En los sistemas de tuberías industriales, las válvulas de compuerta son una opción habitual para controlar el caudal de fluidos. Seleccionar el tamaño de válvula adecuado no sólo tiene que ver con la compatibilidad del sistema, sino que también afecta al rendimiento y la rentabilidad a largo plazo. En este artículo, repasaremos algunas directrices prácticas que le ayudarán a tomar decisiones inteligentes a la hora de elegir el tamaño de las válvulas de compuerta.
¿Qué son las válvulas de compuerta ANSI?
Las válvulas de compuerta ANSI son válvulas que cumplen las normas publicadas por el American National Standards Institute (ANSI). Se utilizan ampliamente en aplicaciones industriales para iniciar o detener el flujo de fluido dentro de una tubería.
Puntos clave de las normas ANSI
- Diseño y fabricación: Normas como ANSI/ASME B16.34 definen la resistencia de las válvulas, los requisitos de los materiales y los valores nominales de presión y temperatura.
- Clases de presión: ANSI utiliza un sistema de clasificación de clases (como Clase 150, 300, 600, etc.) para indicar la presión máxima de trabajo que puede soportar la válvula en condiciones específicas.
- Dimensiones y conexiones: Los tamaños de las bridas siguen la norma ANSI B16.5, lo que garantiza que las válvulas puedan conectarse fácilmente con tuberías y componentes normalizados.
Estructura básica y funcionamiento de las válvulas de compuerta
Una válvula de compuerta suele constar de cuerpo, compuerta (o disco), vástago, bonete y elementos de estanquidad. Su funcionamiento es sencillo: el vástago sube o baja la compuerta -manualmente o mediante un actuador-, lo que permite abrir o cerrar completamente la válvula.
El mejor caso de uso: Las válvulas de compuerta están diseñadas para un servicio de apertura y cierre. No son ideales para estrangular el caudal, ya que las aperturas parciales pueden provocar desgaste o vibraciones con el tiempo.
Tamaño de tubería correspondiente
1. Entender el DN y el NPS
- DN (Diámetro nominal): Norma métrica utilizada internacionalmente (por ejemplo, DN50). No representa el diámetro interior o exterior real, sino que sirve como clasificación nominal normalizada.
- NPS (Tamaño nominal de la tubería): El sistema imperial utilizado en las normas ANSI/ASME (por ejemplo, NPS 2″). Aunque los tamaños NPS y DN se corresponden estrechamente, los valores numéricos no son idénticos (por ejemplo, NPS 2″ ≈ DN50).
- Coincidencia del tamaño de la válvula: El tamaño de la válvula de compuerta debe coincidir con el diámetro nominal de la tubería. Por ejemplo, si la tubería es DN100 (4″), debe seleccionarse una válvula de compuerta DN100.
2. Diámetro exterior (DE) y espesor de pared
- Diámetro exterior normalizado: Según ASME B36.10/19, cada tamaño NPS corresponde a un diámetro exterior fijo (por ejemplo, NPS 2″ = 60,3 mm de diámetro exterior).
- Impacto del espesor de pared: Mientras que el diámetro exterior permanece constante, el diámetro interior (DI) varía en función del grosor de la pared (por ejemplo, SCH 40, SCH 80). Esto afecta a la capacidad de flujo real y al ajuste.
Verifique la clasificación de presión (clase)
Presión de trabajo: Seleccione la clase de presión de la válvula (por ejemplo, clase 150, 300) en función de la presión máxima de funcionamiento del sistema, incluidas las posibles fluctuaciones de presión.
La clase 150 suele ser adecuada para hasta 1,0 MPa (~10 bar)
La clase 300 es adecuada para hasta 2,5 MPa (~25 bar)
Factor de temperatura: En aplicaciones de alta temperatura, puede ser necesaria una clase de presión superior aunque la presión sea moderada.
Ejemplo: Para un fluido a 300°C con una presión de trabajo de 2,0 MPa, se recomienda una válvula de clase 300 para adaptarse con seguridad a la reducción de potencia inducida por la temperatura.
Evaluar las necesidades de caudal
El caudal es un factor clave en el rendimiento de una válvula. Elija el tamaño de la válvula en función de la demanda real de caudal; por lo general, un diámetro mayor admite un caudal más elevado.
Para medios de alta viscosidad (por ejemplo, aceite) o sistemas con grandes volúmenes de flujo, considere aumentar el tamaño de la válvula para garantizar una capacidad adecuada y evitar la caída de presión.
Tamaño de tubería, tamaño de válvula y tabla de conversión de pulgadas a sistema métrico
Pulgada (NPS) | DN (Diámetro nominal) | Diámetro exterior (OD, mm) | Diámetro interior típico (ID, mm) – SCH 40 |
1/4″ | DN8 | 13.7 | 6.4 |
3/8″ | DN10 | 17.1 | 10.2 |
1/2″ | DN15 | 21.3 | 15.8 |
3/4″ | DN20 | 26.7 | 20.9 |
1″ | DN25 | 33.4 | 26.6 |
1-1/4″ | DN32 | 42.2 | 35.1 |
1-1/2″ | DN40 | 48.3 | 40.9 |
2″ | DN50 | 60.3 | 52.5 |
2-1/2″ | DN65 | 73.0 | 62.7 |
3″ | DN80 | 88.9 | 77.9 |
4″ | DN100 | 114.3 | 102.3 |
6″ | DN150 | 168.3 | 154.1 |
8″ | DN200 | 219.1 | 202.7 |
Nota:
El diámetro interior (DI) varía en función del grosor de la pared de la tubería (Schedule), y los valores mostrados son típicos para tuberías Schedule 40.
DN y NPS son equivalentes aproximados (por ejemplo, DN50 ≈ NPS 2″), pero siguen normas diferentes: DN según ISO y NPS según ANSI.
Errores comunes y consideraciones clave
Error 1: Elegir el tamaño de la válvula basándose únicamente en el diámetro interior de la tubería
Corrección: Seleccione siempre las válvulas en función del diámetro nominal (DN/NPS), no del diámetro interior real. El tamaño de la válvula está normalizado y no coincide directamente con el diámetro interior de la tubería.
Error 2: Ignorar el grosor de la pared
Corrección: Las tuberías de pared gruesa (por ejemplo, SCH 80) tienen un diámetro interior menor. Asegúrese de comprobar el paso de caudal de la válvula para garantizar que cumple los requisitos de caudal.
Error 3: Suponer que las válvulas ASME se adaptan a las tuberías ISO/DIN
Corrección: Las bridas ASME e ISO/DIN difieren en el diámetro exterior y en los patrones de los orificios de los pernos. No son directamente intercambiables. Para utilizar una válvula ASME en una tubería ISO, necesitará una brida adaptadora o un accesorio de transición personalizado.
P: ¿Cómo debo tratar los tubos de pared gruesa (por ejemplo, SCH 80)?
R: Compruebe si el paso de caudal de la válvula coincide con el diámetro interior de la tubería. Si es demasiado estrecho, considere la posibilidad de aumentar el tamaño de la válvula para evitar restricciones de caudal.
Consejos adicionales
Para válvulas de gran tamaño (DN ≥ 200), verifique que el par del actuador es suficiente para un funcionamiento fiable.
Para medios corrosivos, elija materiales con una tolerancia a la corrosión adecuada para garantizar su durabilidad.
Lista de comprobación final para seleccionar el tamaño adecuado de válvula de compuerta
- Confirme el tamaño de la tubería (DN/NPS) y haga coincidir el diámetro nominal de la válvula.
- Elija la clase de presión adecuada para las condiciones de funcionamiento.
- Evalúe los requisitos de caudal para asegurarse de que la válvula no restrinja el sistema.
- Tenga en cuenta el grosor de la pared del tubo, las normas de las bridas y las condiciones especiales para evitar errores de dimensionamiento.
Elegir el tamaño adecuado de válvula de compuerta mejora la seguridad, el rendimiento y la rentabilidad del sistema a lo largo del tiempo. Esperamos que este artículo le haya aclarado cómo seleccionar el tamaño de válvula adecuado para su aplicación. Si tiene más preguntas o necesita ayuda, no dude en ponerse en contacto con TFW Valve:estamos aquí para ayudarle.
