La selección de válvulas de control es un paso fundamental en las aplicaciones industriales y de ingeniería. Especialmente cuando se gestiona el flujo de distintos fluidos, la elección de la válvula adecuada puede repercutir significativamente en los costes, la eficiencia y la estabilidad del sistema.
Este artículo toma como ejemplo las válvulas de mariposa y de globo para explorar en detalle cómo elegir el tipo de válvula adecuado en función de las diferentes condiciones de funcionamiento, destacando sus respectivas ventajas, desventajas y escenarios de aplicación.
Tipos de válvulas de control e importancia de la selección
Hay muchos tipos de válvulas de control, siendo las de globo y las de mariposa las más comunes. Aunque las válvulas de mariposa ofrecen mayor capacidad de caudal, menor coste y mínima caída de presión, las válvulas de globo suelen ser las preferidas en los proyectos industriales. Esto se debe principalmente a que las válvulas de globo proporcionan un mejor control del caudal y estabilidad en condiciones de alta presión diferencial.
Sin embargo, seleccionar el tipo de válvula adecuado no es tarea sencilla, ya que implica numerosas consideraciones como la capacidad de caudal, el tiempo de respuesta, el coste, el tamaño y la temperatura ambiental.
La complejidad de la selección de válvulas de control
La elección de la válvula de control adecuada requiere evaluar más de 45 factores, entre los que se incluyen:
- Capacidad de caudal
- Tiempo de respuesta
- Coste
- Talla
- Modo de fallo
- Temperatura ambiental y condiciones de servicio
Dadas las numerosas variables y requisitos de aplicación, es difícil proporcionar una guía de selección universal aplicable a todas las situaciones. Sin embargo, establecer unas «reglas empíricas» básicas puede simplificar el proceso de selección, ayudando a elegir las válvulas adecuadas para los distintos escenarios de aplicación.
Pasos fundamentales para seleccionar válvulas de control
1. Determine el tipo de servicio: Modulante o On-Off
Servicio modulante: Se utiliza para regular el caudal en función de requisitos de caudal específicos.
Servicio On-Off: Diseñado para aplicaciones en las que la válvula está totalmente abierta o totalmente cerrada.
Los distintos tipos de válvulas funcionan de forma diferente en estos servicios. Debido a su estructura, algunas válvulas son intrínsecamente más adecuadas para el control de caudal, mientras que otras destacan en operaciones de apertura y cierre. Por ejemplo, las válvulas de globo suelen ser mejores para regular el caudal, mientras que las válvulas de compuerta son más apropiadas para grandes aplicaciones de apertura y cierre.
2. Determinar el tamaño de la válvula
Válvulas pequeñas (2-6 pulgadas): Para tamaños más pequeños, a menudo se prefieren las válvulas de globo debido a su control de caudal superior y su coste relativamente más bajo en este rango.
Válvulas grandes (más de 6 pulgadas): En el caso de las válvulas grandes, los costes aumentan significativamente con los requisitos de material. Por tanto, seleccionar una válvula rentable con un rendimiento estable resulta crucial.
3. Evaluar la caída de presión (DP)
La caída de presión (DP) se refiere a la diferencia de presión entre los lados aguas arriba y aguas abajo de la válvula y tiene un impacto significativo en el rendimiento de la válvula. Las caídas de presión elevadas pueden provocar problemas como cavitación, flashing y obstrucción. En estas condiciones, se suele dar prioridad a las válvulas de globo, ya que soportan mejor las caídas de presión y proporcionan un control preciso del caudal.
Esto explica por qué en muchos proyectos industriales se eligen con frecuencia las válvulas de globo en lugar de las de mariposa.
4. Evaluar la necesidad de precisión en el control del caudal
Control de alta precisión: Las válvulas de globo destacan en la regulación precisa del caudal, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren ajustes exactos del caudal.
Control general: Si la precisión del caudal no es crítica, las válvulas de mariposa son una opción más rentable, especialmente para grandes tamaños y aplicaciones de baja caída de presión, donde pueden ayudar a ahorrar costes significativos.
Tipos y aplicaciones de los diseños de válvulas de mariposa
Las válvulas de mariposa pueden clasificarse en concéntricas y excéntricas:
Diseño concéntrico:
El vástago de la válvula está situado en el centro de la válvula. Este diseño es adecuado para aplicaciones de uso general.
Diseño excéntrico:
Incluye diseños de doble y triple offset, utilizados normalmente para aplicaciones de alto rendimiento. Son ideales para situaciones que requieren estanquidad metal-metal y ofrecen un alto rendimiento de estanquidad durante el cierre.
Los diseños excéntricos son especialmente adecuados para aplicaciones en las que la válvula debe mantener un control estable con un ángulo de apertura de unos 60 grados. Aunque estos diseños suelen ser más caros, ofrecen un rendimiento superior.
Resumen del proceso de selección
1.Determine el tipo de servicio:
- Para un servicio modulante, elija válvulas adecuadas para una regulación precisa del caudal.
- Para el servicio de encendido y apagado, seleccione válvulas diseñadas para un funcionamiento totalmente abierto o cerrado.
2.Determine el tamaño de la válvula:
- Tamaños pequeños: Las válvulas de globo se recomiendan para un mejor control del caudal y rentabilidad.
- Tamaños grandes: Tenga en cuenta los requisitos de coste y precisión; las válvulas de mariposa suelen ser más económicas para tamaños grandes.
3.Evaluar la pérdida de carga:
- Para caídas de presión elevadas, se prefieren las válvulas de globo, que garantizan un mejor control del caudal y evitan problemas como la cavitación y el parpadeo.
- Para bajas caídas de presión, las válvulas de mariposa pueden ayudar a reducir costes.
4.Precisión del control de caudal:
- Para aplicaciones de alta precisión, las válvulas de globo son ideales.
- Para el control general, las válvulas de mariposa, sobre todo las de alto rendimiento, son suficientes y rentables.
5.Cavitación y Flashing:
En los casos en los que es probable que se produzca cavitación y flashing, se recomiendan las válvulas de globo. Si la aplicación no incluye partículas sólidas ni fluidos de alta viscosidad, considere la posibilidad de utilizar una válvula de globo con embellecedor anticavitación para obtener un rendimiento óptimo.
6.Manipulación de partículas sólidas:
Para aplicaciones en las que intervienen fluidos con partículas sólidas, seleccione diseños de válvulas resistentes al desgaste, como válvulas de globo con patrón en Y o válvulas de ángulo, que se adaptan mejor a este tipo de situaciones.
Conclusión
La selección de válvulas de control es un complejo proceso de toma de decisiones que requiere una evaluación exhaustiva de las características del fluido, los requisitos de la aplicación, el coste y la vida útil. Si se comprenden las necesidades básicas de los servicios de modulación y encendido y apagado y se eligen las válvulas en función de factores como la caída de presión y la precisión del control, se puede garantizar la eficiencia y fiabilidad del sistema.
Además, se recomienda mantener conversaciones detalladas con los proveedores de válvulas antes de tomar una decisión definitiva para garantizar que el diseño de la válvula cumple las condiciones de funcionamiento específicas y los requisitos de la aplicación.
TFW es un fabricante profesional de válvulas que ofrece una amplia gama de válvulas estándar, así como diseños personalizados para satisfacer las especificaciones exactas de los clientes. Si tiene alguna pregunta, póngase en contacto con nosotros.
