Guía completa de diseño de asientos de válvulas de bola

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12/04/2023
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Las válvulas de bola son un elemento básico en muchos diseños, desde sistemas de fontanería hasta control de procesos industriales. Ofrecen un cierre hermético, fácil mantenimiento y capacidad para soportar altas presiones. Sin embargo, el éxito de cualquier válvula de bola depende en gran medida del diseño de su asiento.

Válvula de bola de 3 vías Dombors
Fuente: Dombor

En esta bola guía de selección del material del asiento de la válvulaLos consumidores conocerán los fundamentos del diseño de los asientos de las válvulas de bola. Al conocer los fundamentos del diseño de los asientos de las válvulas de bola, los consumidores podrán tomar una decisión informada que garantice un funcionamiento seguro y fiable.

¿Qué es un asiento de válvula de bola?

El asiento de una válvula de bola es un componente crítico de una válvula de bola que proporciona un sellado hermético cuando la válvula está en posición cerrada. Consta de dos partes: la bola y el asiento. El asiento suele ser de plástico o metal y puede diseñarse para ajustarse a diferentes diámetros de tuberías. La superficie del asiento suele estar muy pulida, lo que permite un sellado eficaz cuando la bola se inserta en él. 

Válvula de bola de cobre
Fuente: Pixabay

Las válvulas de bola se utilizan en muchas aplicaciones diferentes, desde el control del caudal de agua hasta la regulación de la presión en sistemas de gas. Para que estas válvulas funcionen eficazmente, es necesario seleccionar e instalar un diseño de asiento de válvula de bola que funcione correctamente. Cuando la bola está cerrada, el asiento crea un sello hermético, impidiendo cualquier fuga del medio que se está controlando.

Diferentes tipos de asientos de válvulas de bola

Hoy en día existen en el mercado varios tipos de asientos para válvulas de bola, cada uno de ellos diseñado para satisfacer necesidades específicas.

Asientos blandos

Los asientos blandos son uno de los tipos más comunes de asientos de válvulas de bola utilizados en la industria actual, ya que proporcionan una mejor estanquidad y ciclos de vida más largos. Generalmente, el material del asiento de estas válvulas de bola está hecho de un elastómero sintético, que proporciona una excelente capacidad de sellado. Su gran superficie de asiento también contribuye a preservar su capacidad de estanquidad a lo largo del tiempo. 

Asientos metálicos

Los asientos metálicos son un tipo de asiento de válvula de bola utilizado habitualmente en entornos industriales. Suelen estar hechos de acero inoxidable, latón o materiales cromados y tienen un alto grado de resistencia y durabilidad. Los asientos metálicos suelen ser resistentes a la corrosión y pueden soportar temperaturas más altas que otros materiales de asiento de válvula. 

Asientos de grafito

Los asientos de grafito son conocidos por su mayor resistencia al desgaste, lo que los hace ideales para aplicaciones que requieren un funcionamiento frecuente o ciclos. Los asientos de grafito también ofrecen una mejor presión de sellado que otros materiales de asiento.

El grafito es una aleación compuesta por carbono 85% y grafito natural 15%, polvo de latón y ebonita. Esto crea un material fuerte pero flexible que proporcionará un sellado fiable en condiciones duras.

Asientos de PTFE

Los asientos de PTFE son un tipo de asiento utilizado en un válvula de bola industrialque son el componente principal de las tuberías de agua y gas. El PTFE es un material único que ofrece una excelente resistencia química, aislamiento eléctrico y un bajo coeficiente de fricción. También es muy resistente a la temperatura y puede soportar temperaturas que oscilan entre -400°F y 500°F (-240°C y 260°C). Además, es completamente no poroso, lo que lo hace ideal para aplicaciones de alta presión.

Asientos reforzados con nailon

Los asientos reforzados con nailon son las válvulas de bola más duraderas y se utilizan para aplicaciones de alta presión. Son válvulas de bola de cuerpo partido de dos piezas fabricadas en acero inoxidable u otros metales resistentes a la corrosión con un asiento reforzado con nailon. Los asientos reforzados con nailon ofrecen una excelente resistencia a la corrosión y tienen el mayor índice de presión entre todos los materiales utilizados en las válvulas de bola, alcanzando normalmente un rango de presión de trabajo de hasta 2.000 psi. 

Asientos de cerámica

Los asientos cerámicos de las válvulas de bola pueden proporcionar un excelente sellado contra agua, gas, vapor y otros fluidos. A menudo se prefieren a otros materiales debido a su capacidad para resistir el calor, la corrosión, la abrasión y los daños causados por productos químicos agresivos. Los asientos cerámicos de las válvulas de bola están fabricados con una combinación de componentes cerámicos y metálicos que forman un material duro y duradero. 

Consideraciones para elegir el diseño del asiento de la válvula de bola

A la hora de diseñar el asiento de una válvula de bola, hay que tener en cuenta varias consideraciones importantes. Es esencial que el material seleccionado para el asiento de la válvula pueda soportar la presión nominal especificada y cualquier sobrecarga.

Tipo de válvula de bola
Fuente: Dombor

Cumplimiento de las normas del sector

Al seleccionar el diseño del asiento de una válvula de bola, es importante tener en cuenta las distintas normas industriales vigentes. Diferentes empresas de válvulas tienen requisitos específicos para las válvulas de bola, por lo que es importante asegurarse de que el diseño elegido cumple todas las normas aplicables.

Requisitos de presión y temperatura

La presión y la temperatura pueden afectar a la durabilidad del asiento, así como a su capacidad para realizar la función deseada. La presión nominal de un asiento de válvula de bola viene determinada en gran medida por su material de construcción. Es importante seleccionar la presión nominal correcta para un asiento de válvula en función de los requisitos de la aplicación.

Por otra parte, los requisitos de temperatura también deben tenerse en cuenta a la hora de seleccionar el material del asiento de una válvula de bola. Los distintos materiales tendrán diferentes grados de resistencia a presiones y temperaturas extremas, por lo que es importante elegir el material adecuado para garantizar que pueda soportar las condiciones de funcionamiento.

Selección y compatibilidad de materiales

El asiento de la válvula debe elegirse en función del entorno de fluido en el que se utilizará. El material elegido para el asiento de la válvula debe resistir la corrosión y otros factores ambientales que podrían causar daños o fallos.

La elección del material también debe tener en cuenta las posibles interacciones químicas entre el material del asiento y el fluido que lo atraviesa. Deben elegirse materiales compatibles con el entorno, ya que algunos pueden reaccionar con los fluidos y provocar corrosión u otros efectos perjudiciales. 

Requisitos de rango, capacidad de caudal y precisión

La rangeabilidad determina la amplitud del rango de caudales que una válvula de bola es capaz de manejar. La capacidad de caudal es el caudal máximo que puede manejar con fiabilidad la válvula de bola, y los requisitos de precisión determinarán si se necesita un diseño más o menos preciso con respecto al control del caudal. 

La capacidad de caudal suele venir determinada por el tamaño del orificio y la presión nominal de las válvulas de bola. Cuanto mayor sea el orificio de la válvula, mayor será la capacidad de caudal que puede alcanzarse. A mayor presión nominal, mayor capacidad de caudal, y el diseño debe tener en cuenta tanto la presión de funcionamiento del sistema como la presión máxima requerida. 

Restricciones de tamaño y consideraciones sobre la caída de presión

Las restricciones de tamaño vienen determinadas por la aplicación; por ejemplo, si la aplicación requiere acceso a través de una abertura pequeña, puede ser necesario un tamaño de válvula menor para adaptarse al espacio. Las válvulas de bola funcionan realmente con válvulas de mariposa. Las consideraciones de caída de presión implican comprender cuánta presión se perderá desde la abertura de la válvula de bola y a través del asiento.

Dependerá del caudal de fluido y del diferencial de presión entre dos puntos a la hora de considerar un tamaño y una configuración específicos de la válvula de bola. Además, es importante elegir una bola fiable y proveedor de válvulas de mariposa que pueden suministrar válvulas de alta calidad que cumplan unos requisitos específicos.

Control de fugas y sellado

Una de las consideraciones más esenciales a la hora de seleccionar el diseño del asiento de una válvula de bola es su capacidad para proporcionar un control de fugas y una estanqueidad eficaces que garanticen el funcionamiento seguro y fiable del sistema. Hay varios materiales y diseños de asiento disponibles, cada uno de los cuales ofrece sus propias ventajas, por lo que se debe considerar cuidadosamente cuál es la mejor opción para los requisitos específicos del sistema.

Relación coste-eficacia

La elección de los materiales para el asiento debe basarse en criterios como las condiciones de funcionamiento, la compatibilidad química, la gama de temperaturas y la resistencia a la corrosión. Puede ser necesaria una combinación de materiales para proporcionar la combinación ideal de rigidez y dureza para la aplicación. Además de los materiales, otros factores que influyen en el coste son el tamaño y la clase de presión de la válvula, el tipo de accionamiento, el uso de juntas elásticas y los requisitos de lubricación.

Conclusión

En última instancia, la clave para elegir el asiento adecuado es comprender los requisitos de cada proyecto, seleccionar los materiales adecuados para su construcción y seguir un riguroso proceso de garantía de calidad. Teniendo en cuenta todos estos elementos, los diseñadores pueden encontrar el asiento perfecto para sus válvulas de bola.

Los consumidores deben conocer los distintos tipos de asientos disponibles y las consideraciones que deben tenerse en cuenta a la hora de elegir un asiento para una aplicación que incluya una reputación proveedor de válvulas industriales.

Válvulas de bola DBB
Fuente: Dombor

Dombor es un empresa de válvulas industriales que lleva más de 20 años al servicio de la industria. La empresa produce una amplia variedad de válvulas, desde válvulas de bola, válvulas de globo, válvulas de mariposa y mucho más. Sus productos se utilizan en numerosas industrias, como las de tratamiento de aguas, petróleo y gas, generación de energía, petroquímica y muchas más.

Dombor también ofrece válvulas diseñadas a medida para satisfacer las necesidades específicas de sus clientes. Póngase en contacto con Dombor hoy mismo para obtener un diseño de asiento de válvula de bola personalizado para cualquier aplicación.

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