presión y alta temperatura. No es la opción predeterminada para todos los sistemas químicos. Se debe revisar el material del cuerpo, el sello del casquete, el revestimiento duro, el empaque, el ciclo térmico y el método de operación. Ver el página de válvula de globo con sello de presión para opciones a nivel de producto.
Válvula de globo accionada
Se puede seleccionar una válvula de globo accionada para servicio de apertura y cierre remoto, operación de enclavamiento o posicionamiento automatizado limitado. Confirme los requisitos de empuje o torsión, recorrido del vástago, posición de falla, fuente de alimentación, gabinete, accesorios y lógica de control. Para un servicio de modulación continua, especifique un paquete de válvula de control en lugar de agregar solo un actuador.
Válvula de control estilo globo
Se selecciona una válvula de control estilo globo cuando el rendimiento del control de procesos es importante. El Cv, la capacidad de rango, la característica de flujo, el ajuste, el empuje del actuador, el posicionador, la clase de fuga y el riesgo de servicio severo deben verificarse como un solo paquete. Este artículo identifica los límites, mientras que el proceso detallado de la válvula de control pertenece a la guía dedicada a la válvula de control.
Tabla de selección rápida
| Condición de servicio | Dirección común de la válvula de globo | Verificación de ingeniería principal |
|---|---|---|
| Aislamiento general de procesos no corrosivos. | Se puede considerar un patrón recto o un patrón en Y. | Clase de presión, cierre, caída de presión y método de operación. |
| Servicio de líquidos corrosivos | Carrocería y acabado seleccionados después de una revisión de compatibilidad. | Medio, concentración, cloruro, impurezas, temperatura y mecanismo de corrosión. |
| Medios tóxicos o sensibles a fugas | Sello de fuelle o construcción de bajas emisiones donde se especifique. | Sellado del vástago, material del fuelle, empaque de respaldo y requisitos de emisiones fugitivas. |
| Servicio público o de proceso de alta temperatura | Se puede considerar un diseño con patrón en Y o sello de presión dependiendo del servicio. | Clasificación de presión-temperatura, pernos, juntas, empaquetaduras y ciclos térmicos. |
| Servicio criogénico o de baja temperatura | Válvula de globo criogénica donde se especifique. | Dureza del material, bonete extendido, limpieza, pruebas y documentación. |
| Aceleración frecuente | La válvula de globo industrial puede estar limitada; Es posible que se requiera una válvula de control. | Frecuencia, estabilidad de marcha, desgaste del asiento, caída de presión y generación de calor. |
| Alta presión diferencial | Se requiere revisión de servicio severo. | Cavitación, flasheo, ruido, erosión, vibración y fuerza operativa. |
| Servicio de encendido/apagado automatizado | Se puede considerar la posibilidad de utilizar una válvula de globo accionada. | Fuerza del vástago, recorrido, posición de falla, fuente de alimentación y accesorios. |
| Control de modulación continua | Válvula de control estilo globo sujeta al tamaño de la válvula de control. | Cv, característica, trim, actuador, posicionador y sistema de control. |
| Fluidos que contienen sólidos o medios cristalizantes. | Úselo con precaución; otro tipo de válvula puede ser más adecuado. | Taponamiento, erosión, formación de depósitos y limpieza de accesos. |
Selección de materiales para carrocería, capó y molduras
La selección de materiales para válvulas de globo debe cubrir todo el sistema de materiales, no solo el cuerpo de la válvula. El acero al carbono, el acero inoxidable, el acero al carbono de baja temperatura, el acero aleado, el acero inoxidable dúplex o súper dúplex, las aleaciones de níquel, el titanio y las aleaciones específicas del proyecto pueden ser válidos en el servicio correcto e inadecuados en el servicio incorrecto.
El acero inoxidable 304 o 316 no es automáticamente adecuado para todos los ácidos, cloruros o medios químicos de alta temperatura. Monel, Inconel, aleaciones tipo Hastelloy, acero inoxidable dúplex y titanio deben seleccionarse de acuerdo con el entorno químico real. La estelita y otros materiales de revestimiento duro se revisan principalmente en busca de desgaste, erosión, irritación, presión diferencial o durabilidad del asiento; no deben describirse como materiales universales resistentes a la corrosión. Para una discusión más profunda sobre el ajuste, use el guía de materiales de ajuste de válvulas.
| Componente | Dirección de material común | Lo que debe confirmarse |
|---|---|---|
| Cuerpo y capó | Acero al carbono, acero inoxidable, acero aleado, acero de baja temperatura o aleación para proyecto. | Clasificación de presión-temperatura, tolerancia a la corrosión, corrosión externa y alcance estándar. |
| Disco o enchufe | Aleación a juego, acero inoxidable, molduras recubiertas o aleación seleccionada. | Erosión, irritación, frecuencia de estrangulamiento y requisitos de cierre. |
| Anillo de asiento | Asiento integral, roscado, soldado o reemplazable con revestimiento adecuado. | Prueba de fugas, desgaste, corrosión, ciclos térmicos y estrategia de reparación. |
| tallo | Material del vástago de acero inoxidable o aleación seleccionado por su resistencia y corrosión. | Carga del vástago, compatibilidad del empaque, irritación y exposición ambiental. |
| Fuelles, cuando se utilicen | Fuelles de acero inoxidable o aleación especificada. | Compatibilidad del medio, temperatura, frecuencia de ciclos e inspección de soldadura. |
| Embalaje | Grafito, PTFE o empaquetadura de bajas emisiones donde se especifique. | Temperatura, acabado del vástago, requerimiento de emisiones y acceso de ajuste. |
| Junta | Grafito, enrollado en espiral, PTFE o junta especificada. | Compatibilidad química, carga de brida, temperatura y requisitos de seguridad contra incendios. |
| Atornillado | Materiales de atornillado estándar o específicos del proyecto. | Temperatura, corrosión, servicio amargo y requisitos de recubrimiento. |
| Revestimiento duro o revestimiento | Revestimiento tipo estelita, nitruración o revestimiento de proyecto cuando corresponda. | Desgaste, erosión, excoriación, presión diferencial y compatibilidad con el medio. |
Presión, Temperatura y Presión Diferencial
La clase o PN no es un valor fijo de presión de trabajo. La presión permitida cambia con la temperatura, el material del cuerpo y la norma o código de proyecto aplicable. La válvula de globo seleccionada debe verificarse con respecto a la presión de diseño, la temperatura de diseño, las condiciones de operación, los requisitos de prueba hidráulica y el material del cuerpo. Los límites del empaque, la junta, los pernos, el asiento y el actuador pueden ser inferiores a la clasificación del límite de presión y deben revisarse por separado.
La presión diferencial alta puede causar cavitación, destellos, erosión, ruido, vibración, daños en el asiento o dificultades operativas. Una válvula de globo manual no puede reemplazar automáticamente una válvula de control de servicio severo en estas condiciones. Utilice el guía de clasificación de presión y temperatura de la válvula al comprobar los efectos de clase, material y temperatura.
Dirección de flujo e instalación
Las válvulas de globo no deben instalarse en una dirección arbitraria basándose únicamente en el hábito. El flujo para abrir, el flujo para cerrar u otra dirección especificada por el fabricante depende del diseño del disco, la carga del asiento, la carga del vástago, la presión diferencial y la construcción de la válvula. Siga la flecha de flujo del cuerpo de la válvula, el dibujo del fabricante y las especificaciones del proyecto.
La revisión de la instalación debe incluir el acceso al volante, el peso del actuador, el soporte de la tubería, el espacio libre del bonete, el espacio de aislamiento, el acceso al ajuste del empaque y el espacio libre para retirarlo. Para válvulas accionadas, confirme la rigidez del soporte, la alineación del vástago, el ajuste del límite de recorrido y la posición de falla antes de la puesta en servicio.
Sellado del vástago y control de fugas externas
El empaque convencional puede ser aceptable para muchos servicios públicos y no peligrosos si el material del empaque, el acabado del vástago, la temperatura y el acceso para mantenimiento son adecuados. Se puede especificar embalaje de bajas emisiones cuando se requiere control de emisiones fugitivas. Se puede considerar un sello de fuelle con empaque de respaldo para medios tóxicos, inflamables, volátiles o sensibles a fugas.
Un sello de fuelle ayuda a reducir el riesgo de fugas externas alrededor del vástago, pero no debe describirse como que proporciona cero fugas incondicionales. Se deben confirmar el material del fuelle, la construcción soldada, el recorrido, la frecuencia del ciclo, la temperatura y las condiciones de corrosión. El cumplimiento de las emisiones fugitivas sólo debe reclamarse cuando el diseño, las pruebas y la certificación reales cumplan con el requisito especificado.
Válvulas de globo de alta presión y servicio severo
Un casquete de sellado a presión se utiliza principalmente para tareas seleccionadas de alta presión y alta temperatura. No debe presentarse como la opción predeterminada para todos los sistemas químicos. Se debe revisar el material del cuerpo, el sello del casquete, el revestimiento duro, el empaque, el ciclo térmico, la fuerza operativa y el método de mantenimiento.
Las condiciones de servicio severas pueden requerir internos especiales, revestimiento duro, construcción de obturador guiado, caída de presión por etapas, tamaño mejorado del actuador u otro tipo de válvula. Las válvulas de globo ordinarias no deben promocionarse como una solución universal para la cavitación, el flasheo, el alto ruido, el servicio erosivo o la presión diferencial muy alta.
Cuando una válvula de globo puede no ser adecuada
Es posible que una válvula de globo no sea la opción correcta cuando el medio contiene altos niveles de partículas sólidas, fibras o material cristalizado que pueden bloquear o dañar la ruta del flujo. Otros tipos de válvulas pueden ser más adecuados cuando se requiere una pérdida de presión mínima. Las válvulas de globo ordinarias generalmente no son adecuadas para tuberías de paso total, servicios de pigging o aplicaciones donde el flujo directo es esencial.
Se debe evaluar una válvula de control cuando se requiere una regulación precisa, de alta frecuencia y a largo plazo. La operación de gran tamaño o alta presión diferencial puede requerir cálculos de la caja de engranajes, el empuje del actuador o la fuerza del vástago. Cuando la compatibilidad del material es incierta, los compradores no deben realizar pedidos especificando únicamente "acero inoxidable" o "aleación". El entorno químico y las especificaciones del proyecto deben definir el sistema de materiales.
Pruebas, Inspección y Documentación
Los documentos comúnmente solicitados para válvulas de globo industriales pueden incluir inspección dimensional, prueba de presión de la carcasa, prueba de fugas del asiento, certificado de materiales, inspección visual, dibujos y hojas de datos. Los elementos especificados por el proyecto pueden incluir PMI, NDE, documentación de impacto a baja temperatura, prueba o certificado de emisiones fugitivas, inspección de fuelles, inspección de revestimiento duro, hoja de datos del actuador, inspección de terceros, revisión de materiales de servicio ácido y limpieza especial.
Cuando se especifica ASME, API, ISO u otra norma, su alcance y aplicabilidad deben coincidir con el diseño de la válvula y los requisitos del proyecto. No asuma que cada válvula de globo cumple automáticamente con API 623, API 598, ASME B16.34, ISO 15848 o cualquier otra norma. Las pruebas de fuga del asiento para válvulas de globo industriales ordinarias también deben distinguirse de las clasificaciones de fugas de las válvulas de control.
Información que los compradores deben proporcionar antes de la cotización
Proporcione la siguiente información antes de solicitar una cotización de válvula de globo química o petroquímica:
- Tipo de válvula y función requerida
- Tamaño / DN / NPS y Clase de Presión / PN
- Presión de diseño, presión de operación y presión diferencial máxima
- Temperatura de diseño y temperatura de funcionamiento.
- Nombre medio, concentración química, impurezas y contenido de cloruro, cuando corresponda.
- Partículas sólidas, riesgo de cristalización o incrustaciones.
- Caudal requerido si se trata de estrangulación o control
- Material de carrocería, capó, disco, asiento, potencia y molduras
- Requisito de empaquetadura, junta y sello de fuelle
- Conexión final y estándar.
- Dirección de flujo requerida
- Funcionamiento manual, por engranajes, eléctrico o neumático.
- Posición de fallo si se activa
- Requisito de fuga o cierre
- Normas aplicables
- MTC, PMI, NDE y requisitos de informes de pruebas
- Requisito de emisiones fugitivas o limpieza especial
- Requisitos de cantidad y documentación del proyecto.
Para opciones a nivel de producto, el página de categorías de válvulas de globo industriales ofrece una descripción general de las compras. El presupuesto en sí debería basarse en los datos exactos del proceso y en los documentos del proyecto.
¿Necesita ayuda para seleccionar una válvula de globo para servicios químicos?
Envíe a Vcore Valve el medio y la concentración, la presión y la temperatura, la presión diferencial máxima, el tamaño y la clase de presión, el material del cuerpo y los accesorios, los requisitos de empaque o fuelle, la conexión final, el método de operación, los requisitos de fugas, los requisitos de prueba y documentación. Podemos revisar si una válvula de globo industrial estándar, una válvula de globo con sello de fuelle, una válvula de globo con sello de presión, una válvula accionada o un paquete de válvula de control es la dirección más adecuada. Utilice el pagina de contacto para enviar los datos del proyecto.
Preguntas frecuentes
¿Por qué se utilizan válvulas de globo en plantas químicas?
Las válvulas de globo se utilizan cuando se requiere cierre, operación de arranque-parada o estrangulación limitada y la mayor caída de presión es aceptable. El servicio químico aún requiere revisión del medio, la corrosión, la temperatura, la presión, el riesgo de fugas y el acceso para mantenimiento.
¿Se pueden utilizar válvulas de globo tanto para aislamiento como para estrangulación?
Sí, muchas válvulas de globo industriales se pueden utilizar para aislamiento y estrangulamiento limitado. Se debe revisar la regulación continua, estable y precisa como tarea de la válvula de control con comprobaciones de Cv, internos, actuadores y posicionadores.
¿Cuál es la diferencia entre una válvula de globo industrial y una válvula de control estilo globo?
Una válvula de globo industrial generalmente se selecciona por tamaño, clase de presión, material, cierre y método de operación. Una válvula de control estilo globo se dimensiona y especifica como un paquete de control, que incluye Cv, característica de flujo, diseño de internos, empuje del actuador, posicionador y rendimiento del control.
¿Qué material es adecuado para una válvula de globo química?
No existe un material universal para todas las válvulas de globo químicas. El cuerpo, el capó, los adornos, la empaquetadura, la junta, los pernos y los fuelles deben seleccionarse de acuerdo con el medio, la concentración, las impurezas, el contenido de cloruro, la presión, la temperatura y las especificaciones del proyecto.
¿Cuándo se debe seleccionar una válvula de globo con sello de fuelle?
Se puede considerar una válvula de globo con sello de fuelle para medios tóxicos, inflamables, volátiles, olorosos o sensibles a fugas donde se especifica el control de fugas del vástago. Se deben confirmar los requisitos del material del fuelle, ciclo de vida, temperatura, corrosión y empaque de respaldo.
¿Las válvulas de globo son adecuadas para lodos o medios cristalizados?
Las válvulas de globo no son la opción predeterminada para medios lodosos, fibrosos o cristalizados porque la ruta del flujo y el área del asiento pueden obstruir, erosionar o acumular depósitos. El comportamiento del medio y el acceso al mantenimiento deben revisarse antes de la selección.
¿Qué dirección de flujo se debe utilizar para una válvula de globo?
Utilice la flecha de flujo del cuerpo de la válvula, el dibujo del fabricante y las especificaciones del proyecto. El flujo para abrir, el flujo para cerrar u otra dirección depende del disco, el asiento, la carga del vástago, la presión diferencial y el diseño de la válvula.
¿Qué información se requiere para cotizar una válvula de globo química o petroquímica?
Proporcione la función, tamaño, clase de presión, presión de diseño y operación, temperatura, medio, concentración, impurezas, presión diferencial, materiales, conexión final, método de operación, requisitos de fuga y requisitos de inspección o documentación de la válvula.
