Tipos de válvulas para barcos  

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07/02/2023
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En todos los sistemas de abastecimiento imaginables se necesita un equipo, una válvula. ¿Qué válvulas se adaptan mejor a las exigencias de una empresa en un buque y por qué son cruciales para el funcionamiento eficaz de un sistema de suministro en un barco? En este artículo se explica todo lo que hay que saber sobre las válvulas marinas. Además, una empresa debe elegir las mejores marina fabricantes de válvulas si desean abastecerse de válvulas de calidad a precios asequibles. La investigación es crucial para equilibrar calidad y asequibilidad para que un negocio sea rentable. Por tanto, conocer los distintos tipos de válvulas para barcos y saber cómo encontrar fabricantes de calidad es crucial para asegurarse la mejor compra.

¿Qué son las válvulas para barcos?

El sector naval depende en gran medida de las válvulas. Entre otros muchos usos, las válvulas controlan la cantidad de electricidad cargada y almacenada a bordo de un barco, suministran agua para los equipos de extinción de incendios, gestionan y procesan aguas residuales y almacenan cualquier tipo de carga líquida. Todas las válvulas marinas deben ser fiables debido a la escasez de recursos en el mar, y una válvula que funcione en agua salina debe ser robusta.

¿Cómo funciona la válvula marina?

Válvulas marinas
Fuente: Unsplash

Un buque se enfrenta a numerosos problemas cuando está en funcionamiento. Para que el buque funcione eficazmente, hay que solucionar esos problemas. El principal objetivo de válvulas marinasun accesorio crucial de la nave, es regular la presión, el caudal y la dirección del flujo de líquido en la tubería de la nave. La capacidad de funcionamiento de la nave se resentirá si el líquido del interior no se gestiona correctamente. Por ello, las válvulas marinas son esenciales para el funcionamiento de todo el buque.

Existen varios tipos de válvulas en barcosy todos tienen mecanismos diferentes.

  • Funcionamiento de la válvula de mariposa

Comprender cómo un válvula de mariposa concéntrica funciones requieren conocer su construcción. El disco o plato central de la válvula es redondo y del mismo diámetro que la tubería unida a él. En el centro de la válvula hay una varilla que la atraviesa, paralela al flujo del medio. El actuador, con el que está conectada la varilla, mueve la válvula según órdenes preestablecidas. La posición de la válvula se asemeja al despliegue de las alas de una mariposa cuando el actuador mueve la varilla. Por esta razón, se da el nombre de "válvula de mariposa" a esta clase de válvulas.

  • Funcionamiento de la válvula de bola industrial

Válvulas de bola industriales son un tipo de válvula marina que regula el flujo de fluido mediante una bola hueca y perforada. Este tipo de válvula, también conocida como válvula de cierre, controla si se permite o se detiene el flujo de un fluido ajustando una bola giratoria con un orificio. La válvula industrial tiene dos tipos de control: manual y automático. Para dejar fluir el fluido o detenerlo, la bola giratoria debe estar a 90 grados. Estas válvulas se emplean con frecuencia como válvulas de cierre, pero las válvulas de bola fabricadas específicamente también pueden utilizarse como válvulas de control.

  • Funcionamiento de la válvula de compuerta

La válvula de compuerta es una de las más utilizadas en los barcos. En términos de estructura y funcionamiento, también es una de las válvulas más sencillas. Como su nombre indica, una válvula de compuerta consta de un mecanismo sencillo llamado "la compuerta", o el disco de la válvula, que controla el flujo de fluido. Es esencial recordar que la válvula de compuerta sólo puede accionarse en una posición y sólo puede ajustarse a caudal total o a caudal nulo. Sin cambiar de dirección, la válvula proporciona caudal total.

Al no utilizar mecanismos complicados, el funcionamiento de las válvulas de compuerta es relativamente sencillo. Para mover la "compuerta" en ángulo recto respecto al flujo de fluido hay que girar la rueda del husillo conectada a la varilla del husillo. La "compuerta" entre los orificios circulares con asientos se abre o cierra mediante el husillo roscado que actúa en una tuerca y levanta la válvula. Las válvulas y los asientos pueden ser paralelos o cónicos en cuanto a sus lados enfrentados.

  • Funcionamiento de la válvula de globo

En válvulas de globo Las operaciones críticas de cierre y estrangulación se realizan en el medio de la tubería. Al dar al vástago de la válvula cierto par de torsión, se completa el sellado. En dirección axial, el vástago queda firmemente sujeto a las superficies de sellado del asiento de la válvula y de la válvula de presión. Como resultado, el pequeño espacio entre las tapas no permitirá la fuga del medio. La superficie de sellado del asiento de la válvula produce un sello para la válvula de globo, que a su vez cierra la tapa. A lo largo de la línea media del asiento de la válvula, el vástago mueve la válvula verticalmente. Además de soportar un amplio rango de presiones, la válvula presenta un ajuste de caudal razonable, una altura de apertura corta durante la apertura y el cierre, y es fácil de mantener.

La importancia de las válvulas en la construcción naval

En el negocio naval, las válvulas son esenciales. Con el aumento del tamaño y la utilización, los buques necesitan poder producir energía, gestionar las aguas residuales y regular los sistemas de climatización, además de llevar a cabo sus funciones esenciales. Los tipos y la cantidad de válvulas de a bordo varían en función del tamaño del buque y del uso previsto. Las válvulas se emplean en diversas aplicaciones, como el control de la carga y el almacenamiento del suministro eléctrico de un buque, el suministro de agua para la lucha contra incendios, la manipulación y el tratamiento de aguas residuales y el almacenamiento de cualquier carga líquida. Como en el mar no hay muchos recursos disponibles, cualquier válvula que manipule agua de mar debe ser robusta y fiable.

Hay muchos tipos diferentes de válvulas en los buques, cada una con una finalidad particular, como las válvulas de mariposa y de bola. Sin embargo, las válvulas suelen utilizarse para garantizar el funcionamiento óptimo del buque y para gestionar y regular el flujo de líquidos a bordo. Las aplicaciones de las válvulas de a bordo son ilimitadas, ya que también pueden transportar gases y vapores.

La mayoría de los metales se oxidan o atraen átomos de oxígeno a su superficie. Esto crea una capa protectora resistente a la corrosión en algunos materiales, como el acero inoxidable. Sin embargo, en los aceros al carbono provoca oxidación, también conocida como pérdida de escamas de óxido metálico. El agua favorece la corrosión, y el agua salada acelera aún más el proceso. Incluso el acero inoxidable sufre corrosión bajo tensión y picaduras cuando se expone al agua de mar, debido al cloro de la sal. Resistencia a la corrosión deben tenerse en cuenta a la hora de elegir las válvulas que manipulan agua, especialmente las que entran en contacto con el agua de mar.

Tipos de válvulas en los buques según su diseño

Las distintas condiciones del sistema en las que debe gestionarse el caudal han dado lugar a diversos diseños de válvulas. He aquí una lista de diferentes tipos de válvulas en barco.

  • Válvula de compuerta

Estos tipos de válvulas en los buques son las más destacadas. La finalidad de estas válvulas es regular el paso del líquido por las tuberías. Para realizar la operación deseada, se elevan o descienden como lo hace una compuerta de persiana. 

El diseño y el funcionamiento de a válvula de compuerta marina son relativamente sencillos. Sin embargo, existen algunas modificaciones, como el diseño de vástago ascendente, en el que las roscas se acoplan con roscas internas dentro del bonete. También existe el diseño de vástago no ascendente, en el que el vástago se une al disco de la válvula a través de una rosca interna.

Válvula de compuerta de cuña
Fuente: Dombor

Aunque la puerta válvulas para barcos existen en varios diseños, los dos más populares son las de vástago ascendente y las de vástago no ascendente. Las válvulas de vástago no ascendente se utilizan en barcos con más frecuencia que los otros dos tipos debido a su pequeño tamaño y falta de espacio. Normalmente, estas válvulas se encuentran en los pisos inferiores de los barcos o en espacios verticales reducidos. La válvula, que funciona como una compuerta, tiene un vástago que puede subir o bajar según la función. Según la ubicación, el medio se descarga o se detiene. Las válvulas de compuerta son la mejor opción cuando se trata de lodos, ya que pueden cortar fácilmente el flujo.

  • Válvula de bola industrial

Un disco en forma de bola se sitúa en el interior del válvula de bola marina y se utiliza para iniciar y detener el flujo de fluido en una válvula de bola. Cuando la válvula está abierta, el puerto situado en el centro de la bola apunta en la dirección del flujo. Cuando la válvula está en posición cerrada, el puerto apunta en la dirección opuesta al extremo de la válvula y obstruye el canal de flujo. 

Válvula de bola DBB 1
Fuente: Dombor

Los barcos utilizan válvulas de bola para un funcionamiento rápido de encendido y apagado. Este Válvula de bola DBB tiene una caída de presión mínima y un bajo índice de fugas. Requiere muy poco mantenimiento y tiene una larga vida útil. Numerosas industrias utilizan estas válvulas, sobre todo las que requieren alta temperatura y alta presión. No deben utilizarse lodos, ya que las partículas dispersas pueden acumularse y dañar la válvula.

  • Válvula de mariposa
Válvula de mariposa criogénica
fuente:Válvula de mariposa Dombor

Una válvula de mariposa, una de las válvulas industriales más utilizadas, es eficaz para realizar tanto las funciones fundamentales de parada/arranque como la gestión adecuada del fluido en una tubería. Las válvulas de mariposa marinas tienen cualidades únicas que las hacen duraderas en condiciones difíciles. Estas válvulas están fabricadas con una sustancia que evita la oxidación incluso cuando están sumergidas. Muchos tipos de válvulas de mariposa marinas proporcionan una estanqueidad y una gestión del caudal óptimas en las circunstancias adecuadas.

Al igual que una válvula de bola, una válvula de mariposa funciona de forma similar. Los mecanismos de estas dos válvulas son algo similares porque ambas son válvulas de cuarto de vuelta. El plato gira cuando se efectúa un giro de 90° de la maneta de la válvula manualmente o con un sistema neumático. La ubicación de la válvula, que determina su acción, puede ser paralela o perpendicular al flujo del medio. Para aplicaciones de regulación del medio, será útil girar parcialmente la válvula. Una válvula de mariposa puede atrapar el flujo desplazando parcialmente la ubicación de la placa. Elegir una válvula de confianza proveedor de válvulas de mariposa para las necesidades de las válvulas es crucial.

  • Válvula de pistón

La válvula de pistón controla el flujo de fluido en una cámara utilizando un pistón para mover un tubo o tubería. Esta válvula puede abrir y cerrar la corriente de flujo; no se fabricó para aplicaciones que implican estrangulación. Cuando se abre el pistón, sólo su cara inferior entra en contacto con el fluido; el resto de su cuerpo se mantiene a salvo gracias a los anillos de estanqueidad superiores. De este modo, el fluido impide que los anillos de estanqueidad se erosionen. Aunque también puede accionarse por medios eléctricos o hidráulicos, se prefiere el accionamiento manual.

En la construcción de la válvula de pistón se utiliza un pistón y un casquillo de linterna en lugar del asiento y el cono; por lo demás, es igual que la válvula de globo. Los dos tipos de válvulas de pistón son equilibradas y desequilibradas. Las aplicaciones de alta presión se benefician significativamente de las válvulas de pistón equilibradas, mientras que las aplicaciones de baja presión se benefician más de las válvulas de pistón no equilibradas. Además, el flujo de líquidos y gases peligrosos se controla mediante una válvula de pistón.

  • Válvula de globo

Tanto el aislamiento como el estrangulamiento pueden conseguirse con un válvula de globo marina. El dispositivo está formado por un cuerpo cilíndrico partido por la mitad por un deflector interior. La presión acaba disminuyendo debido a que el deflector desvía el flujo de fluido. Además, el caudal de fluido se controla mediante un disco móvil y un asiento anular fijo. Girando la manivela, se puede subir y bajar este disco. El disco debe estar totalmente elevado para que el caudal sea máximo. Sin embargo, cuando el disco está totalmente bajado, el caudal se detiene. 

Válvula de globo de ángulo
Fuente: Dombor

Los entornos con altas temperaturas y presiones pueden manejarse con una válvula de globo marino. Además, ofrece un precio asequible y una instalación y mantenimiento sencillos. Sólo se puede utilizar en sistemas que no se preocupan por la caída de presión, ya que proporciona una caída de presión más significativa que las válvulas de bola.

  • Válvula de diafragma

La válvula de diafragma controla el caudal de fluido ajustando la zona de entrada y salida del fluido. Es una válvula bidireccional de arranque/cierre. El paso del fluido está sellado por un disco flexible conocido como diafragma, que descansa sobre el asiento del cuerpo de la válvula en la parte superior. La apertura, el cierre y la regulación de la válvula están controlados por el diafragma, una membrana elástica que responde a la presión. Además, el cuerpo de la válvula puede fabricarse con distintos materiales en función de su finalidad. Suele ser de plástico o metal.

Mediante compresión lineal, el diafragma es empujado hacia el cuerpo de la válvula por la válvula de diafragma. Es posible activarla manual o automáticamente para obtener un desbordamiento de control preciso. Es perfecta, requiere menos mantenimiento y es adecuada para aplicaciones con presión y temperatura moderadas. Sin embargo, no puede utilizarse para realizar operaciones multivueltas.

  • Válvula de retención

Garantizar que no haya reflujo es el principal objetivo de un válvula antirretorno marina. Estos válvulas marinas funcionan utilizando el diferencial de presión sólo para dejar fluir un sentido del medio. La construcción de la válvula es relativamente sencilla: consiste en un pequeño cilindro con dos puertos que sirven de entrada y salida. 

A básico marina válvula antirretorno permite que el medio fluya cuando el lado de entrada tiene una presión más alta; otros válvulas marinas tienen mecanismos diferentes. El punto fuerte de estas válvulas es que pueden manipularse sin necesidad de un dispositivo mecánico o automatizado. Cuando el reflujo representa un problema, estas tipos de válvulas utilizadas en los buques son útiles.

Válvula de retención
Fuente: Dombor

Las válvulas antirretorno se emplean a menudo en el sector naval, especialmente en los procesos de desalinización, hidráulicos y de manipulación de combustible. Estas válvulas, una de las principales variedades utilizadas en los barcos, pueden emplearse en condiciones difíciles y esenciales. A válvula antirretorno marina es beneficioso a bordo de los buques porque su finalidad principal es detener el reflujo. 

  • Válvula de pellizco

El recorrido del fluido puede abrirse y cerrarse mecánicamente pellizcando las válvulas de pellizco, también llamadas válvulas de pinza, con un tubo flexible. Los fluidos sin elementos móviles pueden fluir en línea recta a través de ellas. Se compone principalmente de una carcasa, un tubo elastomérico y conectores finales. También hay un mecanismo de pellizco, que se puede utilizar para cerrar completamente el flujo pellizcando el tubo. Puede haber un pellizco en uno o en ambos lados del dispositivo accionado por tornillo que actúa como pellizco. El tubo también puede apretarse mediante un sistema hidráulico o de aire a presión.

Existen dos tipos de válvulas de pinza, abiertas y cerradas, que se distinguen por su estructura. La válvula cerrada tiene una cubierta metálica protectora, mientras que la variante abierta no la tiene. Los productos granulados, lodos, harinas, etc., son perfectos para las válvulas de pinza. Estas válvulas también tienen una rápida velocidad de apertura y cierre. Son pequeñas y ligeras. Sin embargo, debido al tubo de elastómero, no están diseñadas para trabajar a altas temperaturas.

Materiales utilizados en la fabricación de válvulas marinas

Mientras que el asiento está compuesto de materiales como nailon, neopreno o metal, el cuerpo de la válvula es de plástico, cerámica o metal.

El bronce, una aleación de cobre y estaño, ha sido durante mucho tiempo uno de los metales preferidos para usos náuticos. Resiste bioincrustaciones además de tener una buena resistencia a la corrosión.

En los últimos años, muchas válvulas de agua de mar han adoptado aleaciones de cobre-níquel o níquel-cromo. Son más caras que las de aluminio-bronce, pero ofrecen una buena relación entre resistencia a la corrosión y solidez.

Las tareas realizadas por válvulas marinas son similares a las que realizan las válvulas utilizadas en tierra, pero hay una distinción clave: las válvulas marinas están fabricadas con materiales resistentes a la corrosión. Gracias a ello, pueden soportar el agua de mar y los ambientes salinos.

Componentes de las válvulas para barcos

Las válvulas se construyen a partir de diversas piezas. 

  • El cuerpo de la válvula (carcasa), que une todas las piezas, es lo primero. 
  • Hay un capó que cubre la abertura. 
  • El embellecedor de la válvula indica los componentes que están presentes en su interior. 
  • Luego hay discos de válvula que están presentes para reducir o detener el flujo.
  • Los discos se asientan mediante anillos de estanqueidad. 
  • Los vástagos de válvula están presentes para controlar la rapidez con la que se cierra una válvula. 

Normas ASME y API para la industria naval

Deben seguirse normas, leyes y reglamentos precisos para usos y sectores concretos. Una válvula debe cumplir o estar certificada conforme a las normas establecidas, tales como ASMEAPI, NACE, etc., para su utilización en calderas, buques, refinerías de petróleo y gas, centrales nucleares, recipientes a presión u otras aplicaciones sensibles.

Factores a tener en cuenta al seleccionar las válvulas utilizadas en los buques

Estos son los principales criterios que hay que tener en cuenta al elegir válvulas marinas para su uso en barcos.

  • Materiales utilizados

Las tuberías industriales transportan fluidos con diversas propiedades físicas, como composiciones químicas variadas y ser líquidos o gaseosos. Antes de seleccionar una válvula, es esencial conocer las características del fluido de servicio. Los materiales utilizados para fabricar válvulas para barcos deben ofrecer suficiente protección contra los efectos corrosivos de los fluidos de servicio. Los fluidos abrasivos hacen que las piezas internas, como las juntas y los mecanismos de cierre, fallen antes de tiempo. 

Verifique la compatibilidad de los materiales de las válvulas con el medio de servicio. Las tuberías para servicios de fluidos extremos, como las utilizadas en aplicaciones criogénicas, servicio de fluidos viscosos y tuberías para productos químicos industriales, requieren válvulas para barcos construidas en acero inoxidable o aleaciones de cromo. Las válvulas marinas pueden utilizar juntas resistentes a productos químicos o metálicos. Las variaciones extremas de temperatura y presión no son rivales para la excepcional resistencia a la corrosión de estos materiales. 

  • Tipo de válvula

El control del caudal, la función y el funcionamiento de la válvula decidirán qué tipo de válvula es la mejor para las aplicaciones. Es necesario un tipo de válvula marina con un alto rendimiento de estrangulación si el control del caudal es todo lo que se necesita para una aplicación específica. El tamaño correcto de la válvula y la elección del tipo son esenciales para proporcionar la supervisión del caudal en todo el rango de apertura del obturador de la válvula. 

Algunas válvulas tienen una característica que hace que cambie el caudal cuando se abren. Puede seleccionar válvulas con obturadores específicos para alterar el caudal o la ganancia de la válvula. Para aplicaciones que requieren encendido y apagado o cierre, las válvulas de bola, compuerta, obturador, mariposa y diafragma funcionan bien. Las válvulas de globo, diafragma, bola y aguja pueden estrangularse eficazmente.

  • Temperatura y presión

El rango de funcionamiento permitido para cada tubería viene fijado por su clase de temperatura y presión. El rendimiento de una válvula industrial debe permanecer constante cuando varían la temperatura y la presión del fluido de servicio. El riesgo de rotura de la coraza de la válvula puede aumentar debido a la baja resistencia de la válvula para los materiales de la embarcación provocada por la alta temperatura y presión del proceso. 

Al elegir tipos de válvulas en barcosEn el caso de las válvulas de mariposa, hay que asegurarse de que se cumplen las especificaciones de la tubería para el intervalo de temperatura y presión deseado. Los materiales y espesores de pared de las válvulas deben poder soportar la presión y temperatura máximas de la tubería sin fallar tras varios ciclos. La válvula debe ofrecer un margen de seguridad fiable en caso de emergencia que haga que las condiciones del fluido superen los límites previstos.

  • Mantenimiento 

El mantenimiento de la válvula en la nave es otro aspecto a tener en cuenta a la hora de elegir la mejor válvula para las aplicaciones previstas. Dado que se encuentran entre los tipos de válvula más sencillos de mantener y son resistentes a las obstrucciones, las válvulas de bola son una opción fantástica si es necesario un mantenimiento rutinario. Las versiones de tres piezas sólo constan de un cuerpo y dos tapas. Dado que la sección principal del cuerpo es fácil de desmontar para su limpieza sin necesidad de retirar las tapas de los extremos del tubo, se evita que la línea se cierre durante el mantenimiento.

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