Válvulas: elección de una válvula

El primer criterio de elección se basa en determinar la función que deberá realizar la válvula en la tubería. Para ello distinguimos 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.
• Regulación: queremos modificar el flujo en cuanto a cantidad, desviarlo, mezclarlo o accionarlo de forma automática.
• Seguridad: necesitamos proteger equipos y personal contra la sobrepresión.

Para poder escoger los materiales constructivos de las diversas partes interiores de la válvula es fundamental conocer la compatibilidad química y de resistencia a la corrosión y erosión de los fluidos con los cuales se trabajará.

Desde el punto de vista de selección de materiales de una válvula debemos considerar siempre los siguientes casos:

• Cuerpo retenedor de presión, parte húmeda en contacto con el fluido.
• Partes blandas y empaques.

Los materiales del interior de la válvula deberán tener compatibilidad química con los componentes del fluido. No solamente observaremos esta compatibilidad sino también otros factores encaminados a la abrasión. 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 en casos de fluidos en minería.

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 Buna.

El siguiente factor es determinar el rating o Presión Nominal de Diseño de la válvula. Este factor está determinado por los datos de proceso en planta, fundamentalmente por la intersección entre presión de trabajo efectiva y 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:

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 considerar siempre que la presión máxima decrece con el aumento de la temperatura y viceversa.

También debe considerarse aspectos como la cavitación y presión diferencial, entre otros.

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 y grado de exactitud requerido en la operación.

Las válvulas pueden ser accionadas de diversas formas:

• Manualmente.
• Autoaccionadas por el propio fluido.
• Accionadas por actuadores externos.

El diámetro nominal de una conexión de una válvula está en función del tamaño estándar para la tubería de presión. En Estados Unidos se usa un sistema denominado en pulgadas, mientras que en Europa se denominan en milímetros, según que define la norma ISO 6708. El diámetro de las válvulas se denomina NPS, del inglés Nominal Pipe Size y la cédula SCH, del inglés Schedule.

La conexión de la válvula a la tubería puede ser desmontable (rosca o bridas) o soldada, siendo esta última recomendable para aplicaciones de alta presión y temperatura del fluido. La conexión roscada se utiliza en válvulas de hasta 2″ y no es recomendable para servicios a elevada temperatura. Esta conexión se utiliza en aplicaciones de bajo mantenimiento y no críticas.

La conexión mediante flanges o bridas permite el acople entre ellos mediante tornillos o roblones. La soldadura tipo socket weld se prepara rebajando con un agujero interior los extremos de la válvula, de diámetro ligeramente mayor que la tubería. La tubería entra en el rebaje y una vez posicionada se suelda.