Las válvulas y su importancia en la industria

Dentro del universo de todos los accesorios que podemos usar dentro de una instalación existen las válvulas. Cuando pensamos en ellas surgen las siguientes preguntas básicas:

  1. ¿Qué es una válvula?
  2. ¿Por qué debemos usarla?
  3. ¿Cuándo debe hacerse presente su uso?
  4. ¿Cómo se instala?
  5. ¿Dónde debe colocarse?
  6. ¿Quién regula su diseño, fabricación, estándares, materiales, instalación, presión, temperatura etc.?

Estas preguntas serán contestadas brevemente, pero ofreciendo los medios para adentrar en cada subtema. Empecemos.

¿Qué es una válvula?

“Mecanismo para regular el caudal de un fluido entre dos puntos.”

Entendamos mecanismo como un conjunto de elementos que conducen a un fin por medio de la transformación de energía de entrada que reciben. Estos elementos pueden ser mecánicos, eléctricos, electrónicos, neumáticos, etc. dando como resultado un gran número de tipos de válvulas.

¿Por qué y cuando debemos usarlas?

Algunas de las causas que nos llevan a requerir el uso de una válvula podrían ser las siguientes:

  1. Existe interés en que el caudal de entrada a un equipo pueda cerrarse o abrirse en el tiempo.
  2. Determinado proceso requiera que el fluido que entre sea variable según ciertas condiciones.
  3. La velocidad de entrada y salida debe ser diferente entre dos puntos.
  4. Requerimos tener ausencia de flujo en algunas partes del sistema con fin de dar mantenimiento u otros.
  5. Deseamos aumentar o disminuir la presión entre dos puntos.

Y cientos de razones más. Sin embargo, la base principal es la variabilidad en el estado del caudal que entra y sale del sistema.

“Básicamente una válvula se usa porque necesitamos ejercer control sobre nuestro proceso. Debemos usarlas cuando se exijan condiciones variables en el tiempo y que se relacionen con el fluido que manejemos en el sistema.”

¿Cómo se instala una válvula y dónde debe colocarse?

La instalación de una válvula es variable y depende del tipo de válvula. Cada proveedor tiene sus especificaciones técnicas que garantizan una correcta instalación y funcionamiento de estos instrumentos. Es correcto asesorarse y dejar en manos de alguien capacitado la instalación de válvulas. Sin embargo, algunas consideraciones generales serán descritas a continuación:

Algunas válvulas en su instalación requerirán el uso de bridas (consulta el artículo de bridas aquí) mientras que otras podrán ser soldadas. Como criterio general una válvula al ser un elemento de control no debe ser instalada dónde el control no pueda ser ejercido. Es decir, si instalas la válvula en un lugar inaccesible dónde nadie pueda manipularla entonces el control que tengas sobre tu proceso será restringido por la ubicación de la válvula. Otro elemento por considerar es el mantenimiento o futura sustitución de la válvula. Si dejamos la válvula plenamente fija sin posibilidad de ser retirada estaremos limitando los trabajos de mantenimiento y mejora del proceso, ocasionando más problemas que soluciones.

Considerar las especificaciones técnicas de la válvula evitará que el instrumento se dañe prematuramente, respetar de las normas de seguridad y sanidad también contribuye a la correcta instalación y funcionamiento de la válvula. Debemos asegurarnos de que antes de poner en marcha la válvula su montaje sea correcto, esto quiere decir que los ejes estén perfectamente alineados, pues de lo contrario se pueden causar graves problemas mecánicos en ella. Y como criterio general, recordemos promover actos y condiciones de trabajo seguras, pues de ellas dependen de que no solo nuestros equipos y accesorios funcionen correctamente, sino que también nuestro personal y ambiente estén en buenas condiciones.

¿Quién regula su diseño, fabricación, estándares, materiales, instalación etc.?

Dentro de las asociaciones que han desarrollado estándares están:

  1. ASME (American Society of Mechanical Engineers)
  2. ANSI (American National Standards Institute)
  3. API (American Petroleum Institute)
  4. MSS (Manufacturers Standarization Society)

Los códigos ASME usualmente usados en la industria para válvulas son los siguientes:

  • ASME B31.1 for Power Piping 2014
  • ASME B31.3 for Process Piping 2014
  • ASME B31.4 for Pipeline Transportation Systems for Liquids and Slurries 2012
  • ASME B31.8 for Gas Transmission and Distribution Piping Systems 2014

En cada uno de estos códigos se enlistan válvulas en diversas tablas. Sin embargo, cuando la válvula que requerimos no se encuentra dentro de este listado podemos consultar las siguientes normativas.

ASME B31.1 Este código enlista tres estándares para válvulas, excluyendo válvulas de hierro fundido y bronce. Los estándares son:

  • ASME B16.34, Valvas–Flanged, Threaded, and Weld End.
  • MSS SP67–Butterfly Valves.
  • MSS SP68–High Pressure Butterfly Valves with Offset Design.

ASME B31.4: Este código enlista ocho estándares para válvulas, excluyendo válvulas de hierro fundido y bronce. Los estándares son:

  • ASME B16.34, Valves–Flanged, Threaded, and Welding End
  • MSS SP68–High Pressure Butterfly Valves with Offset Design
  • MSS SP72–Ball Valves with Flanged or Butt-Welding Ends for General Service
  • API 600–Steel Gate Valves-Flanged and Butt-Welding Ends, Bolted Bonnets, Twelfth Edition
  • API 602–Steel Gate, Globe and Check Valves for Sizes DN 100 and Smaller for the Petroleum and Natural Gas Industries
  • API 603–Corrosion-resistant, Bolted Bonnet Gate Valves-Flanged and Butt-Welding Ends
  • API 6D–Specification for Pipeline and Piping Valves
  • API 6A–Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment

ASME B31.8: Este código enlista cinco estándares para válvulas, excluyendo válvulas de hierro fundido y termoplásticas. Los estándares son:

  • ASME B16.33–Manually Operated Metalicé Gas Valves for Use in Gas Piping Systems up to 175 psi (Sizes NPS1/2 Through NPS
  • ASME B16.34 Valves–Flanged, Threaded and Welding End;
  • ASME B16.38–Large Metallic Valves for Gas Distribution: Manually Operated, NPS 21 .2 (DN 65) to NPS 12 (DN 300), 125 psig (8.6 bar) Maximum;
  • API 6D–Specification for Pipeline and Piping Valves; and
  • API 6A–Specification for Wellhead and Christmas Tree Equipment.

Los códigos API usualmente usados en la industria para válvulas son los siguientes:

  • API STD 6D Specification for Pipeline Valves
  • API STD 594 Check Valves: Flanged, Lug, Waifer, and Butt-Welding
  • API STD 598 Valve Inspection and Testing
  • API STD 600 Bolted Bonnet Steel Gate Valves
  • API STD 602 Forged Steel Check Valves
  • API STD 609 Butterfly Valves: Double-flanged, Lug-and Wafer-type

Los estándares aquí señalados son los de uso común en la industria, sin embargo, existen muchos más. En los siguientes enlaces podrás consultar más normativas:

  1. https://www.asme.org/
  2. https://www.ansi.org/
  3. http://www.api.org
  4. http://msshq.org/Store/index.cfm