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FACULTAD DE INGENIERIA

TIPOS DE VÁLVULAS, CRITERIOS DE SELECCIÓN

Y PRUEBAS A VÁLVULAS DE RELEVO DE PRESIÓN

MONOGRAFIA

QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO MECÁNICO ELÉCTRICO

P R E S E N TA:

MANUEL ANTONIO RODRIGUEZ MARTINEZ

COATZACOALCOS VER, 22 DE SEPTIEMBRE DEL 2011

UNIVERSIDAD VERACRUZANA

1

INTRODUCCIÓN

2

Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la

industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar,

conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de

líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos.

Pueden trabajar con presiones que van desde el vació hasta más de 20000

lb/in² (140 Mpa) y temperaturas desde las criogénicas hasta 1500 °F

(815 °C).

Las válvulas constituyen del 20 al 30% del costo de la tubería en una planta,

según sea el proceso; el costo de un tipo y tamaño dados de válvulas puede

variar en 100% según sea su construcción. La selección de las válvulas

incluye muchos factores y es preferible tener como referencia un sistema

que facilite la selección, ya que es de suma importancia en los aspectos

económicos, así como en la operación de plantas de proceso.

3

JUSTIFICACIÓN

Debido que no se tomaron experiencias educativas con un amplio estudio en

las válvulas industriales, teniendo en cuenta que el manejo de ellas es vasto

y de vital importancia su estudio, se realizo esta monografía para poder ser

consultada en cualquier duda acerca de tipos y uso de válvulas así como

para obtener información acerca de su selección para cada tipo de proceso o

fluido que se maneja.

En ella se incluye un mantenimiento a una válvula de compuerta que se

desarrolla con especificaciones y figuras que amplían el conocimiento de lo

que se esta hablando. En la industria podremos encontrar una amplia gama

de estos elementos que no se vieron con una afinidad dentro de la carrera y

es por ello que se quiere dar a conocer tanto la variedad de estos elementos

como sus variantes.

Todos los equipos antes de ser instalados en planta llevan un proceso de

inspección o pruebas y este es el caso de las válvulas se pretende que el

lector pueda conocer las distintas pruebas que se aplican a la mayoría de

estas válvulas de control. El lector podrá también tener conocimiento en la

normatividad que se aplica para cada tipo de válvula que se selecciona, así

como la selección de cada cuerpo de válvula debido ala presión y

temperatura.

4

OBJETIVO GENERAL

Al término del estudio de este tema el lector deberá conocer las principales

partes de las válvulas, así como el uso que se le da en la industria.

Podrá haciendo uso de este ejemplar seleccionar el tipo de válvula a utilizar

en una planta dependiendo el tipo de proceso o fluido que se maneje.

Tendrá conocimiento del mantenimiento que debe darse a una válvula de

compuerta y conocerá los pruebas de hermeticidad y pre pop a válvulas de

relevo de presión.

OBJETIVO PARTICULAR

Conocer los componentes principales en cada tipo de válvulas, como su

operación.

Analizar los criterios de selección que se manejan basado en la normatividad

para la selección de las válvulas de control y sus inspecciones antes de

montar en campo.

Conocer el mantenimiento que se tiene que dar in sitio y en taller.

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INDICE

CAPITULO I

TIPOS DE VALVULAS

1.1 Válvulas de compuerta 8

1.2 Válvulas de globo 15

1.3 Válvulas de bola 21

1.4 Válvulas de mariposa 25

1.5 Válvulas de apriete 30

1.6 Válvulas de diafragma 33

1.7 Válvulas de macho 37

1.8 Válvulas de retención (CHECK) 42

1.9 Válvulas de desahogo (ALIVIO) 51

CAPITULO II

CRITERIOS BASICOS DE SELECCIÓN

2.1 Elección del tipo de válvula de acuerdo a su función. 55

2.2 Determinación de la presión nominal 56

2.3 Determinación de los materiales constructivos 58

2.4 Selección del accionamiento 61

2.5 Selección del tamaño (dn) de la válvula 61

2.6 Criterios comerciales generales

61

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CAPITULO III

MANTENIMIENTO EN CAMPO PARA UNA VÁLVULA DE COMPUERTA

TIPO CUÑA

3.1 Reparaciones de válvulas de vástago fijo (nrs),

reemplazo de tuerca de operación, brida prensaestopas

/ anillo limpiador,

o-ring de la brida prensaestopas y o-ring del vástago

64

3.2 reemplazo del vástago, sello inferior del vástago y

compuerta (cuña)

70

3.3 reparaciones de válvula de vástago ascendente (os&y),

reemplazo del volante

73

3.4 reemplazo del sello o-ring del vástago 75

3.5 reemplazo de vástago quebrado o compuerta dañada 76

CAPITULO IV

INSPECCION Y PRUEBAS A VALVULAS DE RELEVO DE PRESION

4.1 Inspección de válvulas de relevo de presión. 80

4.2 Inspección “en sitio”. 81

4.3 Inspección en taller (preliminar). 82

4.4 Inspección en taller (integral). 83

4.5 Mantenimiento. 86

4.6 Pruebas. 87

4.7 Prueba de hermeticidad. 88

4.8 Periodicidad de la inspección, mantenimiento y prueba. 94

4.9 Control de modificaciones, registro y control. 97

7

CAPITULO I

TIPOS DE VALVULAS

8

VÁLVULAS DE COMPUERTA.

Este tipo de válvulas se utiliza cuando se requiere un dispositivo que permita

interrumpir o cortar el paso de un fluido en una línea.

No deben de ser usadas para regular el paso de un fluido, porque la

velocidad del mismo a través de la válvula parcialmente abierta, ocasionara

un desgaste excesivo en la cuña y en los asientos. De igual manera las

cuñas tendrán a vibrar y golpear ocasionando un fuerte ruido en la línea. Por

lo tanto bajo condiciones de operaciones normales la válvula debe

permanecer totalmente abierta totalmente cerrada. El tiempo normal

requerido para abrir o cerrar una válvula de compuerta es aproximadamente

la mitad del requerido en una válvula globo. La caída de presión es mínima.

Su instalación es independiente del sentido del flujo.

Las válvulas de compuerta son bidireccionales y de paso completo, también

pueden ser con vástago fijo o vástago saliente según los espacios que se

tienen disponibles en las líneas para su instalación.

Los principales elementos estructurales de la válvula de compuerta son:

volante, vástago, bonete, compuerta, asientos y cuerpo. Estas válvulas están

disponibles con vástagos de los siguientes tipos:

vástago no elevable, con rosca interna, tiene ventajas cuando hay poca

altura.

Vástago elevable con rosca externa que requiere más espacio libre, pero

impide que la rosca esté en contacto con los fluidos del proceso.

Vástago elevable con rosca interna, que expone la rosca del vástago a

los líquidos del proceso; por tanto, no se debe usar con líquidos

corrosivos.’

9

Están disponibles, en general, los siguientes tipos de bonetes para válvulas

de compuerta:

Bonetes con rosca interna o externa para válvulas pequeñas y servicio a

baja presión.

Bonetes con unión para válvulas pequeñas donde se necesita

mantenimiento frecuente.

Bonetes con brida y atornillados para válvulas grandes y servicio a

presión y temperatura altas.

Bonetes con abrazadera en válvulas para presión moderada, donde se

necesita limpieza frecuente.

Bonetes sellados de presión para servicio con altas presiones y

temperaturas.

Bonetes con sello de pestaña para altas presiones y temperaturas.

Bonetes con cierre de obturador para presión y temperatura altas.

Los siguientes elementos de control de fluido suelen estar disponibles para

las válvulas de compuerta.

Disco macizo o de una sola cuña con asientos de válvula cónicos, para

petróleo, gas, aire, pastas aguadas y líquidos pesados.

Cuñas flexible (el disco sólo es macizo en el centro y ambas superficies

de asentamiento son flexibles) para temperaturas y presiones fluctuantes.

Disco de cuña dividido (un diseño de bola y asiento en el cual dos discos

espalda con espalda se pueden ajustar a ambas superficies de asiento,

con lo cual cada disco se mueve con independencia para tener buen

sellado) para gases no condensables, líquidos a temperaturas normales y

fluidos corrosivos, todos a baja presión. Disco doble (discos paralelos)

que funciona paralelamente a los asientos del cuerpo; los discos se

separan con expansores o cuñas para empujarlos contra la superficie de

asiento. Son para gases no condensables.

1 0

Las válvulas de compuerta también son llamadas

de seccionamiento y son fabricadas en varios

materiales como: bronce, acero al carbón fundido,

acero inoxidable, hierro, acero forjado, PVC, CPVC

con extremos roscados, bridados, soldables a tope

(butt Weld), soldables a caja (socket Weld).

Las válvulas de compuerta son usadas muy a

menudo debido a su fácil accesibilidad, además de

que son una opción económica entre otras para

cubrir servicios generales pero también son opción

en manejo de fluidos agresivos o corrosivos

industriales una vez determinado sus condiciones

de operación (fluido-presión-temperatura).

Entre sus desventajas se encuentran que son muy grandes y pesadas lo que

no hace fácil su instalación y mantenimiento, también su cierre es muy lento

ya que hay que dar varias vueltas a un volante para abrir o cerrar

completamente. Pueden ser operadas además de con un volante, con un

operador de engranes, y actuadores neumáticos y eléctricos.

Recomendada para:

Servicio con apertura total o cierre total, sin estrangulación.

Para uso poco frecuente.

Para resistencia mínima a la circulación.

Para mínimas cantidades de fluido o liquido atrapado en la tubería.

1 1

Aplicaciones

Servicio general, aceites y petróleo, gas, aire, pastas semilíquidas, líquidos

espesos, vapor, gases y líquidos no condensables, líquidos corrosivos.

Ventajas

Alta capacidad.

Cierre hermético.

Bajo costo.

Diseño y funcionamiento sencillos.

Poca resistencia a la circulación.

Desventajas

Control deficiente de la circulación.

Se requiere mucha fuerza para accionarla.

Produce cavitación con baja caída de presión.

Debe estar cubierta o cerrada por completo.

La posición para estrangulación producirá erosión del asiento y del

disco.

1 2

VÁLVULA DE COMPUERTA

1 3

Articulo Numero: Descripción:

201 Tuerca Superior del Vástago

202 Volante de Vástago Ascendente

203 Rondana Anti Fricción

204 Horquilla

205 Tuerca Inferior del Vástago

206 Tuerca de la Horquilla/Prensaestopas del Casquillo

207 Rondana de la Horquilla/Prensaestopas del casquillo

208 Prensaestopas del Casquillo

209 Tornillo Perno

210 Tornillo Perno

211 O-rings para Sellado del Vástago

212 O-ring Interno del Buje

213 Buje de Vástago Ascendente

214 O-ring Externo del Buje

215

Ensamble de Vástago Ascendente Vástago de Aleación de Cobre Vástago de Acero Inoxidable pasador de la Compuerta Compuerta

216 Tornillos del Bonete

217 Bonete (Hierro Gris)

Bonete (Hierro Gris)

218 Empaque del Bonete

219 Cuerpo (Hierro Gris)

Cuerpo (Hierro Dúctil)

220 Tornillo del Volante/Tuerca de Operación

221 Rondana del Volante/Tuerca de Operación

1 4

222 Volante de Vástago Fijo

223 Tornillos del Poste Indicador

224 Poste Indicador

225 Tuerca de Operación

226 Anillo Limpiador

227 Tornillo de la Brida Prensaestopas

228 Brida Prensaestopas

229 O-ring del Prensaestopas

230 O-rings de Sellado Superior del Vástago

231 Buje de Sellado del Vástago

232 O-ring de Sellado Inferior del Vástago

233 Vástago Fijo de Acero Inoxidable

234 Collar de Empuje

235 Rondana Anti-Fricción de Vástago Fijo

236 Vástago Fijo de Bajo Cinc

237 Compuerta de Vástago Fijo

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VÁLVULAS DE GLOBO

Las válvulas globo son unidireccionales, comúnmente son utilizadas como

válvulas de regulación. Debido a su alta caída de presión, aun cuando se

encuentre totalmente abierta, su robustez y cierre hermético Metal-Metal

hacen que estas válvulas sean adaptables a las más altas exigencias de

servicio. La junta cuerpo-bonete, puede ser plana, macho-hembra ó tipo ring-

joint, dependiendo de la serie y servicio. El obturador es normalmente del

tipo tapón el cual está guiado para evitar su desalineación. El obturador

parabólico, para regulación lineal de flujo, se construye a vuestro pedido para

todas las medidas. Los detalles constructivos pueden variar en función de las

dimensiones y series.

En esta clase de válvulas el fluido no corre de manera directa y en una sola

dirección como lo hacen en las válvulas de compuerta sino que el fluido entra

y sube dentro del cuerpo de la válvula, es estrangulado por el embolo según

qué tan abierta o cerrada se encuentre la válvula, y después baja el fluido

hacia la salida de la válvula. En las válvulas globo, el fluido hace una

movimiento de columpio dentro donde choca con el embolo que regula

cuanto fluido debe de pasar por la válvula.

Las válvulas globo tienen la ventaja de regular,

pero tienen la desventaja de que al detener

cierta parte del fluido para regularlo, generan

una caída de presión dentro de la línea lo que

debe de ser considerado en los cálculos

técnicos para que esta clase de válvulas y otras

circunstancias que hay dentro de la línea no

impidan que el fluido deba de llegar hasta

donde se requiere.

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Las válvulas de bola o esfera, por sus características principales, son un tipo

de válvula muy versátil en el manejo de fluidos lo que le permite ser una de

las válvulas más populares dentro de la industria.

Precisamente su cierre rápido de ¼ de vuelta ordinariamente con una

palanca permite que su operación sea muy sencilla para quien la opera

además de que su diseño es más pequeño que las válvulas de compuerta.

Las válvulas de bola, esfera o de cierre rápido, como son conocidas, dejan

pasar el flujo de manera completa o tienen paso estándar que significa que si

la válvula es de 2”, el flujo que pasara a través de ella será menor. Entre las

desventajas que existen con estas válvulas es la caída de presión que

producen con este paso estándar o reducido además de que su cierre rápido

genera “golpes de ariete” dentro de las líneas por lo cual hay que tomar las

precauciones debidas antes de su instalación.

El sentido de su instalación debe ser tal que el flujo entre por la parte inferior

del asiento. Para ello basta coincidir la flecha marcada en el cuerpo de la

válvula con el sentido del flujo. Además pueden usarse para fluidos que

tengan partículas en suspensión.

Las válvulas de globo son más costosas que

las compuertas y mucho menos comunes.

Pueden ser fabricadas en casi cualquier

material como en acero al carbón, acero

inoxidable, hierro, PVC, CPVC, bronce, acero

forjado y con extremos, roscados, bridados,

soldables a caja socket Weld (SW), y soldables

a tope Butt Weld.

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Una de sus principales ventajas es que algunas de ellas pueden ser

reparables en línea y refaccionables ahorrando costos de mantenimiento. Se

fabrican en 1, 2 o 3 piezas según la clase de operación y ahorro de costos

que se requiera tener. Los principales materiales en que se fabrican de línea

las válvulas de bola son: cuerpo de acero al carbón, acero inoxidable,

bronce; bola o esfera de acero al carbón, acero inoxidable; asientos de

teflón.

Existen otros materiales de fabricación de los cuerpos, las esferas y los

asientos y su uso depende de las condiciones de operación que tendrá la

válvula (fluido-presión-temperatura) para determinar que materiales son los

adecuados para que la válvula de bola no falle en su operación.

También son fabricadas en termoplásticos como el PVC y CPVC que

permiten manejo de agua a más bajo costo o de corrosivos que tienen la

posibilidad de desgastar rápidamente el metal como el acero. Las válvulas de

bola pueden ser operadas con actuadores eléctricos y neumáticos y en

general son una buena opción en muchas aplicaciones desde manejo de

agua, hasta de fluidos industriales más agresivos.

Funcionamiento de las válvulas de globo

Las válvulas de globo tienen tres tipos básicos de cuerpo:

En ángulo recto, en Y y en ángulo. Los tres tipos funcionan con la elevación y

descenso de un disco que está en el extremo de un vástago para abrir o

cerrar la válvula o controlar el flujo dentro de ciertos límites.

La válvula de disco reemplazable tiene un inserto plano de un material como

el PTFE. Esta válvula tiene características deficientes para estrangulación y

su empleo principal es para cierre hermético, tanto con líquidos limpios como

con pastas aguadas que rayarían el asiento y el disco de una válvula con

asiento metálico.

1 8

La mayor parte de estas válvulas se fabrican con un disco giratorio y

vástago elevable. El ángulo, incluso del asiento, suele ser de 30’ y el disco

tiene un ángulo un poco menor para tener buen contacto entre ellos. El

sistema de disco giratorio es satisfactorio si la caída de presión en el asiento

está dentro de límites razonables. La caída excesiva puede ocasionar

vibración y desgaste del pie del vástago, el disco y la conexión giratoria y la

falla total en un momento dado.

En algunos casos, una vibración severa ha ocasionado la falla por fatiga del

vástago justo debajo de la parte inferior del estopero. Si se requiere una

caída grande de presión se debe colocar una placa de orificios corriente

arriba de la válvula. La caída máxima de presión que puede soportar una

válvula de globo convencional no debe exceder de 100 a 150 psig. Se puede

obtener un control más preciso de la estrangulación con un disco de orificio

en V. Este tipo de válvula tiene vástago que no gira y disco oscilante. Un

indicador de posición señala la ubicación del disco en relación con el asiento.

Con este diseño se pueden permitir caídas de presión mayores que con el

disco giratorio u oscilante.

Los tres tipos de válvulas globo tienen asientos similares.

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Recomendada para

Estrangulación o regulación de circulación.

Para accionamiento frecuente.

Para corte positivo de gases o aire.

Cuando es aceptable cierta resistencia a la circulación.

Aplicaciones

Servicio general, líquidos, vapores, gases, corrosivos, pastas semilíquidas.

Ventajas

Estrangulación eficiente con estiramiento o erosión mínimos del disco

o asiento.

Carrera corta del disco y pocas vueltas para accionarlas, lo cual

reduce el tiempo y desgaste en el vástago y el bonete.

Control preciso de la circulación.

Disponible con orificios múltiples.

Desventajas

Gran caída de presión.

Costo relativo elevado.

Variaciones

Normal (estándar), en "Y", en ángulo, de tres vías.

2 0

2 1

VÁLVULAS DE BOLA

Las válvulas de bola son de ¼ de vuelta, en las cuales una bola taladrada

gira entre asientos elásticos, lo cual permite la circulación directa en la

posición abierta y corta el paso cuando se gira la bola 90° y cierra el

conducto.

Las válvulas de bola, básicamente, son válvulas de macho modificadas.

Aunque se han utilizado desde hace mucho tiempo, su empleo estaba

limitado debido al asentamiento de metal contra metal, que no permitía un

cierre a prueba de burbujas. Los adelantos en los plásticos han permitido

sustituir los asientos metálicos con los de plastómeros y elastómeros

modernos. La bola tiene un orificio que se une con el cuerpo en la posición

abierta. Estas válvulas se utilizan en forma principal para servicio de corte y

no son satisfactorias para estrangulación. Son rápidas para operarlas, de

mantenimiento fácil, no requieren lubricación, producen cierre hermético con

baja torsión y su caída de presión es función del tamaño del orificio.

La válvula de bola está limitada a las temperaturas y presiones que permite

el material del asiento. Cuando está cerrada, se atrapa algo de líquido entre

el asiento y el orificio de la bola, lo cual es indeseable en muchos casos.

Estas válvulas no están limitadas a un fluido en particular. Se pueden

emplear para vapor, agua, aceite, gas, aire, fluidos corrosivos, pastas

aguadas y materiales pulverizados secos.

Los principales componentes de estas válvulas son el cuerpo, el asiento y la

bola. Hay dos tipos principales de cuerpos para válvulas de bola: entrada

superior y cuerpo dividido. En el de entrada superior, la bola y los asientos se

instalan por la parte superior. En el de cuerpo dividido, la bola y asientos se

instalan desde los extremos. Las bolas tienen orificios completos, de venturi y

de superficie reducida.

2 2

El orificio completo es

igual al diámetro interior

de la tubería. El orificio

de venturi tiene

superficies reducidas y

hay flujo de venturi

dentro del cuerpo. El

orificio reducido es de

menor diámetro que la

tubería.

Los materiales más comunes para los asientos de las válvulas de bola son

TFE, Nylon, buna-N y Neopreno, aunque su uso está limitado por las

temperaturas. Se han producido asientos de grafito para temperaturas hasta

de 1 000°F.

El vástago de la válvula de bola no está, por lo general, sujeto a la bola. Se

suele hacer una ranura en la bola y se conforma el extremo del vástago para

que ajuste en la ranura y permita girar la bola. El vástago se sella con sellos

anulares o con empaquetaduras convencionales de material TFE, o material

relleno con o impregnado con TRE que se fija en su lugar con un anillo de

compresión. Las válvulas de bola se fabrican con una serie de materiales:

Hierro fundido, hierro dúctil, bronce, aluminio, acero al carbono, acero

inoxidable, latón, titanio, circonio (escrito a veces zirconio), Tántalo y muchas

aleaciones resistentes a la corrosión, y también son plásticos.

Los extremos del cuerpo suelen ser con soldadura de enchufe, con brida o

roscados. También hay la posibilidad de cambiar los extremos con ciertos

materiales de construcción. Las válvulas de bola, Igual que las de macho,

pueden ser de orificios múltiples y se pueden utilizar en lugar de dos o tres

válvulas rectilíneas, lo cual simplifica la tubería y reduce los costos.

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Recomendada para:

Para servicio de conducción y corte, sin estrangulación.

Cuando se requiere apertura rápida.

Para temperaturas moderadas.

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

Aplicaciones

Servicio general, altas temperaturas, pastas semilíquidas.

Ventajas

Bajo costo.

Alta capacidad.

Corte bidireccional.

Circulación en línea recta.

Pocas fugas.

Se limpia por si sola.

Poco mantenimiento.

No requiere lubricación.

Tamaño compacto.

Cierre hermético con baja torsión (par).

Desventajas

Características deficientes para estrangulación.

Alta torsión para accionarla.

Susceptible al desgaste de sellos o empaquetaduras.

Propensa a la cavitación.

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Variaciones

Entrada por la parte superior, cuerpo o entrada de extremo divididos

(partidos), tres vías, Venturi, orificio de tamaño total, orificio de tamaño

reducido.

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VÁLVULAS DE MARIPOSA

Las válvulas de mariposa son uno de los tipos más antiguos que se conocen.

Son sencillas, ligeras y de bajo costo. El costo de mantenimiento también -es

bajo porque tienen un mínimo de piezas movibles. El uso principal de las

válvulas de mariposa es para servicio de corte y de estrangulación cuando se

manejan grandes volúmenes de gases y líquidos a presiones relativamente

bajas.

El diseño abierto de flujo rectilíneo evita la acumulación de sólidos y produce

baja caída de presión. Su operación es fácil y rápida con una manija. Es

posible moverla desde la apertura total hasta el cierre total con gran rapidez.

La regulación del flu.jo se efectúa con un disco de válvula que sella contra un

asiento.

Las principales características de los servicios de las válvulas de mariposa

incluyen apertura total, cierre total o estrangulación, operación frecuente,

cierre positivo para gases o líquidos y baja caída de presión. Los principales

elementos estructurales de la válvula de mariposa son el eje (flecha), el disco

de control de flujo y el cuerpo.

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Hay tres tipos principales de cuerpo:

Tipo de disco plano (tipo de oreja). Esta válvula sólo está sujeta entre

dos bridas de tubo con tornillos que unen las bridas y pasan por

agujeros en el cuerpo de la válvula.

Tipo con brida. Esta brida tiene extremos con brida que se unen con

las bridas de los tubos.

Tipo de rosca. Esta válvula se atornilla directamente en el tubo.

El flujo por la válvula de mariposa se controla con un disco que tiene más o

menos el mismo diámetro que los tubos que conecta.

Un eje, o sea, el vástago, pasa a través de este disco; está apoyado en

ambos extremos en el cuerpo y se sujeta al disco con tornillos o pasadores o

mediante el brochado del extremo superior de la cavidad del disco para

formar un vástago cuadrado. Al girar 90’ el vástago, el disco abre o cierra la

válvula. Para la estrangulación se mueve el disco a una posición intermedia,

en la cual se mantiene por medio de un seguro o cierre.

Para obtener la ubicación correcta, el vástago está fijo en ambos extremos

mediante bujes (casquillos) que deben estar sellados para evitar cualquier

contacto con fluidos corrosivos. Por lo general, los sellos consisten en un

estopero con sellos anulares.

De acuerdo con sus características de sellos y de ser a prueba de fugas, las

válvulas de mariposa se dividen en dos grupos principales:

En el primer grupo, el asiento contra el cual cierra el disco es metálico, lo

cual hace la válvula adecuada para manejo de semisólidos, porque el

material abrasivo no puede ocasionar ningún daño en estos asientos.

En el segundo grupo se utilizan sellos anulares elásticos alrededor de los

discos para tener un cierre a prueba de fugas. En este tipo de válvula, los

materiales para los asientos son buna-N, Viton, caucho (hule) natural, TRE,

Hypalon, etc.

2 7

Estas válvulas de mariposa de cierre hermético tienen limitaciones en la

temperatura debido al material del asiento y de los sellos. Las válvulas de

mariposa se fabrican con muy diversos metales. Para los discos hay también

diversos revestimientos, como TRE, buna-N, Kynar, Neopreno e Hypalon en

tamaños que van desde 2 hasta 15 ft.

Las válvulas de mariposa usualmente sirven para aplicaciones de baja

presión (125 lbs.). Se pueden usar para abrir o cerrar el paso a un fluido o

para regularlo aunque no es completamente recomendable. Se caracterizan

por su operación rápida ya que abren y cierran a ¼ de vuelta.

Existen válvulas de mariposa tipo waffer u oblea, tipo lug u orejadas y

bridadas en medidas desde 24”, siendo la más común por su facilidad de

instalación las válvulas mariposa tipo waffer.

Las válvulas de mariposa son adecuadas para instalarse en espacios

reducidos o donde la línea del proceso no puede soportar mucho peso. Las

partes fundamentales de una válvula de mariposa son el cuerpo que puede

ser de hierro, acero al carbón, acero inoxidable, pvc, cpvc u otro plástico; el

disco que integra los mismos materiales del cuerpo y el asiento que podrá

ser principalmente de elastómeros como el EPDM o buna habiendo otros

materiales adicionales según la aplicación de la válvula. Pueden ser usadas

en manejo de agua limpia o con sólidos hasta cierto %, también puede tener

uso para corrosivos como ácidos y muchos otros fluidos dependiendo de la

presión y temperatura que se maneje en la línea de proceso.

Las válvulas de mariposa pueden ser operadas con palanca, operador de

engranes o actuadores neumáticos o eléctricos.

También existen las válvulas de mariposa de alto rendimiento las cuales

soportan presiones y temperaturas más altas y condiciones de operación

más severas.

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Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total.

Servicio con estrangulación.

Para accionamiento frecuente.

Cuando se requiere corte positivo para gases o líquidos.

Cuando solo se permite un mínimo de fluido atrapado en la tubería.

Para baja caída de presión a través de la válvula.

Aplicaciones

Pastas semilíquidas, líquidos con sólidos en suspensión, Servicio general,

líquidos, gases.

Ventajas

Ligera de peso, compacta, bajo costo.

Requiere poco mantenimiento.

Número mínimo de piezas móviles.

No tiene bolas o cavidades.

Alta capacidad.

Circulación en línea recta.

Se limpia por si sola.

Desventajas

Alta torsión (par) para accionarla.

Capacidad limitada para caída de presión.

Propensa a la cavitación.

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Variaciones

Disco plano, disco realzado, con brida, atornillado, con camisa completa, alto

rendimiento.

Materiales

Cuerpo: hierro, hierro dúctil, aceros al carbono, acero forjado, aceros

inoxidables, aleación 20, bronce, Monel.

Disco: todos los metales; revestimientos de elastómeros como TFE, Kynar,

Buna-N, neopreno, Hypalon.

Asiento: Buna-N, viton, neopreno, caucho, butilo, poliuretano, Hypalon,

Hycar, TFE.

3 0

VÁLVULAS DE APRIETE O DE COMPRESIÓN

Las válvulas de compresión son las más sencillas y baratas de todas. Se

pueden utilizar para servicio de corte o de estrangulación, que puede variar

del 10% al 95% de su capacidad especificada de flujo. Las características

principales de las válvulas de compresión son servicio de corte y de

estrangulación, con bajo costo de mantenimiento, poca caída de presión para

temperaturas moderadas y para paso de pastas aguadas.

Dado que el líquido está aislado de las piezas metálicas mediante tubos de

caucho o de plástico, se pueden controlar muy bien los líquidos corrosivos.

Su principio de funcionamiento es oprimir un tubo flexible con un mecanismo

de compresión. Dado que la caída de presión en estas válvulas es pequeña,

son adecuadas para pastas aguadas y líquidos que contienen gran cantidad

de materia en suspensión.

Aunque se dice que algunas

válvulas de compresión son buenas

para servicio al vacío intenso, no se

recomienda la válvula normal de

compresión, porque se puede

colapsar el tubo flexible.

Los componentes principales de la

válvula de compresión son el cuerpo y un mecanismo opresor. El cuerpo es

un manguito o camisa moldeado, por ejemplo, de caucho. La camisa flexible

tiene extremos de brida y de abrazadera para acoplarlos con el tubo. Los

cuerpos moldeados tienen limitaciones de temperatura v presión.

El mecanismo de compresión se puede accionar con un volante, una rueda

de cadena o con un actuador hidráulico o eléctrico.

3 1

Estas válvulas se fabrican con una amplia gama de materiales que incluyen

caucho, Hypalon, Neopreno, uretano, caucho de butilo o de siliconas, buna-S

y Viton A.

La válvula de apriete es de vueltas múltiples y

efectúa el cierre por medio de uno o más

elementos flexibles, como diafragmas o tubos

de caucho que se pueden apretar u oprimir

entre sí para cortar la circulación.

Recomendada para

Servicio de apertura y cierre.

Servicio de estrangulación.

Para temperaturas moderadas.

Cuando hay baja caída de presión a través de la válvula.

Para servicios que requieren poco mantenimiento.

Aplicaciones

Pastas semilíquidas, lodos y pastas de minas, líquidos con grandes

cantidades de sólidos en suspensión, sistemas para conducción neumática

de sólidos, servicio de alimentos.

Ventajas

Bajo costo.

Poco mantenimiento.

No hay obstrucciones o bolsas internas que la obstruyan.

Diseño sencillo.

No corrosiva y resistente a la abrasión.

3 2

Desventajas

Aplicación limitada para vació.

Difícil de determinar el tamaño.

Variaciones

Camisa o cuerpo descubierto; camisa o cuerpo metálicos alojados.

Materiales

Caucho, caucho blanco, Hypalon, poliuretano, neopreno, neopreno

blanco, Buna-N, Buna-S, Viton A, butilo, caucho de siliconas, TFE.

3 3

VÁLVULA DE DIAFRAGMA

Las válvulas de diafragma son válvulas que operan con fluidos

“CORROSIVOS” y “ABRASIVOS” y que por su diseño de paso Recto o

Vertedor le da mucha mayor amplitud de aplicaciones. Esta válvula de

diafragma puede ser recubierta o puede tener un “liner” al interior del cuerpo

que usualmente es de un elastómero como epdm, buna, neopreno,

polipropileno y otros materiales y que en conjugación con el diafragma,

realizan su función con un desgaste mínimo al que cualquier otra válvula

puede tener si es que fue seleccionada de manera correcta.

También puede ser operada con actuadores eléctricos, neumáticos y sus

características y versatilidad permiten que este instalada casi en todas las

plantas de proceso del mundo. Las válvulas de diafragma son utilizadas en

tratamientos de agua, industria alimenticia, minería, papel, química,

generadoras de electricidad y hasta en refinerías.

Las válvulas de diafragma son

de vueltas múltiples y efectúan

el cierre por medio de un

diafragma flexible sujeto a un

compresor. Cuando el vástago

de la válvula hace descender el

compresor, el diafragma

produce sellamiento y corta la

circulación

La válvula de vertedero o Saunders es preferible para estrangulación y

también produce cierre hermético. Esta válvula funcionará con una carrera

más corta y esto permite el empleo de materiales más duros, como el Teflón,

para el diafragma.

3 4

En otro tipo se utilizan un macho y diafragma moldeados en una sola unidad.

En la posición abierta, hay flujo rectilíneo; cuando está cerrada, el macho

asienta en el fondo del cuerpo de la válvula; tienen un protector para el

diafragma conectado con el macho y la parte superior del conducto de flujo.

Los vástagos de las válvulas de diafragma no son giratorios; los diafragmas

sólo se mueven hacia arriba o abajo con ayuda de un pistón de compresión

el cual, a su vez, se mueve con un brazo de palanca o un vástago giratorio.

Por lo general, no se utiliza empaquetadura, con 10 que se reduce el

mantenimiento. Sin embargo, para productos químicos y peligrosos se utiliza

un bonete con empaquetadura de Teflón u otro material.

Estas válvulas se fabrican con muy diversos materiales como hierro fundido,

hierro dúctil, acero fundido, acero inoxidable y aleaciones resistentes a la

corrosión. Los revestimientos pueden ser de un material REP-Teflón virgen

que puede funcionar hasta a 400’F y no es contaminante. Los extremos de la

válvula pueden ser roscados, con brida, soldados a tope, con soldadura de

enchufe o con roscas macho higiénicas. Los tamaños normales son entre ⅛

y 24 in.

3 5

Recomendada para

Servicio con apertura total o cierre total.

Para servicio de estrangulación.

Para servicio con bajas presiones de

operación.

Aplicaciones

Fluidos corrosivos, materiales pegajosos o viscosos, pastas semilíquidas

fibrosas, lodos, alimentos, productos farmacéuticos.

Ventajas

Bajo costo.

No tienen empaquetaduras.

No hay posibilidad de fugas por el vástago.

Inmune a los problemas de obstrucción, corrosión o formación de

gomas en los productos que circulan.

Desventajas

Diafragma susceptible de desgaste.

Elevada torsión al cerrar con la tubería llena.

Variaciones

Tipo con vertedero y tipo en línea recta.

3 6

Materiales:

Metálicos, plásticos macizos, con camisa, en gran variedad de cada uno.

3 7

VÁLVULAS DE MACHO

La válvula de macho es de ¼ de vuelta,

que controla la circulación por medio de

un macho cilíndrico o cónico que tiene un

agujero en el centro, que se puede mover

de la posición abierta a la cerrada

mediante un giro de 90°.

La válvula de macho, que es un perfeccionamiento del grifo sencillo, es la

más antigua de todas. Las válvulas de macho, igual que las de compuerta

moderna, se destinan para servicio de paso y cierre; algunos usuarios han

utilizado válvulas de macho en servicio con estrangulación pequeña, durante

muchos años, con buenos resultados. Los componentes básicos de estas

válvulas son el cuerpo, el macho y la tapa. El macho es cónico o cilíndrico y

tiene un conducto por el cual circula el líquido. En la posición abierta, la

cavidad en el macho conecta los extremos de entrada y salida de la válvula y

permite flujo lineal.

Las válvulas de macho están disponibles con abertura redonda, normal, de

venturi y de recorrido corto. La válvula con abertura redonda tiene una

abertura a todo el diámetro en el macho y en el cuerpo. La válvula normal

también tiene orificios con asiento de área total que suelen ser rectangulares.

La válvula de venturi tiene orificios redondos o rectangulares con una zona

reducida y un cuerpo que se asemeja a un venturi. La válvula de recorrido

corto tiene orificios del asiento de apertura total o reducida que suelen ser

rectangulares y que tienen las mismas dimensiones entre cara y cara que las

válvulas de compuerta de los mismos tamaños y capacidad de presión.

3 8

Una característica importante de la válvula de macho es su fácil adaptación

al tipo de orificios múltiples. Las válvulas de macho de tres y de cuatro vías

tienen mucho uso en la industria de procesos químicos.

Ofrecen considerables economías porque la válvula puede funcionar en

muchas instalaciones para reducir o simplificar la cantidad de tubería.

Se puede utilizar la válvula de orificios múltiples en lugar de varias válvulas

de orificio sencillo, con lo cual se reduce el número de conexiones y

accesorios.

Las válvulas de macho con orificio completo producen caídas de presión

comparables con las de las válvulas de compuerta abiertas del todo, pero los

machos de superficie reducida tienen grandes variaciones en las pérdidas

por fricción. Los diseñadores deben tener cuidado de no pasar por alto las

caídas de presión en los machos de orificio reducido, en particular las de

orificios múltiples.

3 9

Hay dos tipos generales de válvulas de macho: lubricadas y sin lubricar.

1) En el tipo lubricado se inyecta lubricante

a presión entre la cara del macho y el asiento

en el cuerpo para evitar fugas. Con la

lubricación se aprovecha la ley de Pascal que

dice “una presión unitaria aplicada a un fluido

contenido en un recipiente cerrado se

transmite de modo uniforme a todas las zonas

de las superficies que confinan el fluido sin

reducción en la fuerza, con lo cual multiplican

la fuerza muchas veces, según sea el área del

interior del recipiente”.

Debido a la multiplicación de la fuerza, el lubricante sirve también para

separar el macho de su asiento y reducir el esfuerzo inicial de rotación, así

como para reducir la fricción y el desgaste entre estas superficies durante la

rotación.

Después de un tiempo largo de no funcionar, la facilidad de “bombear” al

macho fuera de su asiento es muy útil para reducir la torsión inicial. La

válvula de macho lubricado sólo cierra en el lado de corriente abajo, pero es

quizá el sello más exento de fugas de que se dispone, si está bien lubricada.

4 0

2) En un tipo de válvula no

lubricada se utilizan sellos primarios

elásticos contra uno o ambos

asientos. Mediante una acción de

excéntrica se logran la dilatación y

contracción perpendiculares de los

segmentos de sello. Se ha provisto

una placa inferior de acceso que

permite el servicio a la válvula

conectada en la tubería con sólo

mover piezas pequeñas. Hay un

modelo que se utiliza mucho para

aplicaciones con doble cierre y purga y hay tomas para purga del cuerpo

entre los asientos. La válvula no lubricada puede ser del tipo de elevación, de

excéntrica o puede tener una camisa o un revestimiento de elastómero para

el macho que elimina la necesidad de lubricar entre el macho y el asiento. La

válvula de macho con camisa tiene mucha aplicación en las industrias de

procesos químicos para manejar fluidos corrosivos.

Una camisa hecha con un plástico de fluorocarbono (TFE) rodea por

completo el macho y está fija en su lugar por el cuerpo metálico. Con esto se

tiene un sello primario continúo entre la camisa y el macho en todo momento,

tanto al girar el macho como cuando está abierto o cerrado. La camisa de

TFE es muy durable e inerte, excepto para algunos fluidos de uso muy raro.

También tiene un bajo coeficiente de fricción y tiende a ser de

autolubricación.

La válvula también tiene un diafragma y un disco de empuje de TFE que

eliminan por completo el contacto de metal con metal.

4 1

Recomendada para:

Servicio con apertura total o cierre total.

Para accionamiento frecuente.

Para baja caída de presión a través de la válvula.

Para resistencia mínima a la circulación.

Para cantidad mínima de fluido atrapado en la tubería.

Aplicaciones:

Servicio general, pastas semilíquidas, líquidos, vapores, gases,

corrosivos.

Ventajas

Alta capacidad.

Bajo costo.

Cierre hermético.

Funcionamiento rápido.

Desventajas:

Requiere alta torsión (par) para accionarla.

Desgaste del asiento.

Cavitación con baja caída de presión.

Variaciones:

Lubricada, sin lubricar, orificios múltiples.

Materiales

Hierro, hierro dúctil, acero al carbono, acero inoxidable, aleación 20,

Monel, níquel, Hastelloy, camisa de plástico.

4 2

VÁLVULA CHECK O DE RETENCIÓN.

Las válvulas de retención (check) son integrales y se destinan a impedir la

inversión del flujo en una tubería. La presión del fluido circulante abre la

válvula; el peso del mecanismo de retención y cualquier inversión en el flujo

la cierran.

Son generalmente usadas en conexión o en

conjunto con válvulas de compuerta o de

globo y pueden ser consideradas como un

equipo de seguridad o de prevención.

El objeto principal de este tipo de válvulas, es

usualmente el de proteger bombas o equipos

similares permitiendo el paso de un fluido por una línea solamente en un

sentido, impidiendo a si el regreso del fluido cuando se presentan

contrapresiones.

Las válvulas Check o Válvulas de retención son utilizadas para no dejar

regresar un fluido dentro de una línea. Esto implica que cuando las bombas

son cerradas para algún mantenimiento o simplemente la gravedad hace su

labor de regresar los fluidos hacia abajo, esta válvula se cierra

instantáneamente dejando pasar solo el flujo que corre hacia la dirección

correcta. Por eso también se les llama válvulas de no retorno. Obviamente

que es una válvula unidireccional y que debe de ser colocada correctamente

para que realice su función usando el sentido de la circulación del flujo que

es correcta.

Tienen el fin de evitar la descarga en dirección a la bomba, esto evita daños

por la rotación inversa de la bomba, además de impedir el vaciado de la

tubería permitiendo que la puesta en marcha del sistema sea más rápida y

segura además protegen a la bomba durante las sobre presiones. No

requiere mantenimiento, solamente chequear ocasionalmente si se traba.

4 3

Se ubica inmediatamente después de la bomba o del cono de ampliación

excéntrico. Diseñadas para ambientes corrosivos.

Hay diferentes tipos de válvulas de retención y su selección depende de la

temperatura, caída de presión que producen y la limpieza del fluido.

VÁLVULA DE RETENCIÓN TIPO COLUMPIO O BISAGRA

La válvula convencional de bisagra tiene una placa o “chapaleta” abisagrada

en la parte superior, que produce muy poca caída de presión. La placa puede

ser un disco de material compuesto cuando el líquido contiene partículas de

sólidos, el ruido es indeseable o si se requiere un cierre hermético. Para

reducir las presiones de golpe, de ariete o de choque, se instalan una

palanca y un peso externos que producen un cierre más rápido, pero

aumentarán la caída de presión.

Las válvulas de Retención con Columpio están diseñadas para instalaciones

horizontales, pero pueden ser instaladas en posición vertical solamente con

un flujo ascendente.

Las válvulas de retención deben ser instaladas con la flecha apuntando en la

dirección del flujo. Las válvulas check tipo columpio ofrecen la menor caída

de presión, cuando se detiene el flujo

de líquido, la gravedad y la inversión de

flujo cierran la válvula. Debido a que el

cierre de estas válvulas es debido a la

presión del fluido del disco al adaptarse

al asiento, estas válvulas tienden a

tener fugas a bajas presiones, razón por

la cual los discos cuentan con

elastómeros sobre su superficie.

4 4

Existen válvulas Check tipo columpio en el cual el fluido y su presión abren el

disco hacia arriba y este regresa cuando deja pasar.

Recomendada para

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación.

Cuando hay cambios poco frecuentes del sentido de circulación en la

tubería.

Para servicio en tuberías que tienen válvulas de compuerta.

Para tuberías verticales que tienen circulación ascendente.

Aplicaciones

Para servicio con líquidos a baja velocidad.

Ventajas

Puede estar por completo a la vista.

La turbulencia y las presiones dentro de la válvula son muy bajas.

El disco en "Y" se puede esmerilar sin desmontar la válvula de la

tubería.

4 5

VÁLVULA DE RETENCIÓN DISCO INCLINABLE

La válvula de retención de disco inclinable

es similar a la de bisagra. Hay baja

resistencia al flujo debido a su diseño

rectilíneo. Estas válvulas consisten en una

cubierta cilíndrica que tiene un disco

pivotado (inclinable o giratorio).

El disco se separa con facilidad del

asiento para abrir la válvula. Los topes

para el disco, integrados al cuerpo sirven

para colocar éste y obtener un flujo óptimo cuando está abierto.

Cuando se reduce el flujo, el disco empieza a cerrar porque se inclina a un

ángulo creciente con la trayectoria de flujo. Esta válvula de retención tiene

poca caída de presión a baja velocidad y mayor caída de presión a alta

velocidad.

Los componentes principales de la válvula de disco inclinado son el disco, el

eje (varilla) de pivoteo y el cuerpo. La unión pivotante del disco se encuentra

justo encima del centro y está descentrada del plano del cuerpo. Este diseño

disminuye el recorrido del disco y reduce la fuerza de cierre, cosa que reduce

al mínimo el golpeteo.

Cuando se esperan flujos inversos a alta presión, se pueden equipar las

válvulas con un amortiguador de cierre (dushpot) en el disco para controlar el

cierre. Estas válvulas están disponibles con sello de anillo blando o de metal

con metal. Las válvulas grandes tienen también un sello insertado.

Las válvulas de disco inclinable se fabrican con diferentes materiales como

acero al carbono, hierro fundido, acero inoxidable, aluminio, bronce y

aleaciones resistentes a la corrosión. Los extremos pueden ser de brida.

Estas válvulas se pueden instalar en una tubería horizontal o en una vertical

con flujo ascendente.

4 6

VÁLVULAS HORIZONTALES DE RETENCIÓN

En las válvulas horizontales de retención, se eleva un disco o bola dentro de

sus guías desde su asiento por la presión de la circulación ascendente.

Cuando se detiene o se invierte el flujo, el disco vuelve a asentar por

gravedad. En algunas válvulas se utilizan resortes para tener un cierre más

positivo.

En general, las válvulas horizontales de

retención requieren caídas de presión

más o menos grandes. Su construcción

interna es similar a la de las válvulas de

globo. Sus características de servicio

incluyen cambios frecuentes de dirección,

mayor resistencia al flujo y prevención de

flujo inverso. Se utilizan con válvulas de

globo y en ángulo.

Los componentes principales son el disco, tapa, cuerpo, asiento y guía. En

estas válvulas se utilizan dos tipos principales de discos: disco de

composición y disco metálico que se puede esmerilar.

El disco de composición se presta para cierre hermético y está provisto de

un sujetador para mantener la alineación. Los discos esmerilables tienen

guías para alineación; suelen ser de metal, casi siempre acero. Hay tres tipos

de cuerpos: horizontal, en ángulo y vertical.

El diseño de estas válvulas es muy similar a las de globo, incluso las

configuraciones del asiento y el disco. Se emplean tres tipos diferentes de

tapas: roscada, que se suele utilizar cuando se trabaja con presiones bajas,

con unión, que se prefiere cuando hay que desarmar la válvula con

frecuencia y tapa sujeta con tornillos que se utiliza en las válvulas con brida.

4 7

Estas válvulas se fabrican con bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado,

Monel, acero inoxidable y muchos materiales de plástico. Los extremos

pueden ser roscados o con brida.

Se pueden instalar en una tubería horizontal o en una vertical con circulación

ascendente.

VÁLVULA DE RETENCIÓN DE ELEVACIÓN

Una válvula de retención de elevación es similar a la válvula de globo,

excepto que el disco se eleva con la presión normal e la tubería y se cierra

por gravedad y la circulación inversa.

Las válvulas de retención por elevación, por lo general con cuerpo de globo,

funcionan por gravedad y son para instalación horizontal o vertical, pero no

son intercambiables. Con flujo normal, un pistón que está retenido con guías

en la válvula se levanta con la circulación. Con flujo inverso, se empuja al

pistón contra el asiento para cortarla.

Algunas válvulas de retención por elevación tienen resortes para asegurar un

asentamiento positivo. En cualquier caso, estas válvulas requieren caídas de

presión bastante elevadas.

4 8

Se utilizan en servicios con alta presión y en

tuberías más pequeñas que las válvulas de bisagra.

En otra variante de las válvulas de retención por

elevación está disponible un cuerpo de placa que

se atornilla en bridas de tubo. El disco, bajo carga

de resorte, tiene bujes (casquillos) de guía y se

puede instalar en cualquier posición. Las válvulas

de elevación son mejores que las de bisagra en servicios en donde hay

frecuentes inversiones, porque el pistón está amortiguado para evitar el

golpe de ariete.

Recomendada para

Cuando hay cambios frecuentes de circulación en la tubería.

Para uso con válvulas de globo y angulares.

Para uso cuando la caída de presión a través de la válvula no es

problema.

Aplicaciones

Tuberías para vapor de agua, aire, gas, agua y vapores con altas

velocidades de circulación.

Ventajas

Recorrido mínimo del disco a la posición de apertura total.

Acción rápida.

Variaciones

Tres tipos de cuerpos: horizontal, angular, vertical.

4 9

Tipos con bola (esfera), pistón, bajo carga de resorte, retención para

vapor.

Materiales

Cuerpo: bronce, hierro, hierro fundido, acero forjado, Monel, acero

inoxidable, PVC, Penton, grafito impenetrable, camisa de TFE.

VÁLVULAS DE RETENCIÓN DE MARIPOSA

Una válvula de retención de mariposa tiene un

disco dividido abisagrado en un eje en el centro

del disco, de modo que un sello flexible sujeto al

disco este a 45° con el cuerpo de la válvula,

cuando esta se encuentra cerrada. Luego, el disco

solo se mueve una distancia corta desde el

cuerpo hacia el centro de la válvula para abrir por

completo.

Los asientos de estas válvulas son muy similares a los de las válvulas de

mariposa y muchas veces se utilizan en combinación con ellas. Sus

características principales de servicio son mínima resistencia al flujo,

cambios frecuentes de dirección y para uso en tuberías equipadas con

válvulas de mariposa. Las válvulas de retención se pueden instalar horizontal

o verticalmente con flujo ascendente o descendente.

5 0

Recomendada para

Cuando se necesita resistencia mínima a la circulación en la tubería.

Cuando hay cambios frecuentes en el sentido de la circulación.

Para uso con las válvulas de mariposa, macho, bola, diafragma o de

apriete.

Aplicaciones

Servicio para líquidos o gases.

Ventajas

El diseño del cuerpo se presta para la instalación de diversos tipos de

camisas de asiento.

Menos costosa cuando se necesita resistencia a la corrosión.

Funcionamiento rápido.

La sencillez del diseño permite construirlas con diámetros grandes.

Se puede instalar virtualmente en cualquier posición.

Variaciones

Con camisa completa.

Con asiento blando.

Materiales

Cuerpo: acero, acero inoxidable, titanio, aluminio, PVC, CPCB, polietileno,

polipropileno, hierro fundido, Monel, bronce.

Sello flexible: Buna-N, Viton, caucho de butilo, TFE, neopreno, Hypalon,

uretano, Nordel, Tygon, caucho de siliconas.

5 1

VÁLVULA DE SEGURIDAD

Una válvula de seguridad es: “Un dispositivo automático para desahogo de

presión accionado por la presión estática corriente arriba de la válvula y que

se caracteriza por su acción de disparo para plena apertura. Se utiliza en

servicios con gas o vapores.

La función de la válvula de seguridad es detectar un aumento de presión y

proveer una trayectoria para la salida del material que hay en el sistema.

El diseño general de los dispositivos de seguridad para todos los recipientes

de presión se describe en las partes UG-125 a UG-134 de la Sección VIII,

Div. 1 del código ASME. En las partes UG-125 a 134 se presentan las bases

sobre las cuales se diseña la mayor parte de estos dispositivos comerciales.

Los dispositivos se dividen en dos grupos generales: 1) válvulas y 2) discos

de ruptura. Además, las válvulas de seguridad se subdividen en 1) válvulas

de seguridad y 2) válvulas de desahogo.

El término válvula de seguridad se

aplica en general a las utilizadas en

servicio para vapor de calderas y

suele tener las siguientes

características: conexiones de

entrada con brida o extremos

soldados, boquilla completa o

semiboquilla, resorte descubierto y

palanca de elevación (Fig. 1). Las

válvulas de seguridad utilizadas

para vapor supercalentado de más

de 450’F deben tener cuerpos,

bonetes y usillos de acero al

carbono o de mejor calidad y los

resortes deben estar totalmente al descubierto.

5 2

Las válvulas de boquilla completa

(Fig. 2) tienen conexiones con brida

de cara realzada o de unión de

anillo. La base de la boquilla forma

la cara realzada de la brida. Sólo la

boquilla y el disco están en contacto

con el fluido, cuando está cerrada la

válvula. Las boquillas y discos

suelen ser de acero inoxidable o de

aleación, según sea la temperatura

de servicio.

Las válvulas de semiboquilla (Fig. 3) tienen conexiones de extremo soldado o

de brida con cara realzada o plana; la boquilla es parte de la brida.

5 3

VÁLVULA DE DESAHOGO

Una válvula de desahogo es: “Un dispositivo automático para desahogo de

la presión accionado por la presión estática corriente arriba de la válvula y

que tiene apertura adicional con el aumento en la presión en relación con la

de funcionamiento. Su servicio principal es con líquidos.”

La ASME define las válvulas de desahogo de seguridad como: “Un

dispositivo de desahogo automático, accionado por presión, adecuado para

uso como válvula de seguridad o válvula de desahogo, según la aplicación.”

Por tanto, esta válvula puede tener todas las características de ambos tipos,

excepto que siempre tiene bonete cerrado (Fig. 3). Se puede utilizar en

servicio para vapor o calderas, pero debe llevar el sello de certificación de

ASME para las calderas. Estas válvulas son obligatorias en calderas de alta

temperatura, pero no se pueden utilizar con supercalentador, para el cual se

requiere válvula de seguridad.

La aplicación más grande de las válvulas de desahogo de seguridad es en

los recipientes de presión sin fuego, según el Código ASME. También se

utilizan en la descarga de bombas y compresores de desplazamiento

positivo para la dilatación térmica de líquidos o gases y para servicio

general con vapor o aire; en éste, es obligatoria la palanca de elevación.

La válvula de desahogo, igual que la de seguridad, no se debe emplear en

servicio con polímeros salvo que la entrada esté aislada del líquido por un

disco de ruptura. Si se utiliza en servicio que produzca carbonización, se

debe utilizar una purga de vapor en la entrada.

Las válvulas de desahogo de seguridad con boquilla completa están

disponibles con un fuelle para aislar el disco de una contrapresión variable o

creciente.

5 4

CAPITULO II CRITERIOS DE SELECCION

5 5

Conforme avanza la tecnología y aumenta la capacidad de las plantas, han aumentado el tamaño y el costo de las válvulas y cada vez es más importante el máximo cuidado en su selección. Se deben tener en cuenta, como mínimo, las siguientes características básicas: tipo de válvula, materiales de construcción, capacidades de presión y temperatura, material de empaquetaduras y juntas, costo y disponibilidad.

CRITERIOS BÁSICOS PARA LA SELECCIÓN DE VÁLVULAS

La gama de diseños y tipos de Válvulas industriales disponibles en el

mercado actual, independientemente de marcas y características

diferenciadoras de tipo comercial, es muy amplia y ofrece múltiples

posibilidades al ingeniero de aplicación y cualquier persona técnico o

comercial que tiene que tomar una decisión acerca de la selección de los

correctos equipos para cada escenario.

Debemos, por tanto, seguir una lógica secuencia de parámetros a tener en

cuenta ante una elección. Naturalmente todos estos parámetros están

influenciados por factores ajenos al aspecto técnico tales como

disponibilidad del producto, logística, economía, tendencias en planta,

mantenimiento y otros de similar naturaleza que deben de influir también en

la justa elección del producto.

1.- ELECCIÓN DEL TIPO DE VÁLVULA DE ACUERDO A SU FUNCIÓN.

Nuestra primera base de elección estará basada en la función de la válvula

o equipo y lo que debe de realizar en la planta, para ello distinguiremos las

siguientes funciones:

Aislamiento: Deseamos interrumpir el flujo de la línea en de forma total

y cuando sea preciso.

Retención: Necesitamos impedir que el flujo no retroceda hacia la zona

presurizada cuando esta decrece o desaparece.

5 6

Regulación: Queremos modificar el flujo en cuanto a cantidad,

desviarlo, mezclarlo o accionarlo de forma automática.

Seguridad: Necesitamos proteger equipos y personal contra la sobre

presión.

El tipo de válvula dependerá de la función que debe efectuar, sea cierre

(bloqueo), estrangulación o para impedir el flujo inverso. Estas funciones se

deben determinar después de un estudio cuidadoso de las necesidades de

la unidad y del sistema para los cuales se destina la válvula.

Dado que hay diversos tipos de válvulas disponibles para cada función,

también es necesario determinar las condiciones del servicio en que se

emplearan las válvulas. Es de importancia primordial conocer las

características químicas y físicas de los fluidos que se manejan. Para ello

se debe prestar atención a:

Tipo de servicio:

Líquidos

Gases

Líquidos con gases.

Líquidos con sólidos.

Gases con sólidos.

Vapores generados instantáneamente por la reducción en la prensa

del sistema.

Con corrosión o sin corrosión.

Con erosión o sin erosión.

Ahora bien dentro de cada tipo de válvula existen muy diferentes diseños

que responden a exigencias de planta, instalación, tipos de materiales y

disponibilidades.

2.-DETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN NOMINAL

El siguiente factor es determinar el Rating o Presión Nominal de Diseño de

la válvula, este factor esta determinado por los datos de proceso en planta,

fundamentalmente por la intersección entre presión de trabajo efectiva y

5 7

temperatura de trabajo efectiva. Existen unas presiones de diseño o Rating

de fabricación estándar sobre los que especificar, estos difieren entre las

Normas DIN o ANSI, los más comunes se representan en la siguiente tabla

con su equivalencia más cercana:

DIN ANSI

PN 10 Clase 125

PN 16 Clase 150

PN 25 Clase 300

PN 40 Clase 600

PN 64 Clase 900

PN 100 Clase 1500

PN 250 Clase 2500

Estas clases de presión nominal no deben de tomarse más que como una

selección de la válvula en función de la curva de intersección entre la

presión y la temperatura máxima del proceso. Debemos de considerar

siempre que la presión máxima decrece con el aumento de la temperatura

y viceversa.

Una vez determinadas las presiones y temperaturas máximas de operación,

el ingeniero podrá establecer la capacidad de presión requerida por la

válvula.

A este respecto, el ingeniero debe comparar su selección con las listas de

los fabricantes respecto a las capacidades de presión y temperatura con el

fin de asegurarse que se ajustan a ella.

5 8

3.- DETERMINACIÓN DE LOS MATERIALES CONSTRUCTIVOS

En función del factor anterior (presión x temperatura) así como la

compatibilidad química y de resistencia a la corrosión y erosión de los

fluidos, debemos de escoger los materiales constructivos de las diversas

partes de la válvula.

Desde el punto de vista de selección de materiales de una válvula debemos

de considerar siempre los siguientes:

Cuerpo retenedor de presión, parte húmeda en contacto con el fluido.

Partes blandas y empaques

Tornillería de unión y recubrimientos exteriores.

Sobre el cuerpo observaremos que el material disponible sea compatible

con el fluido en términos de compatibilidad. No solamente observaremos

esta compatibilidad sino también otros factores encaminados a la abrasión

(velocidad en línea o naturaleza del fluido), en estos casos podemos

seleccionar un revestimiento interno que manteniendo el material metálico

base impida el contacto entre el flujo y este (por ejemplo: revestimiento de

Caucho natural blando en casos de fluidos “slurries” en minería).

5 9

Para determinar el material de empaques o sellado internos y externos será

determinante la temperatura y la compatibilidad del material de sellado con

el fluido. En este caso hay que observar los límites de temperatura

recomendados por los fabricantes de las juntas y empaques. (Por ejemplo:

no superar los 90ºC en el caso de NBR). El sellado de la válvula es

fundamental, distinguimos dos tipos de sello: sellado al órgano de cierre

(interno) y sellado atmosférico (externo).

La selección del material adecuado para empaquetaduras y juntas es tan

importante como la de los materiales de la válvula para el servicio a que se

destinan. La selección de una empaquetadura inadecuada puede permitir

fugas en la válvula y requerir un paro del sistema para reemplazarla.

Además, si el fluido que se escapa es tóxico o inflamable, puede ocurrir una

grave situación, con posibles lesiones al personal y daños a la planta.

En la tabla V se enumeran ejemplos de las empaquetaduras para diversas

aplicaciones y sus correspondientes límites de temperatura.

6 0

Los riesgos y los costosos paros son inexcusables y son fáciles de evitar. Al

seleccionar el material de empaquetaduras de válvulas, el ingeniero debe

consultar la literatura de los fabricantes de empaquetaduras y válvulas y las

publicaciones técnicas, para comprobar que el material seleccionado sea

compatible con los fluidos que se manejan. Asimismo, la forma física de la

empaquetadura debe ser compatible con las características mecánicas de

la válvula Ciertos materiales de empaquetaduras requieren una elevada

compresión, pero hay válvulas que son muy endebles o muy ásperas y no

se puede aplicar una gran compresión.

Además, las elevadas compresiones requeridas por ciertas válvulas pueden

hacer que algunas empaquetaduras fluyan en frío. Ciertas empaquetaduras

incompatibles pueden producir desgaste del vástago.

Finalmente, aunque de menor importancia, observaremos el material de

unión de las partes, entendiendo estos como la Tornillería y los

recubrimientos de pintura exteriores. Este factor es de importancia a los

únicos efectos de la corrosión ambiental en planta. (Por ejemplo: ambiente

salino, corrosivo…etc.).

6 1

4.- SELECCIÓN DEL ACCIONAMIENTO

Las Válvulas pueden ser accionadas de diversas formas:

1. Manualmente

2. Auto accionadas por el propio fluido

3. Accionadas por actuadores externos

La selección del tipo de accionamiento está condicionada por las

necesidades en planta; por ejemplo accesibilidad a la válvula, frecuencia de

operación, disponibilidad de energía auxiliar, economía, grado de exactitud

requerido en la operación, estos factores quedan dentro de la casuística de

cada proyecto.

5.- SELECCIÓN DEL TAMAÑO (DN) DE LA VÁLVULA

Las Válvulas están normalizadas a un tamaño o Diámetro Nominal de

acuerdo a los Estándares internacionales. El dimensionado de la válvula se

realizara de acuerdo al caudal de circulación en línea y otros factores del

proceso. Cuando seleccionemos la válvula tenemos que considerar

aspectos como la Cavitación y presión diferencial entre otros.

6.- CRITERIOS COMERCIALES GENERALES

Las pautas anteriormente descritas deben de ser finalmente juzgadas por el

ingeniero de aplicación bajo unos criterios comerciales que rigen en el

mercado, tales como la disponibilidad y economía.

Es obvio que con la utilización de materiales y un Rating de alto rendimiento

nunca erraremos en una instalación de fluidos neutros con poca presión

pero esto no sigue un criterio comercial.

6 2

Es por ello que el personal a cargo de la selección de la válvula tiene muy

poco margen de maniobra al alza, estando aquí la dificultad de esta tarea:

la selección de la válvula correcta para el proceso correcto, sin margen de

error y con la fiabilidad que pueda respaldar el sector profesional integrado

por fabricantes de Válvulas, fabricantes de componentes, especialistas de

producto e ingenieros de aplicación.

6 3

CAPITULO III MANTENIMIENTO EN CAMPO PARA VALVULAS DE

COMPUERTA TIPO CUÑA

6 4

De manera que se puede efectuar un programa de mantenimiento e

inspección significativo, es esencial que la ubicación, marca, tipo, tamaño y

fecha de instalación de cada una de las válvulas sea registrado.

Dependiendo del tipo de sistema de registro usado, otra información puede

ser añadida en el registro permanente. Cuando una válvula de compuerta

es inspeccionada, una actualización debe ser registrada en el registro

permanente indicando la fecha de inspección y la condición de la válvula. Si

el trabajo de reparación es necesario, este debe ser indicado. Al terminar el

trabajo, el tipo de reparaciones y la fecha deben ser registradas.

Fugas, partes quebradas, operación dura y otros defectos mayores deben

ser corregidos por una cuadrilla de reparación tan pronto como sea posible

después que el defecto ha sido reportado. Si las reparaciones deben ser

efectuadas en campo, las cuadrillas de reparación deben llevar un

suministro completo de partes de repuesto al sitio de la obra. Se deben

tomar medidas para aislar la válvula defectuosa de la presión del agua y

aliviar la presión atrapada en el interior antes de efectuar cualquier

mantenimiento correctivo. El desensamble de la válvula debe ser logrado de

acuerdo con el procedimiento suministrado por el fabricante. Después de

reparar la válvula, el mecanismo de operación debe ser ejercitado a través

de un ciclo completo de operación. Con la presión completa de la línea y la

válvula en la posición abierta, una inspección debe ser hecha para detectar

fugas en las áreas alrededor de la placa de sellado, bonete, prensaestopas

y extremos de conexión. Un registro debe ser hecho para indicar que la

válvula ha sido reparada y está en condiciones de trabajo. Cualquier

marcado de que la válvula estaba inoperable debe ser removido.

6 5

6 6

Articulo Numero: Descripción:

201 Tuerca Superior del Vástago

202 Volante de Vástago Ascendente

203 Rondana Anti Fricción

204 Horquilla

205 Tuerca Inferior del Vástago

206 Tuerca de la Horquilla/Prensaestopas del Casquillo

207 Rondana de la Horquilla/Prensaestopas del casquillo

208 Prensaestopas del Casquillo

209 Tornillo Perno

210 Tornillo Perno

211 O-rings para Sellado del Vástago

212 O-ring Interno del Buje

213 Buje de Vástago Ascendente

214 O-ring Externo del Buje

215

Ensamble de Vástago Ascendente Vástago de Aleación de Cobre Vástago de Acero Inoxidable pasador de la Compuerta Compuerta

216 Tornillos del Bonete

217 Bonete (Hierro Gris)

218 Empaque del Bonete

219 Cuerpo (Hierro Gris)

Cuerpo (Hierro Dúctil)

220 Tornillo del Volante/Tuerca de Operación

221 Rondana del Volante/Tuerca de Operación

6 7

222 Volante de Vástago Fijo

223 Tornillos del Poste Indicador

224 Poste Indicador

225 Tuerca de Operación

226 Anillo Limpiador

227 Tornillo de la Brida Prensaestopas

228 Brida Prensaestopas

229 O-ring del Prensaestopas

230 O-rings de Sellado Superior del Vástago

231 Buje de Sellado del Vástago

232 O-ring de Sellado Inferior del Vástago

233 Vástago Fijo de Acero Inoxidable

234 Collar de Empuje

235 Rondana Anti-Fricción de Vástago Fijo

236 Vástago Fijo de Bajo Cinc

237 Compuerta de Vástago Fijo

6 8

REPARACIONES DE VALVULAS DE VASTAGO FIJO (NRS),

REEMPLAZO DE TUERCA DE OPERACIÓN, BRIDA PRENSAESTOPAS

/ ANILLO LIMPIADOR, O-RING DE LA BRIDA PRENSAESTOPAS Y

O-RING DEL VASTAGO (Fig. 2)

ADVERTENCIA: Aunque alguno de los siguientes procedimientos puede

ser ejecutado bajo la presión de trabajo completa de la línea. Es

recomendado que cualquier desensamble parcial o mantenimiento se

ejecute con la Presión de la Línea de Suministro de Agua cerrada!

PRECAUCION: Con la válvula en la posición completamente abierta, los

siguientes procedimientos pueden ser ejecutados bajo la presión de trabajo,

sin necesidad de cerrar el sistema.

1. Remueva el Tornillo del Volante/Tuerca de Operación (#220) y la

Rondana del Volante/Tuerca de Operación (#221) usando una llave de ½"

(13 mm) para las válvulas de 2 ½" a 4", y una llave de 11/16" (17 mm) para

válvulas de 6" a 12". Remueva la Tuerca de Operación (#225) o el Volante

de Vástago Fijo NRS (#222).(Ver Fig. 1 y Fig. 2)

2. Remueva los dos tornillos de la Brida Prensaestopas (#227).

3. Remueva la Brida Prensaestopas (#228) con el Anillo Limpiador (#226)

anexo. NOTA: El Anillo Limpiador es "Instalado en Fábrica" mediante ajuste

prensado y por lo tanto debe ser reordenado como un ensamble.

4. Cuando ejecute el paso 3, verifique la ubicación del Sello O-ring Superior

del Vástago, cantidad 2, (#230) y del Buje de Sellado del Vástago (#231).

Deben estar colocados en el Vástago (#233), o en el abocardo de la brida

prensaestopas (#228).

5. Inspeccione y reemplace cualquier parte dañada. Ensamble en orden

inverso.

6 9

7 0

REEMPLAZO DEL VASTAGO, SELLO INFERIOR DEL VASTAGO Y

COMPUERTA (CUÑA) (Fig. 3 y Fig. 4)

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada también provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera

que tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

1. Complete los pasos del 1 al 4 en la sección REEMPLAZO DE TUERCA

DE OPERACIÓN, BRIDA PREN SAESTOPAS / ANILLO LIMPIADOR, O-

RING DE LA BRIDA PRENSAESTOPAS Y O-RING DEL VASTAGO.

2. Gire el vástago en la posición de cerrado hasta que se desenganche de

la compuerta y remuévalo de la válvula.

3. Si es aplicable, para vástagos de bajo cinc, remueva la Rondana Anti-

Fricción (#235) del hueco del bonete (#217). Para vástagos de acero

inoxidable, el collar del vástago y la rondana Anti- Fricción son

reemplazados por un collar de empuje de dos piezas (#234). No es

necesaria en este caso la rondana antifricción. El O-ring de Sellado Inferior

del Vástago (#232) debe estar presente en el vástago y en su propia ranura

localizada directamente encima de las roscas. NOTA: En los vástagos de

acero inoxidable, las tres ranuras superiores son para colocar el collar de

empuje.

4. Inspeccione y reemplace cualquier parte dañada.

5. Usando un pequeño desarmador de paleta, remueva la goma

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada! También provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera

que tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

7 1

6. Una vez que la goma derretida ha sido removida, use una llave Allen de

3/8" (10 mm) para remover los Tornillos del Bonete (#216). Remueva el

Bonete (#217) y el Empaque del Bonete (#218) y colóquelos a un lado.

7. Para remover la compuerta (#237) es algunas veces útil roscar de

regreso el Vástago (#233) dentro de la compuerta y usar el vástago como

manivela o palanca para extraer la compuerta. Esto es útil con los tamaños

mayores, válvulas de 10" y 12".

8. Cuidadosamente inspeccione el interior del cuerpo de la válvula y

remueva cualquier basura.

9. Inspeccione y reemplace cualquier parte dañada y ensamble en orden

inverso, apretando los tornillos del bonete a 40 libras-pie con un patrón

diametralmente opuesto (180 grados aparte)

10. Para reemplazar la goma derretida protectora sobre los tornillos del

bonete, use cualquier producto de calafateo aprobado por EPA, o goma

derretida.

7 2

7 3

REPARACIONES DE VALVULA DE VASTAGO ASCENDENTE (OS&Y)

REEMPLAZO DEL VOLANTE (Fig. 5)

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada! También provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera

que tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

1. Remueva las dos Tuercas (#206) y asociadas Rondanas (#206) y

asociadas Rondanas (#207) del Prensaestopas del Casquillo superior /

Horquilla. Levante el Prensaestopas del Casquillo (#208) hasta que libre los

Tornillos Pernos (#210).

2. Remueva las dos Tuercas (#206) y asociadas Rondanas (#207) del

Prensaestopas del Casquillo inferior / Horquilla de los Tornillos Perno

(#210).

3. Gire la parte remanente del volante (#202) en la dirección de cerrado.

Esto levantará la Horquilla (#205) por arriba de los Tornillos Perno hasta

que la mitad superior de la Tuerca del Vástago (#201) salga del Ensamble

del Vástago (#215).

4. Remueva la mitad superior de la Tuerca del Vástago (#201) del volante y

colóquelo en el "nuevo volante" (#202).

NOTA: El par de Tuercas del Vástago esta dentado con orejas de diferente

tamaño. Esté seguro de alinear las orejas en la correcta ubicación! (Ver

detalle "A")

PRECAUCION: No sobre apriete el par superior de Tuercas del

Prensaestopas del Casquillo / Horquilla (#206). Sobre apretarlas puede

causar la fractura del Casquillo (#209) Apriete las tuercas equilibradamente

de manera que el Prensaestopas del Casquillo aplique una presión nivelada

7 4

y uniforme sobre el Casquillo. Si el Prensaestopas del Casquillo es

ensamblado en ángulo, puede ocurrir una fuga.

5. Ejecute los pasos del 1 al 4 en orden inverso para ensamblar. Gire el

volante unas pocas vueltas adicionales después que la Horquilla haya

asentado en el Bonete (#217).Esto ayudará a prevenir excesiva

deformación sobre el Casquillo (#209) cuando reemplace las tuercas

superiores y rondanas.

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada! También provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera

que tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

6. Re-presurice el sistema. En este momento, si no hay una fuga alrededor

del Casquillo (#209) asegúrese que las Tuercas del Prensaestopas del

Casquillo superior / Horquilla (#206) están roscadas hasta abajo

equilibradamente en los Tornillos Perno (#210). Apriete las tuercas ¼ de

vuelta cada una hasta que la fuga se detenga.

NOTA: Debido a que las

Aprobaciones UL, ULC y FM son para

el fabricante, este procedimiento no

tendrá efecto en las certificaciones o

aprobaciones.

7 5

REEMPLAZO DEL SELLO O-RING DEL VASTAGO (Fig. 6)

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada.

También provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera que

tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

1. Remueva las dos Tuercas (#206) y Rondanas asociadas (#207) del

Prensaestopas del Casquillo superior / Horquilla. Levante el Prensaestopas

del Casquillo (#208) hasta que libre los Tornillos Pernos (#210). (Ver Detalle

"B")

2. Levante el Casquillo (#209) para accesar los tres Sellos O-rings del

Vástago (#211).

NOTA: Estos O-rings son del tipo partido. Cuando los reemplace,

asegúrese que las partidas NO se alineen. Rotar las partidas a intervalos de

aproximadamente 90 grados. (Ver Detalle "C")

3. Invierta los pasos 2 y 3 para el ensamble.

4. Re-presurice el sistema. En este momento, si no hay una fuga alrededor

del Casquillo (#209) asegúrese que las Tuercas del Prensaestopas del

Casquillo superior / Horquilla (#206) están roscadas hasta abajo

equilibradamente en los Tornillos Perno (#210). Apriete las tuercas ¼ de

vuelta cada una hasta que la fuga se detenga.

7 6

REEMPLAZO DE VASTAGO QUEBRADO O COMPUERTA DAÑADA

ADVERTENCIA: Para ejecutar los siguientes pasos, asegúrese que la

Línea de Suministro de Agua ha sido cerrada, y que la presión ha sido

drenada. También provea suficiente claro alrededor de la válvula de manera

que tierra o basura no caiga dentro de la válvula.

1. El Ensamble de Vástago OS&Y (#215) es una unidad ensamblada en

fábrica la cual incluye el vástago, la compuerta y el Pasador de la

Compuerta prensado, por lo que debe ser ordenado como tal.

2. Si el Vástago es severamente doblado, debe ser pre-determinado lo que

resulte más fácil y rápido para el personal de mantenimiento, ya sea intentar

cortar el ensamble del vástago dañado para desensamblar la válvula, o

cambiar el "Ensamble Frontal" entero.

3. Siga los pasos del 1 al 3 de la sección REEMPLAZO DEL VOLANTE.

4. Coloque el Volante (#202) y la Rondana Anti-Fricción a un lado (#203).

Levante la Horquilla (#204) hasta que libre los Tornillos Perno (#210) y la

Tuerca Inferior del Vástago (#205). ). La Tuerca Inferior del Vástago, El

Prensaestopas del casquillo, Casquillo y Horquilla pueden ahora ser

removidos del Ensamble del Vástago (#215) (Ver Detalle "C").

5. Usando un pequeño desarmador de paleta, remueva la goma derretida

que cubre los Tornillos del Bonete (#216). Una vez que la goma derretida

ha sido removida, use una llave Allen de 3/8" (10 mm) para remover los

Tornillos del Bonete (#217) Rote el bonete 90 grados hacia cualquier

dirección (para facilitar levantarlo) y cuidadosamente levante el bonete, Buje

(#213) y O-rings asociados (#211,#212,#214) sobre el Ensamble del

Vástago (#215). (Ver Detalle "D").

7 7

PRECAUCION: No sobre apriete el par superior de Tuercas del

Prensaestopas del Casquillo / Horquilla (#206). Sobre apretarlas puede

causar la fractura del Casquillo (#209) Apriete las tuercas equilibradamente

de manera que el Prensaestopas del Casquillo aplique una presión nivelada

y uniforme sobre el Casquillo. Si el Prensaestopas del Casquillo es

ensamblado en ángulo, puede ocurrir una fuga.

6. Visualmente inspeccione y reemplace cualquier parte dañada, e

inspeccione el área de asiento del cuerpo de la válvula por posibles daños o

basura. Instale el nuevo Ensamble de Vástago (#215). Ensamble la válvula

siguiendo los pasos del 5 al 3 en orden inverso.

7 8

7 9

CAPITULO IV INSPECCION Y PREBAS A VALVULAS DE RELEVO

DE PRESION

8 0

INSPECCIÓN DE VÁLVULAS DE RELEVO DE PRESIÓN.

Todas las válvulas de relevo de presión, deben someterse a inspecciones

periódicas en sitio

Las válvulas de relevo que se desmonten para su inspección,

mantenimiento y prueba, deben someterse a inspección preliminar en taller,

y a pruebas “pre pop” y de hermeticidad.

.Las válvulas que satisfagan los requerimientos de la inspección preliminar

y de las pruebas pre pop y de hermeticidad, pueden reinstalarse sin

someterse a inspección integral, siempre que esta acción no se repita en

dos períodos consecutivos. Las válvulas que no satisfagan los

requerimientos de inspección preliminar, prueba pre pop, o de hermeticidad,

deben someterse a inspección integral

A fin de garantizar que las válvulas de relevo de presión se encuentren en

condiciones óptimas de operación, éstas deben someterse periódicamente

a inspecciones tanto “en sitio”, como “en taller”, lo cual permitirá evaluar su

estado físico, proporcionarles el mantenimiento requerido, y practicarles las

pruebas normativas correspondientes.

La responsabilidad de las inspecciones “en sitio” y “en taller”, recae en el

personal que atiende la función de Seguridad en la instalación.

8 1

INSPECCIÓN “EN SITIO”.

Se refiere a la inspección de la válvula cuando se encuentra montada sobre

instalaciones en operación. Debe realizarse con una periodicidad de al

menos dos veces por año, o después de detectarse que ha actuado la

válvula de relevo. Su alcance mínimo es el siguiente:

Verificar que la localización de la válvula sea correcta, y que sus

datos de identificación estén legibles.

Verificar la hermeticidad de las uniones bridadas y/o roscadas,

evaluando las fugas cuando sea el caso.

Evaluar el estado físico general de sus partes visibles y de la

tornillería.

Verificar que la válvula no se encuentre relevando.

Verificar que los bloqueos de entrada y de salida (en caso de que

cuente con ellos) no se encuentren cerrados.

Verificar que el bloqueo del “directo” (cuando se cuente con él), se

encuentre en posición “cerrado”.

Verificar que la válvula no se encuentre sometida a vibraciones o

esfuerzos, y que la tubería de salida este debidamente soportada y

alineada.

Verificar la condición abierto/cerrado del venteo del bonete, en

función del tipo de válvula (convencional o balanceada).

Debe llevarse y mantenerse actualizado un registro y control de las

inspecciones “en sitio”. Para esto, deben elaborarse informes técnicos

detallados y debe implementarse un mecanismo de control que posibilite el

seguimiento de las anomalías hasta su corrección.

8 2

INSPECCIÓN EN TALLER (PRELIMINAR).

Su alcance debe incluir al menos las actividades siguientes:

Verificar que la válvula cuente con placa de identificación, y que la

Revisar la entrada y salida de la válvula para evaluar su grado de

ensuciamiento. En caso de observar depósitos en el interior, deben

recolectarse muestras para su análisis, a fin de identificar las causas de su

presencia.

Revisar el estado físico de las partes visibles y evaluar cualquier

indicación de daño, mecánico o por corrosión.

Realizar prueba “pre pop” (verificación de la presión de ajuste).

Si la válvula abre a una presión diferente de la presión de ajuste, los

responsables de Inspección, de Mantenimiento y de Operación, deben

investigar las causas de fondo (fallas en el ajuste realizado durante la

revisión anterior, modificación de la presión de ajuste por requerimientos

operacionales, ensuciamiento o daño de sus componentes internos), e

implementar las acciones correctivas pertinentes, para prevenir la repetición

de situaciones similares.

La prueba “pre pop”, debe realizarse solo cuando la válvula no

presente ensuciamiento o incrustación que pueda dañar los asientos del

disco y la tobera al momento del disparo.

Las válvulas que se encuentren limpias en su entrada y salida, y que

satisfagan los requerimientos de la inspección preliminar y de la prueba pre

pop, deben someterse a la prueba de hermeticidad.

En cada caso, el responsable de la inspección debe tomar nota de

los resultados obtenidos y de las observaciones realizadas, para incluirlos

en los controles y registros correspondientes.

8 3

INSPECCIÓN EN TALLER (INTEGRAL).

Las válvulas que no satisfagan las pruebas pre-pop o de

hermeticidad, o bien que presenten ensuciamiento o evidencias de

corrosión o daño mecánico en sus componentes, deben someterse a

inspección integral.

El personal responsable de proporcionar el mantenimiento, debe

desarmar cuidadosamente la válvula siguiendo las recomendaciones del

fabricante, colocando los componentes en un lugar separado para evitar

confusiones.

Cuando la válvula estuvo montada sobre instalaciones que manejan

materiales peligrosos como ácidos o álcalis, o cuando los internos de la

válvula presenten depósitos de características pirofóricas o que pueden

mantener materiales peligrosos entrampados, el responsable de la

inspección debe indicar las acciones necesarias para prevenir daños a la

salud de los trabajadores que intervengan en el mantenimiento.

Antes de efectuar limpieza a los componentes, deben revisarse éstos

con el fin de conocer las condiciones generales en las que la válvula fue

retirada de servicio, y tener acceso a evidencias tales como productos de

corrosión, polímeros, gomas, depósitos, incrustaciones y fragmentos de

piezas.

Debe efectuarse la limpieza de los componentes empleando

desengrasantes u otros productos químicos adecuados para ello, previa

verificación de que no se trate de materiales combustibles o tóxicos, y que

los materiales de construcción no serán afectados.

Debe efectuarse una inspección detallada a los componentes limpios, con

el alcance mínimo siguiente:

8 4

Revisar las superficies interna y externa del cuerpo, bonete y

capucha, para identificar evidencias de corrosión o daño mecánico.

Se recomienda medir el espesor de pared del cuerpo, bonete y

capucha, al menos en los niveles que se muestran en la figura 1, con cuatro

posiciones de medición en cada nivel; esto permitirá contar con espesores

de referencia para evaluar la velocidad de desgaste cuando se detecte

pérdida de espesor de estos componentes.

Cuando se detecte corrosión localizada o defectos superficiales en

cuerpo, bonete o capucha, se permite efectuar reparaciones con soldadura,

siempre que las dimensiones y geometría de la pieza permitan garantizar

una reparación correcta, y se cumpla con los requerimientos de preparación

de superficie, inspección, tratamiento térmico, prueba hidrostática, y

calificación de soldador y del procedimiento de soldadura, dispuestos por la

especificación del material correspondiente.

En los casos en que se detecte corrosión o daño mecánico en cuerpo,

bonete o capucha, el inspector debe investigar las causas de fondo y dictar

las medidas correctivas pertinentes para prevenir su repetición.

Revisar el estado físico general de cada componente, evaluando

evidencias de corrosión o daño mecánico (fatiga en el caso del resorte,

daño de los asientos, etc.). Los componentes que presenten corrosión o

daño mecánico que ponga en riesgo la operación confiable del dispositivo,

deben ser sustituidos. En caso de daño en asiento del disco o tobera,

pueden reacondicionarse por maquinado y/o lapeado.

Cuando la válvula cuente con componentes de aceros aleados y éstos

presenten evidencias de corrosión o daño mecánico, debe verificarse el

cumplimiento de los materiales de construcción. Si los materiales

corresponden con lo indicado en la hoja de datos de diseño, y los

8 5

componentes presentan corrosión o daño mecánico, el inspector debe

investigar las causas y solicitar las acciones correctivas pertinentes.

Cuando el inspector considere necesario para contar con elementos

que le permitan dictaminar acerca del estado general de la válvula, pueden

practicarse pruebas no destructivas a los componentes.

Debe medirse el “levante” (L) del disco sobre el asiento de la tobera, verificando que como mínimo L = D/4; donde D es el diámetro de la tobera, medido en su parte más restringida.

En cada caso, el responsable de la inspección debe tomar nota de los

resultados obtenidos y de las observaciones realizadas, para

incorporarlos al registro histórico de la válvula (formato tipo DG-GPASI-

IT-04000-01B), como se indica en el “Procedimiento para el registro y

control de válvulas de relevo de presión” DG-GPASI-IT-04000,

información que debe proporcionarse oportunamente al responsable del

mantenimiento, para que éste proceda al reacondicionamiento

respectivo.

8 6

MANTENIMIENTO.

El responsable del mantenimiento, debe Instruir a su personal ejecutor

acerca del procedimiento a seguir para realizar las maniobras de

traslado, manejo, armado/desarmado, reparación y pruebas de las

válvulas de relevo, así como de los riesgos que implica cada una de

ellas, y de las medidas de seguridad que deben observarse para su

ejecución.

Cada válvula de relevo debe contar con una placa de identificación de

aluminio, con dimensiones 75 mm x 50 mm x 1.587 mm (3 plg. x 2 plg. x

1/16 plg.); en ella deben marcarse con algún medio indeleble, la

información mínima indicada en la figura 2 (se recomienda emplear

números de golpe). La placa debe estar sujeta al cuerpo de la válvula

con un alambre resistente a la corrosión.

En caso de

que la válvula

no cuente con la placa de identificación, debe colocársele como parte

del mantenimiento.

8 7

Una vez que se ha realizado el reacondicionamiento o sustitución de los

componentes que lo requerían, la válvula debe armarse nuevamente

siguiendo las recomendaciones del fabricante. Es importante no aplicar

grasa o aceite en los asientos y superficies de la guía.

PRUEBAS.

Las válvulas de relevo reacondicionadas, deben someterse a

pruebas para verificar su funcionamiento a la presión de ajuste y su

hermeticidad.

El responsable de Seguridad debe certificar la ejecución y resultados

de las pruebas que se practiquen a las válvulas de relevo de su

jurisdicción.

Prueba de verificación de la presión de ajuste.

Todas las válvulas reacondicionadas, deben someterse a pruebas de

verificación de la presión de ajuste.

Para practicar esta prueba, se requiere un “banco de pruebas” que

cuente como mínimo con los componentes siguientes: una fuente de

presión neumática o hidráulica de por lo menos 3 veces la presión a la que

se va a probar la válvula, o 413 kPa (59.88 lbs./pulg2), la que resulte

mayor; un acumulador de la presión proveniente de la fuente, con un

volumen mayor (1.2 veces) que el del recipiente del banco de pruebas; y

un recipiente como banco de pruebas, de las siguientes características:

Salida con conexión para recibir a la válvula que va a ser probada.

Esta conexión debe ser al menos del mismo diámetro que el diámetro de

entrada de la válvula que se va a probar.

Manómetro calibrado y de escala adecuada a la presión que se va a

probar (dos veces como máximo), aislado de la fuente de presión por

medio de una válvula de cierre o con una purga.

Dren con válvula de purga.

8 8

Un volumen adecuado (mínimo de 0.06 m³ (60 litros)) en el recipiente

de pruebas para verificar la correcta operación de la válvula al ser

probada.

Procedimiento de prueba para válvulas de seguridad y seguridad alivio:

Medio de prueba aire o nitrógeno.

1. Montar la válvula en banco de prueba.

Nota: no debe colocarse ningún tipo de filtro entre el banco de pruebas

y la válvula, además de asegurarse que el empaque sea del diámetro

adecuado al tamaño de brida.

2. Aplicar presión y verificar si la válvula dispara a la presión de ajuste en

frio y dentro de las tolerancias. Debe incrementarse lentamente la

presión hasta que la válvula abra con un chasquido audible, al cual se

le debe identificar como “apertura”. Se recomienda realizar un disparo

inicial antes de realizar las verificaciones (3 verificaciones). En la

mayoría de los casos se percibirá un escape de fluido previo al disparo,

que es lo que se conoce como “siseo” o preapertura. Esto no debe

confundirse con la presión de ajuste, ya que el siseo es necesario para

que produzca el disparo.

3. En los casos en que la válvula no dispare debe subirse la corona hasta

el tope contando las muescas o ranuras, y después bajar la corona de 5

a 7 ranuras.

4. Una vez verificada la presión de ajuste y realizada la prueba de

hermeticidad debe regresar la corona a su posición original.

Procedimiento de prueba para una válvula de alivio.

Medio de prueba: agua

8 9

1. Montar la válvula en el banco de prueba.

Nota: no debe colocarse ningún tipo de filtro entre el banco de pruebas y la

válvula, además de asegurarse que el empaque sea del diámetro adecuado

al tamaño de brida

2. Aplicar presión y verificar si la válvula abre a la presión de ajuste en

frio y dentro de las tolerancias establecidas. Debe incrementarse

lentamente la presión hasta que la válvula abra con una descarga continua

de liquido de aproximadamente el ancho de un lápiz, al cual se le debe

identificar como apertura. Se recomienda realizar una prueba inicial para

eliminar la bolsa de aire atrapada en la entrada de la válvula, antes de

realizar las verificaciones (3 verificaciones).

Previo a la apertura de la válvula, se aprecia un goteo inicial. Esto no debe

confundirse con la presión de ajuste, ya que el goteo es necesario para

que produzca la apertura.

Nota: No es necesario realizar modificaciones en la posición de la corona

para la prueba con agua.

3. Cuando la válvula de relevo de presión no abra a la presión de ajuste

en frío, debe modificarse la posición del tornillo de ajuste, apretándolo o

aflojándolo, según sea el caso.

4. Para realizar esta actividad, la presión en la entrada de la válvula

debe ser inferior a la presión de ajuste y debe sujetarse el vástago de

manera que no gire, ya que si esto sucede, causará daños severos en la

superficie de contacto del disco y del asiento

5. La tolerancia en las presiones de ajuste de las válvulas de relevo no

deben exceder los valores siguientes:

+13.8 kPa (+ 2 lbs. /pulg2), para presiones iguales o menores que 483

kPa (70 lbs. /pulg2). + 3%, para presiones mayores que 483 kPa (70 lbs.

/pulg2).

9 0

6. Las válvulas que no cumplan con las tolerancias establecidas deben

rechazarse. En estos casos, el responsable de mantenimiento debe

identificar las causas de la falla, efectuar las correcciones procedentes, y

repetir las pruebas.

PRUEBA DE HERMETICIDAD.

Debe realizarse después de la prueba de verificación de la presión de

ajuste siguiendo los procedimientos descrito en función del tipo de válvula;

bonete cerrado o bonete abierto.

Procedimiento de prueba para válvulas con bonete cerrado

Medio de pruebas: Aire o Nitrógeno

Presión de prueba: 90% de la presión de ajuste.

1. La válvula de relevo, debe continuar montada sobre el banco de

pruebas después de practicada la prueba de verificación de presión de

ajuste.

2. Colocar el “probador” (figura 3) sobre la conexión de salida de la

válvula

.

9 1

3. Aplicar la presión hasta llegar al valor de prueba, de acuerdo a:

Cuando se trata de válvulas de seguridad o de seguridad-alivio,

después de realizar la prueba de verificación de la presión de ajuste, se

disminuye a la presión hasta la presión de prueba de hermeticidad.

Cuando se trata de válvulas de alivio, se purga el líquido del banco

de pruebas y se aplica presión de aire o nitrógeno, hasta alcanzar la

presión de prueba.

4. Mantener la presión de prueba de hermeticidad por lo menos durante 1

minuto para válvulas de diámetro de entrada sea igual o menor que 51

mm (2 plg); 2 minutos para diámetros de 63.5 mm, 76.2 mm y 101.6

mm (2½ plg, 3 plg y 4 plg); y 5 minutos para diámetros de 152.4 mm (6

plg) y mayores.

5. Medir el número de burbujas por minuto en el recipiente, el cual no

debe ser mayor que los valores indicados en la tabla 1 para válvulas

con asientos metal a metal.

6. Para válvulas con asientos blandos, no debe existir ninguna fuga

durante 1 minuto.

7. Cuando se trata de válvulas de seguridad o de seguridad- alivio, debe

regresarse la corona a su posición original después de efectuar la

prueba de hermeticidad.

Procedimiento de prueba para válvulas con bonete abierto o palanca

actuadora:

Medio de prueba: Aire o Nitrógeno.

Presión de prueba: 90% de la presión de ajuste

1. La válvula de relevo, debe continuar montada sobre el banco de

pruebas después de practicada la prueba de verificación de presión de

ajuste.

9 2

2. Formar un dique en la cámara de descarga de la válvula, de manera

que se aloje un tirante de agua de 12.7 mm (1/2 plg.) medido desde el

asiento de la tobera (fig. 4).

3. Aplicar la presión hasta llegar al valor de prueba, de acuerdo a:

4. Cuando se trata de válvulas de seguridad o de seguridad-alivio;

después de realizar la prueba de verificación de la presión de ajuste, se

disminuye la presión hasta la presión de prueba de hermeticidad.

5. Cuando se trata de válvulas de alivio; se purga el líquido del banco

de pruebas y se aplica presión de aire o Nitrógeno, hasta alcanzar la

presión de prueba.

6. Medir el número de burbujas por minuto, el cual no debe ser mayor

del 50% de los valores indicados en la tabla 1 para válvulas con

asientos metal a metal.

9 3

Tabla 1. Valores máximos permisibles de fuga en prueba de hermeticidad

de válvulas de relevo de presión con sello metal-metal.

Nota: la tabla muestra la fuga máxima permisible en válvula de relevo con

sello metal-metal. Solamente es aplicable a válvulas cuyos asientos han

sido relapeados con maquina lapeadora y verificado.

7. Para válvulas con asientos blandos, no debe existir ninguna fuga

durante 1 minuto.

8. Cuando se trata de válvulas de seguridad o de seguridad- alivio,

debe regresarse la corona a su posición original después de efectuar la

prueba de hermeticidad (en los casos en que se modificó su posición

durante la prueba de verificación de presión de ajuste).

9. Las válvulas que no cumplan con las tolerancias establecidas deben

rechazarse. En estos casos, el responsable de proporcionar el

mantenimiento debe identificar las causas de la falla, y efectuar las

correcciones procedentes. Posteriormente deben repetirse las pruebas.

Presión de ajuste a

15.6˚C

Orificio “F” y mayores Orificio “G” y mayores

MPa Lbs/plg² Burbujas/min m³/24h Burbujas/min m³/24h

0.103-

6.896

14.935-

999.92

40 0.017 20 0.0085

10.30 1493.50 60 0.026 30 0.013

13.00 1885.00 80 0.034 40 0.017

17.20 2494.00 100 0.043 50 0.021

20.70 3001.50 100 0.043 60 0.026

27.60 4002.00 100 0.043 80 0.034

38.50 5582.50 100 0.043 100 0.043

41.40 6003.30 100 0.043 100 0.043

9 4

10. Las válvulas de relevo que hayan cumplido satisfactoriamente las

pruebas descritas, deben protegerse en sus conexiones de entrada y salida

para evitar que se introduzcan materiales extraños que puedan alterar su

funcionamiento. Así mismo, deben almacenarse bajo techo y por separado

durante el tiempo que transcurra antes de su reinstalación.

11. El manejo y transporte de las válvulas de relevo de presión debe ser

cuidadoso, de manera que se eviten golpes y caídas que puedan dañar sus

componentes y alterar su funcionamiento.

PERIODICIDAD DE LA INSPECCIÓN, MANTENIMIENTO Y PRUEBA.

El intervalo entre una inspección/mantenimiento/prueba y otra para válvulas

de relevo de presión, debe ser tal que permita garantizar que los

dispositivos se encuentran en condiciones de operación satisfactorias.

La periodicidad debe establecerse considerando entre otros aspectos, la

evaluación de su historial técnico y las características generales del proceso

e instalación en la que se encuentra montada. Evidentemente, el intervalo

entre inspecciones para un dispositivo que opera en un servicio corrosivo y

sucio, será más corto que el correspondiente para un dispositivo similar que

opera en un servicio limpio.

Para los fines de este procedimiento se establecen períodos de

inspección/mantenimiento/prueba con base en las consideraciones

siguientes:

1. Para el caso de instalaciones nuevas.

A. Dado que en algunos procesos e instalaciones nuevas no es posible

predecir con exactitud el grado de ensuciamiento, vibración concentración

de esfuerzos, y corrosión (entre otras condiciones de servicio), a las que

estarán sujetas las válvulas de relevo, la primera inspección,

9 5

mantenimiento, y prueba, debe practicarse como máximo en los períodos

que se indican en la tabla 2, o bien cuando se presenten las condiciones

siguientes:

a) Después de detectar la actuación del sistema de desfogue.

b) Al detectar, durante la inspección en sitio, condiciones sub-

estándares que requieran mantenimiento y prueba del dispositivo.

CONDICIONES DE SERVICIO PERIODO

Clase 1.son todas aquellas válvulas de seguridad

instaladas en equipos o líneas que manejan o

almacenan fluidos sucios, erosivos, abrasivos,

altamente corrosivos o polimerizables, que puedan

dañar las partes internas de la válvula.

1 Año

Clase 2. Son aquellas válvulas de seguridad o de

seguridad alivio, instaladas en equipos o líneas que

manejan o almacenan fluidos menos corrosivos, o que

puedan estar contaminados en pequeñas proporciones

pueden atacar en menor grado las partes internas del

dispositivo.

2 Años

Clase 3. Son aquellas válvulas de seguridad o

seguridad-alivio, instaladas en equipos o líneas que

manejan o almacenan fluidos que en condiciones

normales son capaces de dañar las partes internas de

la válvula ni de impedir su operación.

3 Años

Clase 4. Son aquellas válvulas de alivio instaladas en

equipos que manejan o almacenan fluidos que bajo

ninguna condición dañan las partes internas de la

válvula.

4 Años

Tabla 2. Periodos máximos permisibles para la calibración y prueba.

Tabla extraída de la Norma NO.09.0.03.”Periodos máximos permisibles

para la calibración y prueba de dispositivos de alivio de presión. Septiembre

de 1987.

9 6

Para instalaciones en operación.

En estos casos, la periodicidad debe establecerse de manera particular

para cada válvula de relevo, evaluando como mínimo los aspectos

siguientes:

1. Los resultados de las inspecciones “en sitio”, considerando los

antecedentes de vibración, fugas, concentración de esfuerzos,

pulsaciones, etc.

2. Los resultados de las inspecciones preliminares, pruebas pre pop y de

hermeticidad practicadas con anterioridad.

3. El análisis de los registros históricos del dispositivo.

4. La diferencia entre la presión de ajuste y la presión de operación del

equipo o tubería.

Las recomendaciones del fabricante:

1. La información descrita, debe analizarse detalladamente a fin de definir

si el período de inspección asignado actualmente a cada válvula es el

más adecuado o si requiere modificarse.

2. Se permite incrementar el período de inspección actual en un año,

siempre que esto no se efectúe en dos periodos consecutivos.

3. Cuando el análisis de la información lo justifique, puede disminuirse el

período de inspección

4. El período máximo permisible para la inspección, mantenimiento y

prueba de válvulas de relevo de presión, debe ser de 6 años o dos

corridas operacionales, lo que ocurra primero.

9 7

CONTROL DE MODIFICACIONES.

Cuando se requiera realizar alguna modificación a una válvula de relevo, ya

sea en su presión de ajuste, materiales de construcción, servicio, o

cualquier otra que altere su diseño original, debe cumplirse con lo dispuesto

en la “Norma para la administración de cambios en instalaciones

industriales” DG-GPASI-IT-04901. La cual entre otras cosas, establece que

los responsables de atender las funciones de Operación, de Mantenimiento

y de Seguridad de la instalación, deben realizar de manera conjunta, un

estudio cuyo alcance incluya como mínimo los puntos siguientes:

La justificación técnica de la modificación y su duración (temporal o

permanente).

El análisis de riesgos formal que posibilite:

Identificar los riesgos asociados con la modificación.

Evaluar el impacto de los riesgos identificados, en la seguridad de

trabajadores, terceros e instalaciones; y en el medio ambiente.

Diseñar e implementar acciones para el control de los riesgos

identificados y evaluados.

Las aprobaciones correspondientes por parte de las autoridades del

centro de trabajo

La actualización de los Diagramas, Programas, Registros,

Procedimientos, Placas de identificación, etc.

La difusión de las nuevas condiciones de la válvula, al personal

involucrado con su operación, inspección y mantenimiento.

Para los casos de modificación de la presión de ajuste, el resorte no

debe reajustarse para presiones 5% mayores o menores del valor

marcado para la válvula, a menos que el ajuste sea dentro del rango de

diseño del resorte establecido por el fabricante.

9 8

REGISTRO Y CONTROL.

Deben registrarse las intervenciones a que se sometan las válvulas de

relevo de presión con motivo de su inspección, mantenimiento, prueba o

modificación. Esta información servirá para apoyar el diseño e

implementación de los programas preventivos respectivos, además de

apoyar la realización segura de los trabajos de montaje/desmontaje,

inspección, mantenimiento y prueba; y para formar el historial técnico de

cada válvula de relevo.

El registro y control debe satisfacer los requerimientos del “Procedimiento

para el registro y control de válvulas de relevo de presión” DG-GPASI-IT-

04000, el cual entre otras cosas indica lo siguiente:

1. Elaborar los informes técnicos que detallen los resultados de las

inspecciones “en sitio” practicadas a las válvulas de relevo

2. Actualizar el programa general de inspección, mantenimiento y prueba

de válvulas de relevo de presión cada vez que una válvula sea

intervenida.

3. Actualizar el “Registro histórico”, incorporando los resultados de la

inspección preliminar y prueba pre pop, así como los resultados de la

inspección integral, mantenimiento proporcionado y pruebas finales

practicadas.

4. Actualizar por parte del responsable del mantenimiento, el registro de

las válvulas intervenidas en el taller.

5. La información debe mantenerse accesible para su consulta durante la

vida de la instalación.

9 9

CONCLUSIÓN

Los temas vistos dentro de esta monografía tales como los tipos de válvulas

y los criterios de selección que se mencionan en este ejemplar me dieron

un amplio conocimiento en la vasta gama de diseños y variaciones con las

que son fabricadas las válvulas y como puedo elegir la correcta aplicación

de cada una de ellas dentro de la industria.

Además de todo esto que existen pruebas que tienen que ser aplicadas y

así recabar la información necesaria para que la válvula pueda tener un

correcto funcionamiento en la línea de operación.

En todo este amplio tema puedo concluir que todo sistema requiere de

restricciones y las válvulas son claro ejemplo de utilización no solo dentro

de la industria, sino también en el hogar para uso domestico y en los

campos para sistemas de riego, así como en muchos más sitios o lugares

donde se tenga que transportar un fluido.

1 0 0

BIBLIOGRAFIA

Richard W. Greene “Válvulas selección, uso y mantenimiento”

Edit. McGraw-Hill

Instituto Mexicano del Petróleo

“Manual de mecánica de piso, formación de operario de segunda.”

http://www.jjcoopsa.com.mx/reglamweb/ihcas/norteccom2I2210.htm

http://www.comeval.es/formacion_criterios_2007.htm

Norma Oficial Mexicana NOM-093-SCFI-1994: “Válvulas de relevo de

presión (Seguridad, seguridad-alivio y alivio) operadas por resorte y que

se fabriquen de acero y bronce”.

American Society of Mechanical Engineers (ASME) Section VIII, Division

1 “Rules for Construction of Pressure Vessels”. 1989 Edition

American Petroleum Institute API STD 526 “Flanged Steel Safety - Relief

Valves. Fourth edition, June 1995.

American Petroleum Institute API STD 527 “Commercial Seat Tightness

of Safety Relief Valves with metal to metal seats”. Second edition,

January 1978. Reaffirmed, august 1987.

American Petroleum Institute API RP 576 “Inspection of Pressure -

Relieving Devices”. First edition, September 1992. 13.6. MSS SP-53

“Quality standard for steel casting - dry particle magnetic inspection

method”.

MSS SP-54 “Quality standard for casting - radiographic inspection

method”

1 0 1

GLOSARIO DE TERMINOS:

Inspección en “sitio”.-Consiste en evaluar el estado físico general de un

equipo, tubería, dispositivo, accesorio, etc., encontrándose éste montado

sobre instalaciones en operación.

Inspección en taller.-Es la acción de evaluar el estado físico general de un

equipo, tubería, dispositivo, accesorio, etc., encontrándose éste

desmontado de la instalación a la que pertenece y dentro de un local

diseñado para tal fin . En el caso de válvulas de relevo de presión puede ser

“preliminar” si se efectúa sin desarmarlo; o “integral” si el dispositivo se

desarma para revisar cada componente.

Presión de ajuste (calibración). Es el valor de presión estática a la

entrada de la válvula, a la cual se tiene previsto que opere bajo las

condiciones de servicio. En servicio de líquidos, es aquella en la que la

válvula comienza a tener una descarga continua de líquido. En servicio de

gases y vapores, es aquella en la que la válvula abre súbitamente (dispara)

bajo las condiciones de servicio (Set Pressure).

Presión de Disparo (detonación). Aplicable únicamente a válvulas de

seguridad o seguridad-alivio que manejan fluidos compresibles. Es el valor

de presión estática ascendente y a la cual el disco se mueve en dirección

de apertura a una velocidad muy superior comparada con la

correspondiente velocidad a la que lo hará a presiones inferiores o

superiores. El disparo se presenta después del siseo, a la presión de

calibración de la válvula, de manera audible en forma de súbito y violento

disparo o detonación. Dicho disparo constituye una característica de las

válvulas de seguridad y de seguridad-alivio.

Presión de cierre. Es el valor de la presión a la entrada de la válvula, a la

cual el disco restablece el contacto con el asiento de la tobera, cerrando

nuevamente el paso de flujo (Closing Pressure).

1 0 2

Presión diferencial de cierre. Es la diferencia entre la presión de ajuste y

la presión de cierre de la válvula de relevo, después de que ésta ha

actuado. Se expresa como un porcentaje de la presión de ajuste o en

unidades de presión (Blowdown).

Presión de prueba en frío. Es la presión estática a la cual se ajusta la

válvula para operar estando montada en un banco de pruebas, y que

incluye factores de corrección para compensar las diferencias del medio de

prueba, la temperatura y/o la contrapresión.

Presión de prueba de hermeticidad. Es la presión inducida a la entrada

de la válvula, a la cual se realiza la cuantificación del burbujeo (fuga) entre

los asientos, de acuerdo al procedimiento de prueba. Permite determinar la

hermeticidad o fuga que exista entre los asientos

Siseo (preapertura, advertencia).Aplica únicamente a válvulas de

seguridad o de seguridad-alivio en fluidos compresibles. Es el indicador

audible de escape de fluido de entre los asientos de la válvula, a una

presión estática ligeramente por debajo de la presión de disparo (apertura

súbita) de la misma. Se expresa en porcentaje de la presión de ajuste o en

unidades de presión.

Válvula de alivio. Es un dispositivo automático de relevo de presión

actuado por presión estática aplicada sobre la válvula, que abre en forma

proporcional al incremento de presión sobre la presión de ajuste. Se utiliza

exclusivamente en el manejo de líquidos.

Válvula de seguridad. Es un dispositivo automático de relevo de presión

actuado por la presión estática aplicada sobre la válvula, que se caracteriza

por una apertura rápida o acción de disparo. Sus principales aplicaciones

son para el manejo de gases o vapores.

Válvula de seguridad-alivio. Es un dispositivo automático de relevo de

presión, que puede ser utilizado como válvula de seguridad o como válvula

de alivio, dependiendo de su aplicación.

1 0 3

Válvula de relevo de presión. Es un término que se utiliza para denominar

indistintamente y en forma general a una válvula de alivio, a una válvula de

seguridad, o a una válvula de seguridad-alivio.

Asiento: Abertura a través de la cual pasa el fluido en general un asiento

metálico resistente de diámetro determinado de material resistente al

desgaste que provoca el paso del fluido. Muchas veces intercambiable para

efectuar mantenimiento de la válvula.

Bonete o Cuello: Pieza principal del conjunto a tapa de cuerpo de Válvula

denominado usualmente con este nombre.

Es decir esta pieza y el conjunto se llaman del mismo usualmente del

mismo modo.

Para servicios en los que la válvula debe manejar fluidos muy fríos o

calientes se usa un bonete extendido que separa el receptáculo de la

empaquetadura del resto cuerpo de la válvula.

Cuerpo de Válvula: Alojamiento de los interiores y restantes piezas de la

válvula que además permite la conexión de la misma a la cañería, se

clasifican según las vías y los asientos

Los asientos determinan la cantidad de conexiones internas de control de

pasaje de fluido, Por ejemplo Simple asiento, doble asiento.

Las vías determinan la cantidad de conexiones externas dos vías es lo

habitual, pero puede haber tres vías y más raramente otras cantidades.

Comúnmente se incluye al decir cuerpo al bonete, o cuello pero lo estricto

sería decir Conjunto cuerpo de la válvula de tres vías donde se unen en uno

dos flujos entrantes.

Válvula de tres vías donde se separa en dos un flujo entrante.

Ganancia, Ganancia de la Válvula: La ganancia es en términos generales

la relación entre el incremento de la salida respecto de la entrada, en las

condiciones de estado estacionario se la suela denominar ganancia

estática, también a la ganancia aplicada a las mediciones se la suele

denominar sensibilidad.

1 0 4

Obturador (macho): Parte móvil que permite variar el tamaño de la

abertura de pasaje de la válvula.

Prensa estopa o alojamiento de empaquetaduras: En el bonete existe un

alojamiento para las empaquetaduras que sellan el espacio entre el vástago

y el bonete de manera de evitar las pérdidas de fluido.

Sellos del Vástago: Sellos tipo O ´rings, Wipers, o Empaquetaduras de

materiales combinados. Normalmente de Cauchos Sintéticos con el objeto

de resistir los lubricantes de los actuadores que evitan el escape de aire a

presión de las cámaras de los cilindros neumáticos.

Palanca del Actuador: Brazo rígidamente sujeto al eje de la válvula

rotativa mediante el que se convierte el movimiento lineal del actuador en

rotativo.

Fugas: Se refiere a la cantidad de fluido que pasa por la válvula cuando

esta está cerrada, con presiones diferenciales, presiones absolutas y fuerza

de cierre especificadas. Ver clasificaciones ANSI para Fugas.

1 0 5

ANEXO DE TABLAS

1 0 6

1 0 7

1 0 8