¿Cuándo no utilizar una válvula de compuerta?

¿Cuándo no utilizar una válvula de compuerta?

Una válvula de compuerta convencional ofrece un sellado confiable y una resistencia al flujo extremadamente baja cuando está completamente abierta o completamente cerrada. Sin embargo, su diseño estructural limita su aplicabilidad en todas las condiciones de trabajo. Forzar una válvula de compuerta en los siguientes tres tipos de escenarios de servicio resultará en erosión de la superficie de sellado, atascamiento de la válvula o falla prematura del mecanismo del actuador.

 

1. Escenarios de servicio de limitación

El disco y el asiento de una válvula de compuerta están diseñados para un sellado con presión diferencial cero en estados completamente abiertos o completamente cerrados. Si la válvula permanece parcialmente abierta entre el 30% y el 70% de su carrera durante un período prolongado, los medios de alta-velocidad limpiarán directamente el borde inferior del disco y el asiento aguas abajo.

 

Los datos de prueba publicados por una empresa internacional de tuberías en 2022 indican que después de que una válvula de compuerta DN200 funcionara continuamente con una apertura del 50 % durante 120 horas, el espesor del revestimiento duro de estelita en el asiento de la válvula disminuyó de 2,0 mm a 1,2 mm y la tasa de fuga superó el límite de ISO 5208 Tasa B. Para aplicaciones que requieren una regulación de flujo frecuente, se deben adoptar válvulas de globo o válvulas de bola en lugar de válvulas de compuerta de cualquier tipo.

 

2. Medios que contienen sustancias fibrosas o sólidos en suspensión

La estructura inferior de una válvula de compuerta convencional tiene una cavidad empotrada. En esta área se acumularán fibras del licor negro de la fabricación de papel y partículas de arena en los remansos mineros. Cuando la válvula se cierra, los contaminantes depositados se introducen en la superficie de sellado, provocando rayones e incluso un fallo total del cierre.

 

En tales casos, una válvula de guillotina de 10 pulgadas o una válvula de guillotina de 12 pulgadas es una opción más adecuada. El borde afilado del disco de la válvula de guillotina puede cortar materiales fibrosos durante el cierre, y el cuerpo de la válvula presenta un diseño sin cavidad inferior-para permitir el paso de partículas sólidas directamente.

Para conexiones a tuberías cuadradas o salidas de tolvas, las bridas redondas convencionales no pueden lograr un ajuste adecuado. Se recomienda una válvula de guillotina cuadrada, cuyo canal de flujo rectangular elimina las zonas muertas y la acumulación de material.

 

3. Ciclos de alta-frecuencia con más de 20 operaciones de apertura y cierre por día

Cada ciclo completo de "completamente cerrado → completamente abierto → completamente cerrado" para una válvula de compuerta convencional provoca fricción metálica entre el disco de cuña y el asiento de cuña. Los datos medidos muestran que después de 600 ciclos de operación de una válvula de compuerta de cuña manual DN150, la pérdida por desgaste de la capa cromada-en la superficie de contacto de la cuña alcanzó 0,12 mm y el par de cierre aumentó en un 35 %. La operación manual frecuente también intensifica el impacto repetido en la superficie de sellado.

 

Para este tipo de líneas de producción automatizadas, se recomienda encarecidamente una válvula de compuerta accionada por aire. El actuador neumático proporciona una fuerza de cierre estable y admite el control remoto con interruptores de límite, al tiempo que evita la operación accidental entreabierta que se ve comúnmente en el control manual. Cabe señalar que el desgaste de la superficie de la cuña sigue siendo un defecto inherente de las válvulas de compuerta convencionales incluso con accionamiento neumático. Por lo tanto, se prefieren las válvulas de guillotina neumáticas o las válvulas de mariposa para condiciones de trabajo de alta-frecuencia.

 

Preguntas comunes y soluciones progresivas

Q1: Una válvula de compuerta convencional no cierra herméticamente después de dos semanas de funcionamiento en medios fibrosos. ¿Puede la reparación-in situ resolver el problema?

→ Desmontar e inspeccionar las superficies de sellado del disco y asiento. Si la profundidad del rayado es inferior a 0,3 mm, se aplica el pulido manual con compuesto de pulido fino; Si la profundidad del rayado excede los 0,5 mm o la cavidad empotrada está bloqueada por fibras endurecidas, es necesario reemplazar la válvula. Mientras tanto, se recomienda reemplazar el equipo con una válvula de guillotina de 10 pulgadas oválvula de guillotina de 12 pulgadaspara su posterior operación.

 

Q2: ¿Cómo evitar por completo el tiempo de inactividad no planificado causado por una selección inadecuada de la válvula en la fase de diseño?

→ Paso 1: Establecer una matriz de evaluación de las condiciones laborales:

• (a) Servicio-solo de aislamiento (completamente abierto/completamente cerrado) → válvula de compuerta estándar;
• (b) Medios que contienen fibras/partículas-→ válvula de guillotina;
• (c) Conexión de tubería cuadrada → válvula de guillotina cuadrada;
• (d) Operación remota de alta-frecuencia → válvula de compuerta accionada por aire.

 

Paso 2: Marque advertencias claras en los planos de P&ID para prohibir el uso de válvulas de compuerta convencionales para estrangulación, medios que contienen sólidos-y servicio de ciclos de alta-frecuencia.

 

Paso 3: Exigir a los proveedores que proporcionen informes de prueba que cumplan con API 623 o MSS SP-81 antes de la adquisición.