¿Pueden utilizarse las válvulas de mariposa para estrangular?

¿Pueden utilizarse las válvulas de mariposa para estrangular?

¿Se pueden utilizar válvulas de mariposa para estrangular? La respuesta es sí, pero tiene truco. Aunque las válvulas de mariposa poder flujo de estrangulamiento, no siempre son la mejor opción para todas las aplicaciones de estrangulamiento.

Este es el trato:

He visto a muchos ingenieros optar por las válvulas de mariposa porque son económicas y compactas. Pero estrangular con una válvula de mariposa es como utilizar un mazo para romper una nuez: funciona, pero no siempre es bonito.

Permítanme desglosar exactamente cuando las válvulas de mariposa brillan para la aceleración y cuando es mejor buscar en otra parte.

¿Qué diferencia a las válvulas de mariposa de las de estrangulamiento?

En primer lugar, aclaremos de qué estamos hablando.

A válvula de mariposa utiliza un disco giratorio para controlar el caudal. Cuando abres parcialmente ese disco, estás estrangulando: controlas el caudal creando resistencia.

Sencillo, ¿verdad?

No del todo.

A diferencia de las válvulas de globo (que son las campeonas de la estrangulación), las válvulas de mariposa tienen algunas características únicas que hacen que la estrangulación sea... interesante.

Por ejemplo:

El disco es siempre en la trayectoria del flujo. Incluso cuando está completamente abierto, está sentado allí creando turbulencias. Esto no es un gran problema para el servicio de encendido / apagado, pero para la regulación? Ahí es donde las cosas se ponen difíciles.

Cuando las válvulas de mariposa funcionan realmente bien para estrangular

Esto es lo que he encontrado:

Las válvulas de mariposa pueden ser excelentes para estrangular en situaciones concretas. La clave está en saber cuándo utilizarlas.

Aplicaciones de presión baja a moderada

En mi experiencia, las válvulas de mariposa funcionan mejor para la estrangulación cuando se trata de:

• Sistemas de distribución de agua
• Aplicaciones de climatización
• Sistemas de gas a baja presión
• Circuitos de agua de refrigeración

¿Por qué?

Porque estas aplicaciones suelen tener caídas de presión por debajo de 50 PSI. A estos niveles, es menos probable que se ejecute en los problemas desagradables que voy a cubrir en un minuto.

Tuberías de gran diámetro

Aquí es donde realmente brillan las válvulas de mariposa.

Cuando se trata de tuberías de 12 pulgadas o más, la diferencia de coste entre una válvula de mariposa y una de globo es enorme. Estamos hablando de miles de dólares.

De hecho, hace poco trabajé en un proyecto en el que el cambio de válvulas de globo a válvulas de mariposa en líneas de 24 pulgadas supuso un ahorro de más de $50.000 sólo en costes de equipos.

Control de flujo no crítico

Seamos sinceros:

No todas las aplicaciones de estrangulación requieren una precisión de laboratorio. Si lo que busca es "un caudal aproximado de 70%" en lugar de "un caudal exacto de 73,2%", una válvula de mariposa puede hacer el trabajo perfectamente.

El lado oscuro de la estrangulación con válvulas de mariposa

Ahora las malas noticias.

El estrangulamiento con válvulas de mariposa tiene algunas limitaciones importantes. Ignórelas bajo su propia responsabilidad.

El monstruo de la cavitación

Esta es la grande.

Cuando se acelera con una válvula de mariposa, se crea una restricción que provoca una caída de presión. Si esa caída de presión es lo suficientemente intensa, se produce cavitación, es decir, la formación de burbujas de vapor que se colapsan violentamente.

¿El resultado?

• Ruido (suena como piedras en una batidora)
• Vibración
• Erosión rápida de los componentes de la válvula
• Posible fallo catastrófico

He visto válvulas de mariposa destruidas por cavitación en menos de seis meses. No es bonito.

Control deficiente en aperturas bajas

Hay algo de lo que la mayoría de la gente no se da cuenta:

Las válvulas de mariposa tienen unas características de caudal terribles cuando están abiertas menos de 30%. La relación entre la posición del disco y el caudal es muy poco lineal en este rango.

¿Qué significa esto en la práctica?

Mover el disco de 10% a 20% abierto podría triplicar tu caudal. No es exactamente lo que quieres cuando estás tratando de afinar un proceso.

Mayor desgaste y mantenimiento

Cuando se utiliza una válvula de mariposa para una estrangulación constante, se está sometiendo a una tensión continua:

• El asiento de la válvula
• Los bordes del disco
• Los cojinetes del eje

Este desgaste acelerado implica un mantenimiento más frecuente y una vida útil más corta de la válvula. Normalmente veo que las válvulas de mariposa de estrangulación necesitan cambiar el asiento 2-3 veces más a menudo que las que se utilizan para el servicio de encendido/apagado.

Características de diseño que mejoran la ralentización

No todas las válvulas de mariposa son iguales.

Si vas a utilizar uno para estrangular, busca estas características:

Diseños de alto rendimiento

Válvulas de mariposa de doble y triple desplazamiento manejan el estrangulamiento mucho mejor que los diseños concéntricos básicos.

¿Por qué?

El diseño desplazado significa que el contacto del asiento se produce más tarde en el ciclo de cierre, lo que reduce el desgaste durante las posiciones de estrangulamiento.

Perfiles de discos especiales

Algunos fabricantes ofrecen válvulas de mariposa con:

• Discos V-port
• Discos caracterizados
• Diseños de cola de pez

Estas modificaciones mejoran el control del caudal, especialmente con porcentajes de apertura más bajos.

Materiales de corte endurecidos

Para el servicio de aceleración, los asientos blandos estándar no sirven.

Busca:

• Discos con cara de estrella
• Asientos metálicos
• Revestimientos cerámicos

Sí, cuestan más. Pero durarán mucho más en condiciones de estrangulamiento.

Buenas prácticas para el éxito del estrangulamiento

¿Quieres acelerar con válvulas de mariposa sin quebraderos de cabeza? Siga estas pautas:

La regla 30-70

Mantenga abierta la válvula de mariposa entre 30% y 70% durante la operación normal de estrangulación.

Este punto dulce te da:

• Mejor control del flujo
• Reducción de las turbulencias
• Menor desgaste de los componentes

El tamaño adecuado

He aquí un consejo contraintuitivo:

A veces más pequeño ofrece un mejor control de la estrangulación. Una válvula de mariposa de 6 pulgadas funcionando a 60% abierta suele funcionar mejor que una válvula de 8 pulgadas a 30% abierta.

Supervisar y mantener

Establezca un calendario de inspecciones periódicas. Busque:

• Patrones de desgaste del asiento
• Erosión del borde del disco
• Juego del eje
• Tasas de fuga

Detectar los problemas a tiempo puede suponer la diferencia entre una sustitución del asiento de $500 y una sustitución de la válvula de $5.000.

Cuándo elegir válvulas alternativas

Seamos realistas:

A veces, una válvula de mariposa simplemente no es la herramienta adecuada para el trabajo.

Considere las válvulas de globo cuando:

• Necesita un control preciso del flujo
• La caída de presión supera los 100 PSI
• Manipulas fluidos erosivos o corrosivos
• La aplicación es fundamental para el control de procesos

Considere las válvulas de control cuando:

• Necesita una modulación automatizada
• Es necesario medir el caudal
• El proceso exige una repetibilidad exacta

Una historia real de éxito

He aquí un ejemplo:

Una planta de tratamiento de agua para la que trabajé como consultor utilizaba válvulas de globo para estrangular sus líneas de distribución de 16 pulgadas. Las válvulas eran caras y requerían un mantenimiento considerable.

Cambiamos a válvulas de mariposa de alto rendimiento con discos caracterizados, manteniéndolas en el rango de apertura 40-60% durante el funcionamiento normal.

¿El resultado?

• 70% reducción de los costes de las válvulas
• Control de caudal adecuado a sus necesidades
• Intervalos de mantenimiento ampliados de 6 meses a 2 años

La clave era comprender sus actual requisitos de control frente a sus supuesto requisitos.

Elegir bien

Entonces, ¿se pueden utilizar válvulas de mariposa para estrangular?

Por supuesto, si se aplica correctamente.

El secreto está en adaptar la válvula a su aplicación específica. No intente obligar a una válvula de mariposa a desempeñar una función de estrangulación de alta precisión. Pero no las pase por alto para aplicaciones de control moderado en las que sus ventajas de coste y tamaño tienen mucho sentido.

Acuérdate:

La mejor elección de válvula no siempre es la opción más cara o sofisticada. Es la que satisface sus necesidades reales de forma fiable y económica.

Tómese el tiempo necesario para analizar honestamente sus requisitos de estrangulamiento. Tenga en cuenta las caídas de presión, las necesidades de precisión del control y la capacidad de mantenimiento.

Cuando lo haga, descubrirá que las válvulas de mariposa pueden ser excelentes dispositivos de estrangulación, en las aplicaciones adecuadas.