Guía de selección, uso adecuado y mantenimiento de válvulas de mariposa.

Las válvulas de mariposa son dispositivos de control de flujo de un cuarto de vuelta que utilizan un disco metálico que gira alrededor de un eje de vástago fijo. Son válvulas de control de flujo de acción rápida que permiten 90 grados de rotación para pasar de la posición completamente abierta a la posición cerrada. Cuando el disco está perpendicular a la línea central de la tubería, la válvula está en la posición cerrada. Cuando el disco está paralelo a la línea central de la tubería, la válvula estará completamente abierta (permitiendo el máximo flujo de fluido). El tamaño del flujo El mecanismo de control (disco) es aproximadamente igual al diámetro interior de la tubería adyacente. Estas válvulas vienen en diferentes tamaños y diseños que determinan su desempeño en aplicaciones de procesos industriales; aplicaciones de válvulas sanitarias; servicios de bomberos; sistemas de calefacción, ventilación y aire acondicionado (HVAC); y lodos. En términos generales, las válvulas de mariposa son esenciales para la regulación y el aislamiento del flujo. El movimiento del disco inicia, ralentiza o detiene el flujo de fluido. Las aplicaciones que requieren alta precisión dependen de válvulas de mariposa accionadas que monitorean las condiciones de la tubería, abriendo o cerrando la válvula según sea necesario para mantener un caudal uniforme. Las válvulas de mariposa utilizadas para la regulación del flujo tienen una de las siguientes características de flujo: • Casi lineal: el caudal es proporcional al movimiento angular del disco. Por ejemplo, cuando el disco está abierto al 40%, el flujo es el 40% del máximo. Esta característica de flujo es común en alta válvulas de mariposa de alto rendimiento. • Apertura rápida: esta característica de flujo se presenta cuando se utilizan válvulas de mariposa con asiento elástico. El caudal de fluido es mayor cuando el disco se desplaza desde la posición cerrada. A medida que la válvula se acerca a la posición completamente abierta, el flujo cae de manera constante con pocos cambios. • Aislamiento de flujo: las válvulas de mariposa pueden proporcionar servicio de fluido de encendido/apagado. Se requiere aislamiento de flujo siempre que alguna parte del sistema de tuberías necesite mantenimiento. Las válvulas de mariposa son adecuadas para diferentes aplicaciones debido a su diseño liviano y operación rápida. Las válvulas de mariposa con asiento blando son ideales para aplicaciones de baja temperatura y presión, mientras que las válvulas de mariposa con asiento metálico tienen buenas capacidades de sellado cuando manejan condiciones de fluidos difíciles. Este proceso opera a altas temperaturas y presiones y transporta fluidos viscosos o corrosivos. Las ventajas de las válvulas de mariposa incluyen: • Construcción liviana y compacta: la válvula de mariposa utiliza un disco metálico delgado como mecanismo de control de flujo. Los discos son pequeños y ocupan poco espacio, pero son lo suficientemente fuertes como para regular el flujo de fluidos. Estas válvulas tienen un cuerpo compacto que las hace adecuadas para su uso en sistemas de tuberías en lugares estrechos. Las tuberías de gran diámetro requieren válvulas más grandes que utilizan más material de fabricación, lo que aumenta los costos. Una válvula de mariposa será menos costosa que una válvula de bola del mismo tamaño porque consume menos material para su fabricación. • Sellado rápido y eficiente: las válvulas de mariposa proporcionan un sellado rápido en el momento del accionamiento, lo que las hace ideales para aplicaciones de flujo de alta precisión. Las características de sellado de una válvula de mariposa dependen del tipo de compensación del disco y la naturaleza del material del asiento. Una válvula de mariposa de compensación cero proporcionará un sellado adecuado para aplicaciones de baja presión, hasta 250 libras por pulgada cuadrada (psi). La válvula de doble compensación proporciona un excelente sellado para procesos de hasta 1440 psi. Las válvulas de triple compensación proporcionan sellado para aplicaciones de flujo de más de 1440 psi. • Baja caída de presión y alta recuperación de presión: las válvulas de mariposa tienen una baja caída de presión a pesar de que el disco siempre está presente en el fluido. La baja caída de presión es fundamental para gestionar las demandas de bombeo y energía del sistema. Las válvulas de mariposa están diseñadas para permitir El fluido recupera energía rápidamente después de salir de la válvula. • Bajos requisitos de mantenimiento: las válvulas de mariposa tienen menos componentes internos. No tienen bolsas que puedan atrapar líquidos o desechos, por lo tanto, requieren una intervención de mantenimiento mínima. Su instalación es tan simple como requiere sujeción entre bridas de tuberías adyacentes. No hay un proceso de instalación complicado como por ejemplo soldadura. • Operación simple: debido a su tamaño compacto y peso liviano, las válvulas de mariposa requieren un torque relativamente bajo para operar. Los discos metálicos delgados usan una pequeña cantidad de fuerza para superar la resistencia a la fricción del fluido. Las válvulas de mariposa son más fáciles de automatizar porque los actuadores pequeños pueden proporcionan suficiente par para su funcionamiento. Esto se traduce en menores costos operativos: los actuadores más pequeños consumen menos energía y cuesta menos agregarlos a la válvula. • Las válvulas de mariposa son susceptibles a la cavitación y al flujo bloqueado; en la posición abierta, la válvula no proporciona un puerto completo. La presencia del disco en la ruta del flujo de fluido exacerba la acumulación de desechos alrededor de la válvula, aumentando el potencial de cavitación. Válvulas de bola son una alternativa para aplicaciones de fluidos que requieren puertos completos. • Corrosión rápida en servicios de fluidos viscosos: los fluidos limpian las válvulas de mariposa a medida que fluyen a través de ellas. Con el tiempo, los discos se deterioran y ya no pueden proporcionar un sello. Las tasas de corrosión serán mayores si se manejan servicios de fluidos viscosos. Las válvulas de compuerta y de bola tienen mejor corrosión resistencia que las válvulas de mariposa. • No es adecuada para estrangulación de alta presión: la válvula sólo debe usarse para estrangulación en aplicaciones de baja presión, limitada a 30 grados a 80 grados de apertura. Las válvulas de globo tienen una mejor capacidad de estrangulación que las válvulas de mariposa. La trampilla de la válvula en la posición completamente abierta impide la limpieza del sistema y evita el raspado de la línea que contiene la válvula de mariposa. La posición de instalación de la válvula de mariposa generalmente es entre bridas. Las válvulas de mariposa deben instalarse al menos de cuatro a seis diámetros de tubería desde boquillas de descarga, codos o ramas para minimizar los efectos de la turbulencia. Antes de la instalación, limpie las tuberías y verifique que las bridas estén suaves/planas. Asegúrese de que las tuberías estén alineadas. Al instalar la válvula, mantenga el disco en la posición parcialmente abierta. Es posible que sea necesario expandir las bridas para evitar daños a la superficie del asiento. Use piloto orificios o eslingas alrededor del cuerpo de la válvula al levantar o mover la válvula. Evite levantar la válvula por el actuador o su operador. Alinee la válvula con el perno de inserción de la tubería adyacente. Apriete los pernos manualmente, luego use una llave dinamométrica para apretar los pernos lenta y uniformemente, estimando el espacio libre entre ellos y la brida. Gire la válvula a la posición completamente abierta y use una llave dinamométrica para apretar los pernos y verificar que la tensión sea uniforme. El mantenimiento de válvulas incluye lubricación de componentes mecánicos, inspección y reparación de actuadores. Las válvulas que requieren lubricación periódica incluyen accesorios engrasados. Se debe aplicar suficiente grasa a base de litio a los intervalos recomendados para minimizar el óxido y la corrosión. También es importante inspeccionar periódicamente el actuador para identificar cualquier signo de desgaste o conexiones eléctricas, neumáticas o hidráulicas flojas que puedan afectar el funcionamiento de la válvula. Además, el usuario debe limpiar todas las partes de la válvula de mariposa con un lubricante a base de silicona. El asiento debe inspeccionarse para detectar signos de desgaste y reemplazarse si es necesario. Los discos de válvula de mariposa utilizados en aplicaciones secas, como el servicio de aire comprimido, requieren lubricación. Las válvulas de mariposa que funcionan con poca frecuencia deben operarse al menos una vez al mes. La selección de válvulas puede parecer una actividad de selección y acoplamiento, pero hay varias especificaciones técnicas a considerar. La primera implica comprender el tipo de control de fluido requerido y el tipo de fluido de servicio. Los servicios de fluidos corrosivos requieren válvulas hechas de acero inoxidable, nicromo o otros materiales resistentes a la corrosión. Los usuarios deben considerar los cambios de capacidad, presión y temperatura del sistema de tuberías y el nivel de automatización requerido. Si bien las válvulas de mariposa accionadas brindan un control de flujo preciso, son más caras que sus contrapartes operadas manualmente. Las válvulas de mariposa no son controlables y no brindan un puerto completo. Si el usuario no está seguro de la compatibilidad química del proceso o la selección de actuación, una empresa de válvulas calificada puede ayudarlo a garantizar la selección correcta. Gilbert Welsford Jr. es el fundador de ValveMan y empresario de Valve de tercera generación. Para obtener más información, visite Valveman.com.