Válvula de Compuerta vs Válvula de Mariposa: ¿Cuál se Adapta a su Servicio de Aislamiento?

Respuesta rápida

Ambas válvulas detienen el flujo, pero conllevan diferentes penalizaciones. Una válvula de compuerta se levanta y queda libre de un orificio recto, lo que proporciona una baja pérdida de presión cuando está completamente abierta, pero es alta, pesada y lenta de operar. Una válvula de mariposa es compacta y rápida, pero su disco permanece en el flujo. Elija según el tamaño, el espacio, la frecuencia de ciclos y el servicio de cierre; GOWIN suministra ambas familias.

¿Cuál es la diferencia real entre una válvula de compuerta y una válvula de mariposa?

La comparación de válvulas de compuerta frente a válvulas de mariposa comienza con la forma en que el elemento de cierre abandona la trayectoria del flujo. Una válvula de compuerta levanta una compuerta plana o en forma de cuña hacia un sombrerete encima de la tubería. Cuando la compuerta está completamente abierta, el orificio está casi libre, por lo que la válvula se comporta como un trozo corto de tubería. Una válvula de mariposa mantiene un disco dentro de la tubería y lo hace girar sobre un eje. Incluso completamente abierta, el disco y el eje permanecen en la corriente.

Esa única diferencia explica la mayoría de las compensaciones. La compuerta necesita un sombrerete alto para estacionar la compuerta, por lo que la válvula es alta y pesada, especialmente en tamaños grandes. La mariposa solo necesita el disco y un cuerpo corto, por lo que es compacta y ligera. La compuerta requiere muchas vueltas para operar; la mariposa requiere un cuarto de vuelta.

También explica el patrón de pérdida de presión. Una válvula de compuerta completamente abierta tiene un bajo coeficiente de pérdida. Una válvula de mariposa completamente abierta todavía tiene el grosor del disco y el eje en el flujo, por lo que su pérdida es mayor, aunque generalmente modesta cuando está completamente abierta. En apertura parcial, la mariposa se convierte en un dispositivo de estrangulamiento útil y la compuerta se convierte en un problema de desgaste. Es por eso que el análisis de estrangulamiento de compuerta en cuña trata la apertura parcial de la compuerta como un problema de mantenimiento en lugar de un método de control.

¿Por qué una válvula de compuerta utiliza menos energía cuando está completamente abierta?

Una válvula de compuerta completamente abierta presenta una trayectoria recta y de orificio completo. El fluido no tiene que girar, pasar apretado por un disco o cruzar un asiento. La pérdida de presión es pequeña, por lo que la bomba no tiene que compensar una restricción permanente. En una línea que funciona durante años, ese ahorro es continuo.

El inconveniente es que el ahorro solo se aplica cuando la válvula está completamente abierta. Una válvula de compuerta dejada parcialmente abierta está en la peor posición: el borde de la compuerta se asienta en el flujo, el asiento está expuesto a la velocidad y los escombros, y el disco puede vibrar. La válvula aún puede pasar fluido, pero ya no está haciendo el trabajo para el que fue diseñada.

GOWIN enumera su válvula de compuerta API 600 para servicio de encendido/apagado, con un asiento trasero, sellado de vástago de grafito, tamaños de 1 pulgada a 42 pulgadas, Clase 150 a 2500, y un rango de temperatura de -29 a 560 C. Esas cifras describen el rango del catálogo, no una garantía de que cada combinación se adapte a cada línea. El punto para el comprador es que esta es una familia de aislamiento de alta resistencia, no una válvula de control con un cuerpo en forma de compuerta.

Si el servicio es de estrangulamiento, el guía de estrangulamiento establece las alternativas. Una válvula de globo o de control está construida para regular. Una válvula de compuerta está construida para estar abierta o cerrada.

Válvula de compuerta API 600

Se forma un cierto ángulo entre las dos caras de sellado de la válvula de compuerta de disco único o de discos dobles y perpendicular al eje de la tubería.

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¿Cuándo es una válvula de mariposa la mejor opción para el aislamiento?

Una válvula de mariposa gana cuando la línea es grande, el espacio es reducido y la válvula se operará con la frecuencia suficiente como para que importe una carrera de cuarto de vuelta. Su cuerpo es corto, su peso es menor y se puede montar un engranaje o actuador sin un sombrerete alto. En una línea de agua grande, esa diferencia en el envolvente instalado puede decidir el diseño.

También gana cuando el aislamiento no tiene que ser perfecto en ambas direcciones. Una válvula de mariposa con asiento resiliente depende de que el disco presione contra un revestimiento de caucho o elastómero. Ese diseño proporciona un buen cierre en servicio general, pero el revestimiento es un elemento de desgaste y el límite de temperatura es inferior al de una compuerta con asiento metálico. GOWIN enumera su válvula de mariposa tipo oblea de 2 a 120 pulgadas, Clase 150 a 600, -46 a 200 C, con cuerpos de carbono, acero inoxidable y aleación y operación manual, de engranaje helicoidal o eléctrica.

El cuerpo tipo oblea es la opción común porque encaja entre dos bridas y ocupa poco espacio en la tubería. La compensación es que la válvula tipo oblea depende de los pernos de la brida para mantenerla en su lugar, por lo que las bridas de acoplamiento y los detalles de la junta son importantes. La comparación de orejetas frente a obleas explica cuándo vale la pena el metal adicional de un cuerpo con orejetas: una válvula con orejetas se puede atornillar por un lado y aún así soportar la presión de la línea, lo que ayuda cuando un lado de la línea debe abrirse para mantenimiento.

Para servicio de encendido/apagado con ciclos frecuentes, un válvula de mariposa neumática es un paquete práctico. La carrera de cuarto de vuelta es corta, el actuador es pequeño y la válvula puede configurarse para fallar abierta o cerrada. El mismo servicio en una válvula de compuerta necesita un actuador mucho más grande y una carrera más larga.

Válvula de mariposa tipo wafer

Estándar de diseño según: API 609, ASME B16.34, GB/T12238, JB/T 8527.

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¿Dónde sigue ganando una válvula de compuerta?

La válvula de compuerta gana en estanqueidad, capacidad de presión y tolerancia a servicios sucios. Una compuerta con asiento metálico puede mantener un asiento duro contra alta presión y temperatura, y el orificio recto permite el paso de cerdos y herramientas de limpieza. Es la opción predeterminada para el aislamiento en líneas de vapor, agua a alta presión y muchos hidrocarburos.

También gana cuando la válvula está normalmente abierta y se mueve raramente. La carrera lenta no es una desventaja si la válvula se abre en la puesta en marcha y se cierra para el mantenimiento. El bonete alto no es un problema si la línea tiene espacio libre. En ese servicio, la menor pérdida de funcionamiento y el asiento robusto hacen más por el propietario que el cuerpo compacto de la válvula de mariposa.

La debilidad de la válvula de compuerta es su área de vástago y bonete. El vástago pasa a través de empaquetaduras, y la junta del bonete es una posible vía de fuga. GOWIN describe un asiento trasero en sus gamas de compuerta y globo; esa característica permite planificar el reemplazo de empaquetaduras con el vástago en la posición de asiento trasero, pero no elimina la necesidad de seguir el manual y el procedimiento del sitio. Un comprador debe tratar el asiento trasero como una característica de mantenimiento a confirmar, no como una licencia para reempaquetar una válvula en servicio.

La categoría de válvula de compuerta muestra el rango de la familia. Si la línea también necesita operación de cuarto de vuelta a alta presión, la comparación de compuerta vs bola explica dónde interviene una válvula de bola.

¿Cómo cambian el tamaño, el peso y el espacio la decisión?

En una comparación de válvula de compuerta vs válvula de mariposa, el tamaño cambia la respuesta más rápido que cualquier otra variable. En tamaños pequeños, las dos válvulas pueden ser similares en costo y tamaño, y la elección depende del servicio. En tamaños grandes, el bonete y el cuerpo de la válvula de compuerta crecen hasta convertirse en una fundición pesada que necesita su propio soporte, mientras que la válvula de mariposa se mantiene relativamente ligera y corta.

El peso no es solo una línea de carga. Afecta la elevación, el acero de soporte, las cargas de brida y el número de personas necesarias para el mantenimiento. Una válvula de compuerta de 30 pulgadas es un elemento de grúa. Una válvula de mariposa tipo oblea de 30 pulgadas a menudo se puede manipular con aparejos que ya están en el sitio. Esa diferencia se nota en la declaración del método de instalación antes de que se note en el precio de la válvula.

El espacio funciona de la misma manera. Una válvula de compuerta necesita espacio libre vertical para el vástago ascendente y el bonete. Una válvula de mariposa necesita espacio libre para el actuador y, en algunos cuerpos, espacio para girar el disco. Si la línea está enterrada o apilada, la altura del vástago de la compuerta puede descartarla. Si la línea está en una sala de máquinas con espacio libre limitado, la válvula de mariposa puede ser la única opción práctica.

La temperatura y la presión vuelven a acotar el campo. La gama de mariposas tipo oblea de GOWIN llega hasta la Clase 600 y 200 °C; la gama de compuertas API 600 llega hasta la Clase 2500 y 560 °C. Esos son los límites máximos del catálogo, y el límite real depende del material del cuerpo, el material del asiento y el trim. Un comprador nunca debe asumir que el límite superior del rango se aplica a la construcción estándar.

¿Qué debe decir la RFQ para que dos ofertas sean comparables?

Para una solicitud de cotización de válvula de compuerta vs válvula de mariposa, comience con el servicio, no con el nombre de la válvula. Indique si la válvula es para aislamiento, estrangulamiento o ambos, y con qué frecuencia se ciclará. Luego proporcione los datos de la línea: tamaño, clase de presión, código de diseño, fluido, temperatura de diseño y la clase de cierre requerida.

Agregue los detalles que cambian el precio:

1. Materiales del cuerpo, disco o compuerta, vástago y asiento, con cualquier requisito NACE, de baja temperatura o a prueba de fuego.
2. Conexiones de extremo y el estándar de brida correspondiente. La guía de conexiones de extremo cubre las opciones comunes.
3. Longitud de cara a cara o de oblea, y el espacio disponible.
4. Operación: palanca, engranaje, neumática o eléctrica, con posición de fallo y cualquier requisito de solenoide o interruptor de límite.
5. Alcance de la prueba: carcasa, asiento, asiento trasero cuando corresponda, y si el comprador será testigo.
6. Documentación: dibujo aprobado, lista de materiales, informe de prueba, manual de instalación y lista de repuestos.
7. Etiquetado, pintura, embalaje y destino.

Dos preguntas separan una oferta real de una referencia de catálogo. Pregunte si los materiales de asiento y cuerpo cotizados son los que están en el dibujo, y pregunte qué repuestos recomienda el proveedor para los primeros dos años. El guía de materiales de válvulas ayuda al comprador a leer la respuesta.

Si la válvula está automatizada, agregue la hoja de datos del actuador. La descripción general de la válvula neumática explica las configuraciones comunes. GOWIN enumera operación manual, de engranaje helicoidal y eléctrica para la gama de mariposas tipo oblea, y el dibujo del producto muestra la interfaz del actuador.

Conclusión

Elija la válvula de compuerta cuando el servicio sea de aislamiento, la línea sea lo suficientemente pequeña como para que el bonete no sea un problema, la presión o la temperatura sean altas, y la válvula permanezca abierta o cerrada durante largos períodos. Elija la válvula de mariposa cuando la línea sea grande, el espacio sea reducido, la válvula se cicle con frecuencia y el servicio esté dentro de los límites de temperatura y químicos del asiento.

La respuesta corta a la pregunta de válvula de compuerta vs válvula de mariposa es que ninguna es un reemplazo general de la otra. La compuerta ofrece un orificio libre y un asiento robusto con altura, peso y una carrera lenta. La mariposa ofrece un cuerpo corto y una carrera rápida con un disco en el flujo y un asiento que ve el fluido. Adapte la penalización a la línea.

Si el servicio es de aislamiento de cuarto de vuelta a alta presión, consulte la válvula de bola de 2 piezas y la categoría de válvula de bola. Si la línea necesita una mariposa con asiento metálico para mayor temperatura, el explicador de triple excentricidad explica qué cambia el tercer offset. Para una vista más amplia de la familia, el la categoría de válvula de mariposa enumera las opciones de cuerpo y conexión.

Envíe el medio de servicio, el tamaño, la presión, la temperatura y el dibujo relevante para una cotización.