Este post se centrará en explicar los diferentes tipos de válvulas industriales, su mecanismo, su aplicación en la industria del petróleo y el gas, así como las normas API y ASME para válvulas de petróleo y gas.

¿Qué son las válvulas en el sector del petróleo y el gas?

Una válvula es un dispositivo utilizado para regular el flujo de petróleo y gas. Al abrir o cerrar una abertura se controla la cantidad de líquidos y gases que pasan por las tuberías. La válvula controla el flujo de fluidos parando y arrancando, ajustando las cantidades, controlando la dirección, regulando la presión o aliviando la presión.

Tipos de válvulas utilizadas en la industria del petróleo y el gas

1. Válvulas de bola

Las válvulas de bola están disponibles en varios materiales y tamaños. Se utilizan para el más amplio espectro de aplicaciones de aislamiento y están disponibles en conductos de paso total y de paso completo.

Ventajas: baja caída de presión, acción rápida, caudal directo en ambas direcciones, fácil accionamiento, cierre hermético a las burbujas y par de accionamiento.
Desventajas: larga dimensión "relativa" cara a cara y limitaciones de temperatura en el material de asiento.

2. Válvulas de compuerta

La función de la válvula de compuerta es iniciar o detener un flujo cuando se necesita un flujo rectilíneo de fluido y una restricción mínima del caudal.

Durante su uso, las válvulas de compuerta se mantienen totalmente abiertas o totalmente cerradas. El disco de la compuerta se retira completamente cuando se gira para abrirla, permitiendo el paso del contenido.

Ventajas: flujo rectilíneo del fluido en ambos sentidos, baja caída de presión.
Desventajas: de acción lenta, ocupa mucho espacio. No gotea cierre hermético.

3. Válvulas de globo

Si desea detener el flujo de aire, puede cerrar la válvula de globo mediante un pistón en forma de tapón. Al girar el accionamiento, la válvula lineal se abre y se cierra. Gracias al roscado del vástago, esta válvula puede abrirse a distintos niveles. La popularidad de este tipo de válvula en la industria petroquímica se debe precisamente a este hecho. Dependiendo del grado de estrangulamiento necesario, se puede reducir el tamaño de apertura.

4. Válvulas de retención

Para las refinerías de gas, las válvulas antirretorno son muy útiles, ya que el dispositivo se abre bajo presión y no permite el reflujo de fluido o material. Al restringirse el reflujo, se evita la contaminación cruzada del producto. Es decir, distintos materiales pueden utilizar la misma tubería. No es necesario un actuador como en otros tipos de válvulas. Sin embargo, sí necesita una instalación precisa para garantizar que la respuesta a la presión del fluido se produce según lo requerido.

5. Válvulas de tapón

Una válvula de macho es también una válvula lineal, pero tiene un pistón más ancho que una válvula de globo. Aunque puede no ser ideal para estrangular, puede aguantar el tipo en tuberías de alta presión o alta temperatura. La mayor superficie del obturador proporciona espacio suficiente para que la presión se distribuya y disipe a lo largo del obturador, manteniendo al mismo tiempo el control del caudal de fluido.

6. Válvulas de mariposa

Una válvula de mariposa compensa mucho de lo que carece una válvula de compuerta en términos de rendimiento. Los canales abiertos permiten que los medios fluyan libremente, aunque contengan partículas sólidas. Como el vástago de la base de la válvula de mariposa mantiene el disco en su sitio, puede utilizarse en tuberías de alta presión. Su funcionamiento a bajo par también es resultado de estos atributos de diseño.

7. 7. Válvulas de control

Las válvulas de control son válvulas que controlan el caudal, la presión y la temperatura en la industria del petróleo y el gas. Funcionan variando el tamaño de la vía de paso del caudal según lo indique una señal hidráulica, neumática o eléctrica enviada desde un controlador. El funcionamiento automático de estas válvulas permite manejarlas a distancia, en lugar de tener a un operario supervisándolas y ajustándolas constantemente.

El caso de las válvulas ZECO para petróleo y gas

Yacimiento de gas de Pars Septentrional

De 2011 a 2013, ZECO Valve Group suministró válvulas API 6D, como válvulas de compuerta de cuña, válvulas de retención oscilantes y válvulas de bola para el campo de gas de North Pars, proporcionando una base sólida para el funcionamiento normal de las tuberías.

Depósito Estratégico Nacional de Petróleo de Sudán

De 2011 a 2013, ZECO Valve Group proporciona soluciones de tuberías para válvulas de compuerta de cuña, válvulas de retención y válvulas de bola para el depósito nacional estratégico de petróleo de Sudán.

Grupo de Ingeniería y Construcción Samsung C&T

El Grupo de Válvulas ZECO suministró productos API 6D y otros productos de sistemas de agua, como desconectores, para los sistemas de agua de los proyectos de oleoductos contratados por el Grupo de Ingeniería y Construcción Samsung C&T.

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De 2011 a 2013, Empresa de válvulas ZECO válvulas API 6D proporcionadas como válvulas de compuerta de cuña, válvulas antirretorno de vaivén, y válvulas de bola para North Pars Gas Field, proporcionando una base sólida para el funcionamiento normal de los gasoductos.

Campo de producción del proyecto del campo de gas North Pars

Lista de embalaje del proyecto del campo de gas de North Pars

• Válvula de compuerta de cuña de 2 pulgadas ~ 20 pulgadas
• Válvula de mariposa de doble compensación de 10 a 32 pulgadas
• Válvula de retención oscilante de 2 pulgadas ~ 20 pulgadas
• Válvula de bola flotante de 2 pulgadas ~ 8 pulgadas
• Válvula de compuerta de acero inoxidable de 2 pulgadas ~ 16 pulgadas

Comentarios de los clientes

ZECO Valve nos proporciona válvulas de alta calidad para que nuestra tubería esté libre de mantenimiento durante mucho tiempo. Las visitas regulares de personal especial nos hacen sentir atentos a nuestro servicio.

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A medida que la industria del petróleo y el gas acelera la construcción de proyectos a gran escala, válvulas en la industria del petróleo y el gas se desarrollará aún más en la dirección de gran escala de altos parámetros. Con el estricto control del precio de los equipos por parte de los usuarios, se acelerará aún más el proceso de localización de válvulas clave en la industria del petróleo y el gas, y las válvulas con alto contenido de azufre, flujo de hidrógeno a alta presión, resistencia al desgaste y a la corrosión, alta presión. el oxígeno y otras condiciones adversas estarán completamente localizados, y los usuarios presentarán requisitos más altos para el funcionamiento confiable a largo plazo de las válvulas. Con la mejora continua de los requisitos de protección ambiental de la comunidad internacional, las microfugas de la válvula aumentarán los requisitos más altos, se prestará más atención al diseño de la estructura de la válvula sin fugas externas y a la confiabilidad del sello del empaque del vástago de la válvula.

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Las válvulas ASCO Hydramotor pueden satisfacer las necesidades de su sistema de combustión para el cierre de gas de la línea principal y el control del gas combustible.

El diseño de la válvula Asco está disponible en construcción normalmente cerrada con grifos para tuberías, indicación visual, prueba de cierre, aprobaciones de agencias líderes y conexiones para tuberías de 3/4″ a 6″. La mayoría de las válvulas están clasificadas para servicio de -40ºF a 150ºF para instalación en interiores o exteriores. La válvula Hydramotor consta de dos conjuntos; Actuador Hydramotor AH2D y cuerpo de válvula V710(A) (fácil de montar con 4 tornillos de fijación). Seleccione el actuador y la válvula a continuación:

Especificaciones de la válvula de gas Hydramotor

• Actuación de válvulaMotorizada
• Material del cuerpoAluminio
• Voltaje110 CA, 120 CA, 220 CA, 230 CA, 24 CA
• Normas / RegulacionesCSA, FM, Tipo 1, Tipo 4, Tipo 7, UL

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Actaris Gas es una importante línea de negocio del Grupo Actaris, un líder mundial establecido en productos y sistemas de medición para la distribución de gas, electricidad, agua y calor.

Actaris tiene más de 100 años de experiencia comprobada en la fabricación y uso de reguladores de presión de gas y dispositivos de seguridad asociados. Nuestra política de Calidad Total garantiza que las gamas de productos técnicamente avanzadas actuales cumplan con los más altos estándares nacionales e internacionales, para satisfacer las necesidades exactas de los diferentes sistemas de distribución de gas en América del Norte y Europa.

Nuestros reguladores de presión de gas están diseñados para un uso preciso, confiable y seguro con la mayoría de los gases no corrosivos, incluidos aire, nitrógeno, dióxido de carbono seco y propano, en sistemas de distribución de gas natural y aplicaciones industriales como quemadores y calderas.

En Owenton, Kentucky, se fabrica una amplia gama de reguladores según los estándares estadounidenses. Esta línea está diseñada con un enfoque de bloques de construcción, utilizando componentes y piezas comunes en toda la gama de productos. El resultado es una gama de productos extremadamente versátil e innovadora que ofrece una solución económica para las aplicaciones de reguladores más desafiantes.

La línea de productos europeos, fabricados en Karlsruhe, Alemania, cubre la mayoría de las aplicaciones en la distribución de gas natural, desde reguladores de alta presión utilizados en estaciones de entrada de ciudades hasta reguladores residenciales. Estos reguladores y dispositivos de seguridad ofrecen una amplia gama de combinaciones, incluidas válvulas de cierre de seguridad integrales y válvulas de alivio de fluencia integradas.

Una característica de seguridad única: el monitor interno

Una característica de seguridad única disponible exclusivamente en los reguladores Actaris es el monitor interno (IM). Un orificio secundario y un asiento de válvula permiten que un regulador IM controle el flujo de gas y se bloquee en caso de falla en el asiento principal y el orificio. El IM evita la liberación de grandes cantidades de gas a la atmósfera y no requiere reinicio manual. Para mayor seguridad y protección contra sobrepresión, el IM es una alternativa rentable a la instalación de reguladores de monitor o válvulas de alivio externas.

El monitor interno (IM) funciona como un monitor ascendente estándar, en el sentido de que el orificio del monitor está completamente abierto en condiciones normales. La regulación y el bloqueo normales se producen en el asiento y el orificio de la válvula principal. (El resorte de cierre hace que los modelos CL se bloqueen en ambos asientos en condiciones normales).

Si el regulador no logra controlar el flujo de gas debido a materias extrañas o daños en el asiento principal y el orificio, el orificio secundario toma el control automáticamente a una presión de salida ligeramente elevada. El punto de regulación se desplaza al asiento y orificio del monitor aguas arriba.

Reguladores de baja presión

Los reguladores de baja presión Actaris están diseñados para clientes residenciales o pequeños distribuidores colectivos donde la presión de la red es ligeramente superior a los típicos 19 a 22 mbar, incluidas redes de centros urbanos y redes antiguas renovadas. Funcionan perfectamente con muy poca pérdida de presión y están diseñados para montarse directamente en los medidores de los usuarios o al pie de sus edificios residenciales.

Estos reguladores cumplen con todos los requisitos de seguridad para su uso en el interior de edificios residenciales. Cuando es necesario, están equipados con un dispositivo de seguridad para proteger contra el exceso de flujo, generalmente con reinicio automático. Esto interrumpe el flujo de gas en caso de una demanda anormalmente alta, en caso de rotura de un conducto aguas abajo del regulador, por ejemplo, o de una caída anormal de la presión de entrada en la red de distribución.

Reguladores de servicio con resorte

Los reguladores de servicio accionados por resorte Actaris se utilizan principalmente para aplicaciones de presión de salida inferior de etapa final (20 mbar a 150 o 350 mbar – pulgadas WC a 2 o 5 psig). Las aplicaciones típicas incluyen suministro de gas residencial y comercial e industrial de baja presión de salida, y todo tipo de equipos alimentados por gas, incluidos hornos, calderas, secadoras, hornos, calentadores, etc. Los reguladores accionados por resorte brindan una respuesta extremadamente rápida a las condiciones cambiantes del flujo aguas abajo.

Las características únicas de los reguladores de servicio accionados por resorte Actaris incluyen:

Impulso controlado

Todos los reguladores están equipados con dispositivos de refuerzo (B42: labio elevado en el asiento de la válvula, todos los demás: anillo de carga ajustable) para compensar la caída de presión en flujos altos causada por el efecto del resorte y el diafragma.

Apertura de respiradero controlada

Todos los reguladores están equipados con una válvula de ventilación de asiento blando para garantizar una respiración adecuada y estabilidad en todas las condiciones.

Alivio interno de alta capacidad

Todos los reguladores accionados por resorte están equipados con alivio interno como estándar, las vías de flujo de alivio son tan grandes como sea práctico para proporcionar la menor resistencia a la ventilación del gas en caso de una situación de sobrepresión, minimizando así la acumulación de presión.

Reguladores con resorte: principio de funcionamiento

La presión de entrada se reduce a una presión de salida más baja restringiendo el flujo a través de un orificio para satisfacer una demanda fluctuante aguas abajo.

A medida que aumenta la demanda aguas abajo, la presión de salida cae ligeramente y el diafragma se mueve hacia abajo. El asiento de la válvula se aleja más de la cara del orificio para permitir que el flujo aumente para satisfacer la mayor demanda.

A medida que disminuye la demanda aguas abajo, la presión de salida aumenta ligeramente, lo que mueve el diafragma hacia arriba. El asiento de la válvula se acerca a la cara del orificio para restringir el flujo y satisfacer la menor demanda.

Cuando se corta la demanda, la presión de salida continúa aumentando, lo que mueve el diafragma aún más hacia arriba. El asiento de la válvula se introduce en la cara del orificio, cerrando el flujo de gas de forma hermética (bloqueo).

Reguladores de carga constante

Estos reguladores utilizan presión constante suministrada por un regulador piloto como elemento de carga para el regulador principal. Este diseño elimina la caída de presión de salida en flujos altos asociada con el efecto de resorte en los reguladores accionados por resorte. Por lo tanto, los reguladores CL pueden mantener una regulación extremadamente precisa a flujos más altos y presiones de salida más altas que los reguladores accionados por resorte. Las aplicaciones típicas incluyen sistemas de gas de presión elevada para instalaciones comerciales e industriales, instalaciones de medición de factor fijo (eliminando la necesidad de instrumentación costosa) y todo tipo de aplicaciones que requieren una regulación precisa "psi a psi" a velocidades de flujo muy variables.  

Las características de los reguladores de carga constante Actaris incluyen:

Regulación precisa

Un regulador piloto suministra una presión de carga constante al regulador principal, lo que permite mantener la regulación en "línea recta" en una amplia gama de flujos y presiones de salida.

Sangrado interno

La presión de carga fluye aguas abajo a través del diafragma principal. No se produce ningún sangrado durante el bloqueo.

Diferencial de presión baja

Los reguladores CL pueden funcionar con un diferencial de tan solo 30 mbar entre la presión de entrada y salida.

Reguladores de carga constante: principio de funcionamiento

La presión de entrada se canaliza a través de un tubo externo hasta el regulador piloto. El regulador piloto se ajusta para reducir la presión de entrada a la presión de salida deseada más presión suficiente para superar el resorte de cierre ligero (presión de carga). La presión de carga constante se canaliza hasta la parte superior del diafragma del regulador principal.

Cuando la demanda es de aproximadamente unos cien dm3/h o menos, el gas se suministra a través de un orificio de purga en el diafragma principal.

Cuando la demanda aumenta por encima de lo que se puede suministrar a través del orificio de purga, la presión de salida disminuye ligeramente, provocando un aumento en el diferencial de presión a través del diafragma. El diafragma se mueve hacia abajo y la válvula principal se reposiciona para satisfacer el aumento de la demanda aguas abajo y recuperar la presión de salida deseada.

Cuando el flujo disminuye, la presión de salida aumenta ligeramente, lo que provoca una disminución en el diferencial de presión a través del diafragma. El resorte de cierre hace que la membrana se mueva hacia arriba. La válvula principal se reposiciona para restringir el flujo para satisfacer la menor demanda aguas abajo y recuperar la presión de salida deseada.

Cuando se corta la demanda, la presión de salida continúa aumentando. El aumento de presión se transmite a través del orificio de purga al regulador piloto. El regulador piloto se bloquea herméticamente. El resorte de cierre mantiene un bloqueo hermético en la válvula principal.

Reguladores de flujo gemelos paralelos 

Estos reguladores incorporan dos actuadores de diafragma y un solo cuerpo de válvula en un regulador autónomo. La regulación paralela a través de orificios duales permite aumentar las capacidades. Las válvulas de alivio gemelas (modelos con resorte) brindan doble capacidad de alivio. El uso de dos orificios más pequeños en lugar de un orificio grande mejora el bloqueo, el rendimiento del efecto de entrada y el rendimiento del alivio.

Las versiones de monitor interno de los reguladores gemelos brindan el más alto nivel de seguridad disponible en un solo dispositivo regulador. Los orificios deslizantes gemelos proporcionan una regulación dual normal, con regulación del monitor secundario y bloqueo en caso de múltiples fallas internas del asiento y/o falla de un solo diafragma o palanca.

Reguladores de servicio de campo

Estos reguladores están diseñados para proporcionar una regulación confiable de primera y segunda etapa para aplicaciones de presión intermedia y alta. Las aplicaciones típicas incluyen regulación de primera etapa, grifos agrícolas y suburbanos, sistemas de aire comprimido y aplicaciones industriales de presión media a alta.

Reguladores residenciales

Serie Actaris 2R
Regulador Actaris B31
Regulador Actaris B42
Regulador Actaris B57
Regulador Actaris B58
Actaris HR91
Actaris KEMus
Actaris SERU
Actaris WMR / ES

Reguladores comerciales e industriales

Controlador Actaris 133 y 233
Regulador Actaris B34
Regulador Actaris B38
Controlador Actaris B838
Controlador Actaris CL231
Controlador Actaris CL31
Controlador Actaris CL34
Controlador Actaris CL38
Controlador Actaris CL838
ActarisRB 1700/1800
Actaris RB 2000
ActarisRB 3200
Actaris RB 4000
Actaris RB 4600
Actaris RB 4700
Actaris RR 16

Controles de servicio de campo

Regulador Actaris B35
Regulador Actaris B36
Regulador Actaris B56
Actaris VR75

Dispositivos de seguridad

Actaris SRV 155
Actaris SRV 275
Actaris SRV 285
Actaris SRV 801/811
Actaris SRV 803
Actaris SSV 8200 y 8300
Actaris SSV 8500
Actaris SSV 8600

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