Válvulas y actuadores termoplásticos: todo lo que necesita saber

La Industria de Bombas tiene una diversa cantidad de operaciones que requieren el control del flujo de varios fluidos en diferentes procesos.

Durante más de 50 años, las válvulas termoplásticas han ido ganando aceptación como una opción eficaz frente a las válvulas metálicas en muchas aplicaciones. Las ventajas de las válvulas termoplásticas incluyen:

Las válvulas termoplásticas tienen la ventaja de ser livianas, resistentes a la corrosión, resistentes a productos químicos y no tóxicas. Tampoco se escalan ni se oxidan y tienen baja conductividad térmica. Comúnmente utilizado en sistemas de alimentación de químicos municipales e industriales, el material termoplástico es resistente y está bien probado para aplicaciones industriales cuando se usa dentro del rango de especificaciones del material. Las válvulas termoplásticas equipadas con actuadores eléctricos o neumáticos también permiten el control automatizado y el acceso remoto por parte de los operadores.

Materiales de válvula termoplásticos Los materiales más comunes utilizados en la fabricación de válvulas termoplásticas son PVC, CPVC, GFPP y PVDF. Ambos materiales funcionan inherentemente de manera diferente a la misma temperatura de funcionamiento, presión, impacto y exposición a los rayos UV.

El cuerpo de la válvula termoplástico está moldeado con precisión a partir del material base. Los conjuntos de válvulas termoplásticas además tienen componentes más pequeños hechos de diferentes materiales que también interactúan con el proceso del líquido. Todos estos materiales requieren atención cuidadosa durante la selección de la válvula debido a la posible compatibilidad química. La selección incorrecta de materiales, especialmente de juntas tóricas y revestimientos, puede provocar un fallo prematuro de la válvula.

Las válvulas de bola utilizan juntas tóricas de elastómero hechas de EPDM o FMP. Estos están ubicados en las conexiones finales y en el vástago para crear una superficie de sellado entre los componentes de plástico. Los asientos de PTFE a ambos lados de la bola proporcionan un recorrido suave y una superficie de sellado para que la bola se desplace y se asiente. Las válvulas de mariposa termoplásticas tienen un revestimiento de elastómero en el que se sella el disco y juntas tóricas de EPDM, Viton o Nitrilo. Una válvula de mariposa termoplástica también tiene un eje de acero inoxidable o titanio que mantiene el conjunto de revestimiento y disco en su lugar dentro del cuerpo de la válvula.

Al especificar una válvula para una aplicación potencialmente corrosiva, consultar una tabla de resistencia química para la compatibilidad química de los materiales termoplásticos y elastómeros garantizará la selección correcta del material. El caucho EPDM es un elastómero recomendado para agua, vapor, ácidos diluidos, álcalis diluidos y alcoholes.

La presión de funcionamiento de todos los materiales termoplásticos disminuye a medida que aumenta la temperatura. La presión operativa máxima de una válvula de bola de 2 pulgadas puede ser de 250 psi a 70 °F, sin impactos. Las curvas de presión y temperatura son diferentes para PVC y CPVC. La misma válvula de bola de PVC cédula 80 tendrá una presión máxima de 130 psi a 145 °F.

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Un actuador de válvula es el dispositivo que “acciona” o mueve una válvula para abrirla o cerrarla. Se conecta y funciona en conjunto con dos partes: el cuerpo de la válvula y el piloto de la válvula.

Tipos de actuadores

Al considerar accionar una válvula termoplástica, es necesario identificar los siguientes puntos:

Eléctrico o neumático Los actuadores neumáticos requieren aire suministrado por la planta y vienen como de doble acción o con retorno por resorte. Las opciones incluyen solenoide (CA o CC), filtro/regulador de aire, posicionador (4-20 mA), interruptores de límite auxiliares, indicador visual y anulación manual desembragable.

El tiempo del ciclo del actuador es el tiempo que le toma a un actuador viajar de abierto a cerrado y es importante para evitar golpes de ariete resultantes de una válvula que se abre o cierra demasiado rápido. El tiempo de ciclo del actuador eléctrico HRSN2 de Hayward para una válvula de bola de 4 pulgadas es de aproximadamente 9 a 13 segundos. El tiempo de ciclo para una válvula de mariposa de 12 pulgadas es de aproximadamente 39 segundos. Para los actuadores eléctricos, esta velocidad es fija.

La velocidad de un actuador neumático está gobernada por un conjunto de solenoide que se abre o cierra según una orden y regula el flujo de aire que entra y sale del cilindro del pistón del actuador. Los actuadores de doble acción suministran aire a los cilindros de apertura y cierre. En caso de pérdida de suministro de aire, una válvula de doble efecto permanecerá en la última posición. Los actuadores de retorno por resorte a prueba de fallas se utilizan en aplicaciones que requieren que una válvula se desplace a una posición completamente abierta o completamente cerrada en caso de pérdida de suministro de aire. La posición a prueba de fallos se selecciona al especificar el actuador, pero se puede cambiar en el campo, si es necesario.

Actuadores electricos –Este tipo de válvulas se encuentran entre las más comunes y confiables. Son capaces de operar rápidamente algunas de las válvulas más grandes y funcionan con un motor eléctrico monofásico o trifásico que impulsa una combinación de engranajes nivelados y estímulos. Posteriormente, estos engranajes y coronas impulsan una tuerca del vástago, que se acopla al vástago de la válvula para abrirla o cerrarla. A menudo incluyen un mecanismo de desembrague y un volante que permite la operación manual en caso de un corte de energía.

Actuadores manuales – Los actuadores manuales utilizan palancas, ruedas y/o engranajes para facilitar el movimiento. Los actuadores manuales se diferencian de los automáticos en que los actuadores automáticos tienen una fuente de energía externa que proporciona la fuerza y ​​el movimiento necesarios para operar una válvula de forma automática o remota. Para muchas válvulas, la operación manual no es una opción, ya sea porque la aplicación incluye válvulas en tuberías remotas o debido a la fuerza necesaria para su operación. Además, los actuadores manuales no son una solución práctica para válvulas ubicadas en ambientes tóxicos u hostiles, y no son tan útiles en aplicaciones que requieren la precaución de seguridad de permitir el cierre inmediato.

Conclusión Al elegir actuadores de válvula, los factores de uso son una consideración importante. Por ejemplo, los actuadores eléctricos, por naturaleza, requieren electricidad para funcionar. Los actuadores neumáticos pueden funcionar en temperaturas que oscilan entre -4 y 150 °F (-20 a 70 °C) o, en algunos casos, en el rango de -40 a 250 °F (-40 a 121 °C), siempre que se disponga de los sellos adecuados. , grasa y cojinetes están en su lugar. Los actuadores eléctricos pueden funcionar en temperaturas que oscilan entre -40 y 150 °F (-40 y 65 °C).

Los actuadores neumáticos suelen ser los preferidos en entornos peligrosos o tóxicos debido a su naturaleza a prueba de explosiones, pero si falta aire comprimido o un actuador neumático no puede cumplir con otras especificaciones operativas, se pueden usar actuadores eléctricos.