1. Válvulas de Retención: Función, Tipos e Instalación

Las válvulas de retención, también llamadas antirretorno o uniflujo, tienen por objetivo cerrar por completo el paso de un fluido en un sentido y dejar paso libre en el contrario. Tienen la ventaja de un recorrido mínimo del obturador en posición de apertura total. Este tipo de válvula es ampliamente utilizado en tuberías conectadas a sistemas de bombeo para evitar golpes de ariete, principalmente en la línea de descarga de la bomba.

Tipos de Válvulas de Retención

• De cierre elevable
• De pistón
• De bola
• De diafragma
• De descarga al costado
• De disco
• De pie

2. Coeficiente Kv: Definición y Relación con la Caída de Presión

El coeficiente Kv es el coeficiente de caudal en unidades métricas. Se define como el caudal en metros cúbicos por hora de agua a una temperatura de 16 °C que produce una caída de presión de 1 bar a través de una válvula. Es un factor de diseño que compara la diferencia de altura o presión (ΔP) entre la entrada y la salida de una válvula con un caudal Q:

Q = Kv * sqrt(ΔP / sg)

Donde:

• Q es el caudal
• Kv el coeficiente de caudal
• ΔP la diferencia de presión
• sg la gravedad específica

Cada válvula tiene su propio coeficiente de caudal. Este depende de cómo ha sido diseñada para dejar pasar el flujo a través de ella. Por consiguiente, las mayores diferencias entre coeficientes de caudal dependen del tipo de válvula y de su posición de abertura. A igualdad de flujo, cuanto mayor es el coeficiente de caudal, menores serán las pérdidas de carga a través de la válvula.

3. Comportamiento Térmico y Elástico en Tuberías

La dilatación térmica aparece en tuberías y conductos sometidos a variaciones importantes de temperatura. La instalación debe permitir estas dilataciones disminuyendo en la medida de lo posible las tensiones originadas por dichas dilataciones. La dilatación térmica viene dada por:

ΔL = α * ΔT * Lo

Donde:

• α es el coeficiente de dilatación térmica (K^-1)
• ΔT es la variación de temperatura
• Lo es la longitud original

Si la tubería tuviera puntos fijos, que limiten su expansión, aparecerían tensiones, que vienen dadas por la ley de Hooke:

σ = E * ε

Donde:

• σ es la tensión normal (N/m²)
• E el módulo de Young
• ε la deformación

Los medios empleados para absorber dilataciones en tuberías son:

• Liras
• Juntas de expansión: Están compuestas por uno o varios fuelles. El número de ondas del fuelle depende de la cantidad de movimiento a compensar. El fuelle será capaz de soportar la presión del fluido, pero también ser flexible para absorber esfuerzos de compresión, flexión y torsión. Las juntas de expansión son capaces de asimilar tres tipos de movimientos: axial, lateral y angular.

4. Válvulas de Alivio: Características y Funcionamiento

Las válvulas de alivio o de seguridad son los dispositivos más empleados para el alivio de presión. Se pueden definir como un dispositivo que automáticamente, sin otra asistencia de energía que la del propio fluido, descarga fluido para evitar que se exceda la presión predeterminada (presión de tarado) y que está diseñada para que vuelva a cerrarse y evite el flujo adicional después de haberse restablecido las condiciones normales de operación.

Tipos de Válvulas de Alivio según su Accionamiento

• De acción directa o convencional
• De acción indirecta asistidas por piloto
• Equilibradas

Las válvulas equilibradas son aquellas en las que se consigue equilibrar el efecto de la contrapresión mediante un fuelle o pistón.

Equilibrio de Fuerzas en Válvulas Equilibradas y No Equilibradas

1. No equilibradas: La contrapresión actúa sobre la presión de disparo.
2. Equilibradas: La contrapresión no influye en la presión de disparo.

5. Tipos de Obturadores para Válvulas de Asiento/Globo según su Función

• Interceptora: Disco plano, disco con anillo renovable.
• Regulación: Disco regulador.
• Retención: Disco con válvula de alivio, disco de no retorno.

6. Funcionamiento y Utilidad de las Válvulas de Cierre Rápido en el Sector Naval

Forman parte de un sistema de emergencia capaz de aislar todos los tanques de líquidos inflamables (sobre todo combustible) que se dispongan en la CCMM para evitar que en caso de accidente de derrame su contenido. Las válvulas de cierre rápido serán de accionamiento neumático o hidráulico. El actuador mantendrá la válvula abierta venciendo la fuerza del muelle de cierre y, en caso de emergencia, el sistema deja de suministrar flujo al accionador y la fuerza del muelle realiza el cierre neumático de la válvula.

8. Tipos de Movimientos que pueden Absorber las Juntas de Dilatación

Amortiguan oscilaciones y ruidos, absorben los movimientos axiales, laterales y angulares y compensan inexactitudes del montaje. Existen juntas de caucho o de acero, en base a la temperatura del fluido. La dilatación en compensadores de acero es menor pero más resistente.

Axiales:

9. Juntas en Uniones Bridadas: Función, Materiales y Fuerzas

La junta proporciona un sello mediante la aplicación de una fuerza externa que posibilita el ajuste del material de la junta en las imperfecciones entre las superficies de contacto.

Fuerzas en Uniones Bridadas

• Fuerza inicial: Para poder asentar la junta a las imperfecciones de las superficies.
• Fuerza suficiente: Asegura el correcto funcionamiento de la planta en condiciones de operación.

Materiales de las Juntas

• Juntas no metálicas: Elastómeros, fibras, grafito, etc.
• Juntas semimetálicas.
• Juntas metálicas: Apropiadas para servicios de alta temperatura y presión.

10. Función de Componentes en el Sector Naval

• Disco de ruptura: Impiden el paso de flujo en una línea salvo en el caso en el que en ella se produzca una sobrepresión. En ese caso, el disco se rompe y deja pasar el fluido para evitar fallos en el sistema.
• Diafragma: Se usa para introducir una pérdida de carga fija en el sistema.

11. Válvulas de Compuerta: Características y Tipos de Obturador

Válvula de movimiento lineal. Este tipo de válvula es muy recomendable cuando se requiere un flujo ininterrumpido ya que, la compuerta se retrae completamente produciendo una caída de presión mínima cuando la válvula está abierta.

Tipos de Obturador en Válvulas de Compuerta

• Cuña rígida
• Flexible
• Partida
• De discos paralelos

12. Válvulas de Mariposa: Tipos y Montaje/Desmontaje

Sustituyen a las válvulas de globo para diámetros mayores. El obturador rota sobre un eje de 90º con la dirección del flujo que circula alrededor de él.

• Tipo wafer: Para desmontaje, se quita la tuerca, se desplaza el espárrago y se vuelve a ajustar la tuerca. La otra mitad queda suelta.
• Tipo bridada: Lleva dos tornillos y una tuerca intermedia, simplemente quitamos uno de los dos tornillos.
• Tipo Lug: El propio cuerpo de la válvula lleva rosca, y se destornilla el perno.

13. Uniones