Tema Tubos tuberias y accesorios · PDF fileTuberías, Válvulas y Accesorios....

Prof. MSc Lourdes Rosas Prof. Ing. Mahuli González

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL FRANCISCO DE MIRANDA

PROGRAMA DE INGENIERIA QUIMICA APRENDIZAJE DIALOGICO INTERACTIVO

OPERACIONES UNITARIAS I

TEMA N° 1 FLUJO DE FLUIDOS EN FASE LIQUIDA:

Tubos, válvulas y accesorios

FACILITADOR: Prof. Ing. Mahuli A. González G.

Tuberías, Válvulas y Accesorios.


UNIDAD I

FLUJO DE FLUIDOS EN FASE LIQUIDA Tubos, válvulas y accesorios

Las aplicaciones a los procesos químicos incluyen frecuentemente el estado fluido. El fluido

se transfiere generalmente de una parte del proceso a otra a través de tuberías y de tubos

con sección transversal circular, que existen en una amplia variedad de tamaños, espesor de

pared y materiales de construcción. La mayor parte de los problemas de flujo de ingeniería

química requieren el uso de ductos cerrados más que el de canales abiertos.

El propósito de esta unidad es conocer los términos básicos en el transporte de fluidos. En

esta sección se estudiará la diferencia entre tuberías y tubos, así como los diferentes

materiales que pueden ser fabricados, las especificaciones de las tuberías y los tubos, las

principales funciones de los accesorios, las válvulas, su descripción, funciones y los factores

para su selección.

El objetivo de esta unidad es familiarizar al estudiante con las definiciones y principales

términos asociados a: tuberías, accesorios y válvulas relacionados al transporte de fluido,

reconociendo su importancia en la Ingeniería Química.

1.1 Tubería y Tubo

1.1.1 Diferencias entre tubería y tubo.

Tubería (Pipe): Productos tubulares, que se especifican por su diámetro nominal y

espesor de la pared. Son de pared gruesa y rugosa, diámetro relativamente grande,

longitud moderada, sus tramos pueden unirse por bridas, soldaduras y conexiones

roscadas. Se fabrican por soldadura moldeo ó taladro.

Tubo (Tubing o tube): Cualquier conducto que no cumpla con la especificación

anterior. Se especifican por el diámetro externo real y el espesor de la pared,

paredes delgadas y lisas, en forma de rollos de grandes longitudes, no pueden



roscarse sus tramos pueden unirse por medio de bridas y soldadura, se

fabrican por obstrucción o laminación en frío.

1.2 Materiales de construcción.

Los tubos y tubería se fabrican de muy diversos materiales que comprenden:

metales y aleaciones, tales como: hierro colado, hierro dulce, acero al carbono,

aleaciones de acero ( Cr, Cr-Ni, Cr-Mo ), metales y aleaciones no férricas Pb, Br, Cr, Cu,

Monel ( Ni-Cr-Fe ), Latón ( Cu-Zn ), Admiralty ( Cu-Zn-Sn ); plásticos, madera, cerámica,

vidrio, cemento, asbesto-cemento, etc.

1.3 Especificación de tuberías: 1.3.1 Diámetro Nominal-Catálogo:

Un método para identificar el tamaño de las tuberías fue establecido por ANSI (Instituto

Americano de Normas Nacionales. Por convención el tamaño de las tuberías y

conexiones están caracterizados en términos de Diámetro Nominal y el Catálogo ó

Cédula (Schedule) y se clasifican en función de estos. El diámetro nominal es una

expresión estandarizada del diámetro de la tubería y el número de catálogo indica el

espesor de la pared. Tuberías de acero comercial con diámetro nominal mayor a 12

pulgadas, el diámetro nominal es igual al diámetro externo real , para tuberías entre 3 y 12

pulgadas , el diámetro nominal es aproximadamente igual al diámetro interno real y para

tuberías pequeñas, esto no se cumple . Sin tener en cuenta el espesor de pared el diámetro

externo de todas las tuberías correspondientes a un determinado tamaño nominal es el

mismo con el fin de intercambiar accesorios. Para un determinado diámetro nominal

cuando la cédula disminuye el espesor disminuye y el diámetro interno aumenta.

Las tuberías de otros materiales se fabrican con el mismo diámetro externo que las tuberías

de acero, con el objeto de poder intercambiar las diversas partes de un sistema de

conducción. Estas dimensiones normalizadas de tuberías se les conoce como IPS (Iron

Pipe Size) ó NPS (Normal Pipe Size).Tubería de cobre de 4 pulgadas IPS, significa : una

tubería de cobre que tiene el diámetro exterior de una tubería de acero normalizada de 4

pulgadas. (Mc Cabe, 1998)



El número de catálogo indica el espesor de pared y viene dada por la expresión:

1000 ´

donde:

P’ = Presión interna de trabajo ( Kgf / m2 )

S = Presión que soporta la aleación empleada ( Kgf / m2 )

Se emplean 10 números de catálogo: 10, 20. 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 y 160. Para otras

aleaciones el espesor de pared puede ser mayor ó menor que el de una tubería de acero,

dependiendo de la resistencia que posee la aleación. (Foust, 1980)

En la Tabla 1 se muestra la medida nominal de la tubería en pulgadas para cada espesor de

tubería o también llamada cedula (Schedule) y se especifica el diámetro exterior, el espesor

de la pared y el diámetro interno para cada uno. Es importante resaltar que esta tabla será

de mucho uso a lo largo del curso, debido a que en los ejercicios prácticos generalmente se

especificará el diámetro nominal de la tubería y su respectivo espesor, siendo necesario

conocer el diámetro interno real para realizar todos los cálculos correspondientes a: área de

tubería, Numero de Reynolds, etc.



Tabla 1. Tuberías comerciales de acero. Fuente: Crane, 1976



Por ejemplo, si la tubería tiene un diámetro nominal de 2 pulgadas cedula 40, su diámetro

interior es 52.5 mm (ver Tabla 1). Si es necesario conocer el área de la tubería y el régimen

de flujo (laminar, en transición o turbulento) a través del Numero de Reynolds se utilizará

siempre el diámetro interior de la tubería.

En el Tabla 1 se puede observar que para un diámetro nominal específico si aumenta la

cedula, aumenta el espesor de la tubería. Considere como diámetro nominal 2 pulgadas,

observe el recuadro en rojo y compare la cedula 40 y cedula 80, compruebe que al aumentar

el catalogo aumenta el espesor de la pared y por ende disminuye el diámetro interior de la

tubería.

1.3.2 Especificación de tubos: Diámetro Externo-BWG:

Para los tubos el tamaño viene dado por el diámetro externo real ó sea el valor nominal

corresponde al diámetro externo real dentro de tolerancias pequeña El espesor de pared

se indica por el número BWG ( Birminghan Wire Gage ) cuyo intervalo comprende desde

24 (muy delgado) hasta 7 muy grueso (tubos empleados en intercambiadores de calor y

conexiones de instrumentos).

En la Tabla 2 se muestra datos de los tubos para condensadores e intercambiadores de

calor, en ella se especifica para cada Diámetro Externo del tubo en pulgadas los diferentes

números de BWG (Espesor del tubo), diámetro interno del tubo, Área de flujo por tubo,

superficie por píe lineal, peso por pie lineal. Dicha tabla será de utilidad en el Tema N°4.

Intercambiadores de calor de carcaza y tubo.



Tabla 2. Datos de tubos para condensadores e intercambiadores de calor. Fuente: Kern, 1999



En la Tabla 2 se puede comprobar que a medida que aumenta el BWG disminuye el espesor

de la pared y por ende el diámetro interno aumenta

1.4 Tamaño óptimo de la tubería.

El tamaño óptimo de tubería, depende del costo de instalación, potencia

mantenimiento, y las tuberías y accesorios de repuesto. Los tamaños óptimos en pulgadas

son:1 / 2, 3 / 4, 1, 1 ½ (difíciles de conseguir), 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14 (difíciles de conseguir),

16, 18 (difíciles de conseguir) 20, 24, 26 y mayores con incremento de 6 pulgadas. (Mc

Cabe, 1998)

En general, el tamaño mínimo será: Pulgadas

Líneas de servicio 1 / 2

Líneas de proceso 1

Conexiones de instrumento y líneas trazadas con vapor No hay limitaciones

Cañerías subterráneas (sewer lines) 4

Otros tipos de líneas subterráneas 1 ½

1.5 Recomendaciones prácticas para instalaciones de tuberías.

El buen funcionamiento de una planta puede depender de la instalación en la tubería. Se

pueden nombrar como recomendaciones generales.

Conducciones paralelas.

Evitar codos en ángulo recto.

Tomar precauciones para que las conducciones se puedan limpiar con facilidad para

lo cual, es necesario instalar gran número de uniones ó bridas.

Para facilitar la limpieza colocar cruces y tes, en lugar de codos, con su

abertura sobrante cerrada con un tapón.

En flujo por gravedad el diámetro debe ser superior al necesario y contener un

mínimo de codos.

Las válvulas han de mantenerse con el vástago hacia arriba, altura adecuada para

poder ser alcanzada por el operador, bien sujetas pero sin tensiones , con

suficiente holgura para permitir la expansión térmica de la tubería adyacente y con

espacio suficiente para poder abrirla completamente y para reponer la caja

prensaestopas.



1.6 Normas COVENIN de colores de identificación de tuberías.

Con el fin de distinguir el tipo de fluido que transporta una tubería rápidamente

dentro de una planta y brindarle seguridad al operarlo, se han dictado las normas en

cuanto al color, con el cual deben ser pintadas éstas . No es necesario utilizarlos en los

diagramas de flujo.

A continuación se presentan las tablas A y B con normas estipuladas por COVENIN.

TABLA “ A”

TABLA “B”

Fluido Color Básico de Identificación

Color de los anillos

Agua potable Verde Azul

Agua Residual Verde Negro

Agua condensada Verde Amarillo

Agua salada Verde Anaranjado

Nombre del fluido Color Básico de Identificación

Agua Verde

Agua para combatir incendio Rojo

Vapor Gris plateado

Aceite vegetales, animales ó

minerales, líquidos combustibles

ó inflamables.

Marrón

Gases inertes ó inflamables Amarillo

Ácidos Anaranjado

Álcalis Violeta

Aire Azul

Residuos en fermentación y

aguas negras Negro

Productos fermentables Gris oscuro

Vacío Gris claro



Agua radioactiva Verde Negro y Violeta

Aceites vegetales o animales Marrón Dorado

Aceites minerales y otros

líquidos combustibles Marrón Rosado

Ácido concentrado Anaranjado Amarillo

Cabeza y cola de destilación Negro Marrón

Alcohol etílico en destilerías Marrón Azul

Alcohol Desnaturalizado Marrón Verde

Productos destilables Marrón Anaranjado

Líquido inflamable Marrón Amarillo

Gas inerte Amarillo Gris plateado

1.7 Accesorios para tuberías.

1.7.1 Principales funciones de los accesorios.

Se utilizan en las conducciones para:

Unir tramos de tuberías; por ejemplo los coples y las tuercas unión (Ver figura 1)

Figura 1. Accesorios para unir tramos de tuberías



Cambiar la dirección de la línea; por ejemplo codos o tes (Ver Figura 2)

Figura 2. Accesorios para cambiar la dirección de una línea

Cambiar el diámetro de la línea: por ejemplo reducciones (Ver Figura 3)

Figura 3. Accesorios para cambiar el diámetro de una línea

Conectar diferentes ramas de la línea; por ejemplo tes, cruces y yes



Cerrar el final de la línea; por ejemplo una válvula, brida ciega (Ver Figura 4)

Figura 4. Accesorios para cerrar una línea

1.7.2 Métodos comunes para unir tramos de tuberías y accesorios.

Los métodos para unir tubos y tuberías dependen del material de construcción y el

espesor de pared. Tuberías de pared gruesa se conectan con accesorios

roscados, bridas ó soldadura y las fabricadas con materiales frágiles como vidrio, carbón

ó fundición se unen con bridas ó juntas de enchufe y cordón. Los tubos de pared delgada

se unen por soldadura., compresión ó accesorios cónicos; la rosca debilita la pared del

tubo y en general los accesorios roscados no son fuertes, por lo tanto el número del catálogo

debe duplicarse. Los accesorios roscados están normalizados hasta tuberías de 12

pulgadas, pero debido a la dificultad del roscado y al manejo de tuberías grandes, se

emplean muy raramente para tuberías mayores de 3 pulgadas, es decir para tuberías

mayores de 2 pulgadas se utilizan bridas ó soldaduras.

Las bridas, son dos discos iguales ó anillos metálicos unidos mediante tornillos que

comprimen una junta que está situada entre sus caras, se unen por rosca ó soldadura; son

el método universalmente adoptado para unir tuberías de grandes diámetros mayores de 50

ó 65 mm; para cerrar una tubería se utiliza una brida ciega, que es una brida sin abertura.

Para unir las diferentes piezas de una tubería de acero en procesos donde la presión es

elevada, la soldadura ha llegado a ser el método normal, ya que la unión es más fuerte y no

debilita la pared de la tubería como los accesorios roscados, de manera que para una



determinada presión pueden emplearse tuberías de menor espesor. Las uniones hechas por

soldaduras son herméticas, su principal desventaja es la dificultad para realizar los cambios.

Junta de Expansión. Es un dispositivo utilizado para absorber las tensiones originadas por la expansión en

tuberías largas sometidas a cambios de temperaturas, se utilizan con empaquetadura,

fuelles ó sin empaquetadura. A su vez, amortiguan y reducen los ruidos, las vibraciones y

eliminan la tensión. Se utilizan en servicios de inyección de vapor. En la figura 5 se muestra

una junta de expansión

Figura 5. Junta de expansión

Prensaestopa y Cierre Mecánico. Son dispositivos para disminuir las fugas y al mismo tiempo permitir libertad de

movimiento. En muchos procesos es necesario que parte del equipo se mueva con relación

a otra, sin que existan pérdidas excesivas de fluido en la pieza móvil.

Ejemplos de junta de expansión con empaquetadura, tenemos en válvulas donde el

vástago entra en el cuerpo de esta y tiene libertad de giro sin dejar salir el fluido, en el árbol

de una bomba ó compresor que penetra en la carcasa ó cuando el eje de un agitador

atraviesa la pared de un tanque a presión, etc.

Ninguno de estos dispositivos evita completamente las fugas; el movimiento de la pieza

puede ser de vaivén ó rotatorio, ó ambos a la vez, pequeño ó accidental como el de una

junta de expansión con empaquetadura, ó prácticamente continuo como ocurre en una

bomba.



La caja prensaestopa sirve de cierre a un árbol rotatorio ó longitudinal, es una cámara

estacionaria que rodea al eje ó tubería. (Ver Figura 6 b) El cierre mecánico o también llamado sello mecánico, es un cierre rotatorio ó mecánico, el

contacto deslizante tiene lugar entre un anillo de grafico y una cara pulimentada de metal

generalmente acero al carbono, se utilizan ampliamente en equipos en los cuales se

manejan fluidos muy corrosivos. (Ver Figura 6 a)

(a) (b) Figura 6. Cierre mecánico (a) y prensaestopa (b) 1.8 Válvulas.

1.8.1 Definición y Descripción.

La válvula es un mecanismo que sirve para regular el flujo de una tubería y esta regulación

pude ser desde cero (válvula totalmente cerrada), hasta el flujo total (válvula totalmente

abierta), y pasa por todas las posiciones intermedias, entre esos extremos.

La válvula está constituida por:

El cuerpo, el cual tiene el ducto para el paso del fluido y los asientos.

El bonete, que junto con el cuerpo constituyen el armazón general de la válvula, permite el

paso del vástago y aloja parte del elemento de cierre cuando la válvula está abierta.

El estopero, ó caja de empaque del bonete, sirve para sellar la salida del vástago, por

medio de empaques y está formado por el buje de asiento y el bonete.

El asiento, es la parte de la válvula que junto con la cuña ó el disco realizan el cierre por el

contacto de sus superficies.



El vástago es el elemento principal para trasmitir el movimiento al mecanismo de cierre y

que junto al volante constituyen las partes móviles de la válvula.

(a) (b) Figura 7. Corte longitudinal de una válvula de globo (a) y una válvula de compuerta (b)

A Rueda E Nuez de bloqueo H Bonete K Nuez del disco

B Tuerca de la rueda F Linterna I Sostén del disco L Cuerpo

C Vástago G Empaque J Disco

1.8.2 Factores para la selección de una válvula. La selección de las válvulas incluye muchos factores y es preferible tener como referencia un

sistema que facilite la selección. Se deben tener en cuenta, como mínimo las siguientes

características básicas: tipo de válvula, materiales de construcción, capacidades de presión y

temperatura, material de empaquetaduras y juntas, costo y disponibilidad.

Tipo de válvula: El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar sea de cierre

(bloqueo), estrangulación ó para impedir el flujo inverso. Estas funciones se deben

determinar después de un estudio cuidadoso de las funciones de la unidad y del



sistema para los cuales se destina la válvula. Dado que existen diversos tipos de

válvula para cada función, también es necesario determinar las condiciones del

servicio donde se emplearán las válvulas. Es de importancia primordial conocer las

características químicas y físicas de los fluidos, se debe prestar atención:

Función de la válvula:

Válvula de cierre ó bloqueo ( compuerta, bola, macho, mariposa )

Válvula de estrangulación ( globo, aguja, ángulo, Y, mariposa )

Válvula de retención

Tipo de servicio: Líquidos

Gases

Líquidos con gases

Líquidos con sólidos

Gases con sólidos

Vapores generados instantáneamente por la reducción de la presión del sistema

Con corrosión ó sin corrosión

Con erosión ó sin erosión

Materiales de construcción: Luego de tener la función, el servicio y seleccionar el tipo de válvula, se deben tener

en cuenta los materiales de construcción para el servicio que se destine la válvula.

Todas las partes de la válvula que están en contacto con el fluido, deben tener la

resistencia necesaria para la corrosión. Para seleccionar los materiales adecuados

para la corrosión se deben tener en cuenta los materiales recomendados por los

fabricantes, si es inadecuada se deben obtener datos mediante pruebas de corrosión

en el laboratorio. Entre los materiales de las válvulas disponibles en el mercado para

industrias de procesos químicos se encuentran, acero inoxidable, hierro fundido,

hierro dúctil, bronce, acero fundido, acero forjado.



Capacidades de presión y temperatura: Luego de conocidas las presiones y temperaturas máximas de operación, el ingeniero

podrá establecer la capacidad de presión requerida por la válvula y se deben

consultar y comparar con las listas de presión y temperatura del fabricante.

Materiales de empaquetaduras y juntas: Esta es tan importante como el material de la válvula para un determinado servicio,

ya que la selección inadecuada puede ocasionar fugas en la válvula y requerir un

paro del sistema para reemplazarla, además si el fluido es tóxico se originan

accidentes en el personal y daños a la planta y su forma física debe ser compatible a

las características mecánica de la válvula. Se debe consultar la literatura de los

fabricantes y las publicaciones técnicas. Entre los materiales de empaque para

válvulas en servicios en diversos procesos se tienen: empaquetaduras metálicas

flexibles de aluminio, cobre, asbesto, etc

Costo y disponibilidad: Luego de seleccionar la válvula, más de un tipo de válvula será adecuada para un

trabajo específico, entonces la selección se hará según el costo y la disponibilidad en

el mercado

1.8.3 Principales tipos de válvulas según su función.

Válvulas de cierre ó bloqueo: Estas válvulas presentan un paso directo del

flujo, solo abren o cierran.

- Válvula de Compuerta: Resistencia mínima al fluido en la tubería. Se utiliza

totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente. Se utiliza para servicio

de líquidos limpios (contienen poco o ningún material sólido). Este tipo de válvula

supera en número a otros tipos de válvulas en servicio donde se requieren circulación

ininterrumpida y poca caída de presión. No se recomiendan para servicios de

estrangulación, porque la compuerta y el sello tienden a sufrir erosión rápida, cuando

se restringe la circulación y producen turbulencia con la compuerta parcialmente

abierta. (Ver Figura 8)



Figura 8. Válvula de compuerta

- Válvula de Macho: Cierre hermético. Deben estar abiertas o cerradas del todo. Son

ideales para manejar corrientes con alto contenido de sólidos, incluso pastas

aguadas muy espesas. Dado que el fluido por la válvula es suave e ininterrumpido,

hay poca turbulencia dentro de ella y, por tanto, la caída de presión es baja. Son de

acción rápida, operación sencilla, espacio mínimo para la instalación, tienen

resistencia mínima al flujo.

Hay dos tipos principales de válvulas de macho: lubricadas para evitar las fugas entre

la superficie del macho y el asiento en el cuerpo y al mismo tiempo reducir la fricción

durante la rotación, y las no lubricadas donde el macho tiene un revestimiento que

elimina la necesidad de la lubricación. (Ver Figura 9)

Figura 9. Válvula de Macho

- Válvula de Mariposa: Su uso principal es de cierre y estrangulación de grandes

volúmenes de gases y líquidos a baja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo,



evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.

Apertura total, cierre total o estrangulación, operación frecuente, cierre positivo para

gases o líquidos. (Ver Figura 10)

Figura 10. Válvula de Mariposa

- Válvula de Bola: No hay obstrucción al flujo. Se utilizan para líquidos viscosos y

pastas aguadas. Cierre positivo. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. No manejan

fluidos que se polimerizan o se sedimentan, ya que pueden dañar los asientos y

acumularse detrás de la bola. Son básicamente válvulas de macho modificadas. Son

rápidas para operarlas, de mantenimiento fácil, no requieren lubricación, producen

cierre hermético con baja torsión y su caída de presión es función del tamaño del

orificio. No están limitadas a un fluido en particular. Se pueden emplear para vapor,

agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas aguadas y materiales pulverizados

secos. (Ver Figura 11)

Figura 11. Válvula de bola



Válvulas de estrangulación: Estas válvulas tiene un cambio en la dirección del flujo,

pueden estar en posiciones intermedias llámese abierta a la mitad, ¾ abierta, esto

genera mayor caída de presión que las válvulas de cierre o bloqueo.

- Válvula de Globo: Son para uso frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar

paralelo con el sentido del flujo, producen resistencia y caída de presión

considerable. Se utilizan para cortar o regular el flujo del líquido y este último es su

uso principal. El cambio del sentido del flujo (dos vueltas en ángulo recto) en la

válvula ocasiona turbulencia y caída de presión. Esta turbulencia produce menor

duración del asiento. Alta resistencia y caída tolerable de presión en la línea. (Ver Figura 12)

Figura 12. Válvula de Globo

- Válvula de Aguja: Estas válvulas son básicamente, válvulas de globo que tienen un

macho cónico similar a una aguja, que ajusta con precisión en sus asientos. Se

puede tener estrangulación exacta de volúmenes pequeños porque el orificio formado

entre el macho cónico y el asiento cónico se puede variar a intervalos pequeños y

precisos. (Ver Figura 13)



Figura 13. Válvula de aguja

- Válvulas en Y: Las válvulas en Y son válvulas de globo que permiten el paso

rectilíneo y sin obstrucción igual que las válvulas de compuerta. La ventaja es una

menor caída de presión en esta válvula que en la de globo convencional. Tienen

buena capacidad para estrangulación. (Ver Figura 14)

Figura 14. Válvula en Y

- Válvula de Ángulo: Son en esencia, iguales que las válvulas de globo. La diferencia

principal es que el flujo del fluido en la válvula de ángulo hace un giro de 90°. Su

empleo principal es para servicio de estrangulación y presenta menos resistencia al

flujo que las de globo. (Ver Figura 15)

Figura 15. Válvula de ángulo

- Válvula de Diafragma: Se utilizan en servicios para corte y estrangulación y

desempeñan una serie de servicios importantes para el control de líquidos. Las



aplicaciones principales son para bajas presiones y con pastas aguadas que

obstruirían o corroerían las piezas funcionales de la mayor parte de otros tipos de

válvulas. No requieren empaquetaduras en el vástago. Su vida útil dependerá de las

presiones, temperatura y la frecuencia de las aperturas y cierres. (Ver Figura 16)

Figura 16. Válvula de diafragma

- Válvula de Mariposa: (Igual a la anterior).

- Válvula de Retención (Check): Son integrales y se destinan para impedir la

inversión de flujo en una tubería. La presión del fluido circulante abre la válvula; el

peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo la cierran. Hay

diferentes tipos de válvulas de retención y su selección depende de la temperatura,

caída de presión que producen y la limpieza del fluido. (Ver Figura 17)

Figura 17. Válvula de retención



- Válvula de retención de bisagra: Se utiliza con bajas velocidades de fluido con

inversiones de flujo poco frecuentes; en algunos sistemas se utilizan en combinación

con las válvulas de compuerta. Sus características principales son: mínima

resistencia al flujo, servicios de baja velocidad y con cambios de dirección poco

frecuentes.

- Válvula horizontal de retención: Requieren caídas de presión mas o menos

grandes. Incluyen cambios frecuentes de dirección, mayor resistencia al flujo y

prevención de flujo inverso. Su construcción interna es similar a la de las válvulas de

globo. Se utilizan con válvulas de globo y ángulo.

- Válvula de retención de bola: Están limitadas a tamaños pequeños y para servicio

con materiales viscosos o que producen depósitos.

- Válvula de retención de mariposa: Son muy similares a las válvulas de mariposa y

muchas veces se utilizan en combinación con ellas. Sus características principales de

servicio son mínima resistencia al flujo, cambios frecuentes de dirección y para uso

en tuberías equipadas con válvulas de mariposa.

Válvulas Especiales:

- Válvula de Purga: Son válvulas de globo modificadas y su uso principal es en

servicio de vapor a alta presión para purgar la caldera cada cierto tiempo a fin de

mantener una concentración satisfactoria. (Ver Figura 18)

Figura 18. Válvula de purga

- Válvula de Desahogo: Es una válvula automática para desahogo que funciona con

la presión estática en el lado de corriente arriba. La válvula se abre en proporción al



aumento en relación con la presión de apertura y su empleo principal es en servicio

con líquidos.

- Válvula de Seguridad: Es para desahogo automático de la presión y la acciona la

presión estática en el lado de corriente arriba. La válvula se abre o dispara con gran

rapidez y se utiliza principalmente en servicios de vapor de agua y gases o vapores.

(Ver Figura 19)

Figura 19. Válvula de seguridad

- Válvula de Pie: Es un tipo especial de válvulas de retención horizontal, que se utiliza

en el tubo de succión de una bomba de suministro para evitar flujo inverso y pérdida

de succión y contaminación del líquido en el depósito, su principal desventaja

consiste en que aumenta la resistencia en la succión de la bomba y reduce la carga

de succión neta disponible (NPSH)d. (Ver Figura 20)

Figura 20. Válvula de pie



- Válvula de Control: Regula la alimentación de material o energía a un proceso,

ajustando la abertura a través de la cual el material fluye, comportándose como un

orificio variable en una línea. En sistemas automáticos de control la señal de salida

del controlador actúa sobre la válvula a través de un actuador, el cual provee la

potencia mecánica necesaria para operar la válvula de control, el actuador puede ser

neumático, eléctrico, hidráulico o manual. Entre los tipos más comunes de cuerpos

de válvulas y sus aplicaciones se pueden mencionar: globo, tres vías, ángulo,

mariposa, bola, etc. (Ver Figura 21)

Figura 21. Válvula de control

- Trampa de vapor: Es un dispositivo, que se instala en la salida de todas las

unidades de calentamiento como rehervidores, intercambiadores, etc.; que permite

eliminar condensado, aire y otros gases no condensables, además de prevenir

pérdidas de vapor. (Ver Figura 22)

Figura 22. Trampa de vapor



- Eliminación de condensado: El condensado debe pasar siempre, rápido y

completamente a través de la trampa para vapor para obtener un mejor

aprovechamiento de la energía térmica del vapor.

- Eliminación de aire y otros gases no condensables: El aire y los gases

disminuyen el coeficiente de transferencia de calor. Además, se debe tener presente

que el O2 y el CO2 causan corrosión.

- Prevención de pérdidas de vapor: No deben permitir el paso de vapor sino hasta

que éste ceda la mayor parte de energía que contiene, también las pérdidas de vapor

deben ser mínimas mientras la trampa libera vapor condensado, aire y gases

incondensables.



Tabla 3. CARACTERÍSTICAS GENERALES PARA LA SELECCIÓN DE VÁLVULAS

Tipo Gama de tamaño(Pulg)

Máxima presión(Psi)

Máxima temperatura(°F)

Material de construcción

Retención 1/8 - 24 Hasta 10000 Hasta 1200

Aleaciones especiales, acero inoxidable, acero, bronce, hierro

Bola 1/8 - 42 Hasta 10000 Hasta 1000 criogénica

Hierro, acero, latón, bronce, acero inoxidable; plásticos y aleaciones especiales

Aguja 1/8 - 1 Hasta 10000 Hasta 500 criogénica

Bronce, acero, hierro, acero inoxidable

Globo 1/2 - 30 Hasta 2500 Hasta 1000


Compuerta 1/2 - 48 Hasta 2500 Hasta 1800


Angulo 1/8 - 10 Hasta 2500 Hasta 1000


Mariposa Hasta 2000 Hasta 2000

Materiales para fundir o maquinar.Camisas de plástico, caucho o cerámica.

Macho Hasta 30 Hasta 5000 Hasta 600

Hierro, latón, acero, acero inoxidable, bronce; plásticos y diversas aleaciones. Disponibles con camisas completas de caucho o plástico

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