Al comparar las válvulas de pistón con las válvulas de globo convencionales en sistemas industriales, se aprecian diferencias significativas en su diseño y características funcionales. Ambos tipos de válvulas se utilizan para el control de flujo y el cierre . Sin embargo, debido a sus propiedades específicas, se emplean en entornos operativos diferentes.
Las válvulas de globo son una variante de las válvulas de asiento y representan una solución estándar en la ingeniería de plantas, con una larga trayectoria y una amplia gama de aplicaciones. Las válvulas de pistón son un diseño independiente que, influenciado históricamente por los primeros desarrollos del siglo XIX , también ha sido parte integral de la industria de procesos durante mucho tiempo. Las siguientes secciones comparan los aspectos clave de las válvulas de pistón y las válvulas de asiento en su función como válvulas de globo:
Principio de funcionamiento, par motor y comportamiento de la actuación
Válvula de pistón
Las válvulas de pistón utilizan un pistón cilíndrico guiado por dos anillos de sellado/válvula, lo que sitúa las superficies de sellado fuera del conducto principal de flujo cuando la válvula está abierta. Como resultado, el par de funcionamiento se mantiene prácticamente constante durante toda la carrera.
Gracias al movimiento lineal del pistón y al sistema de sellado interno, el perfil de par se mantiene prácticamente uniforme en todo su recorrido. Esto se traduce en un manejo más suave, tanto en operaciones manuales como automatizadas, ya que no se producen picos de par repentinos cuando el pistón entra en contacto con su asiento o se separa de él.
Válvula de globo
En las válvulas de globo convencionales, el par de apriete requerido aumenta significativamente a medida que el elemento de cierre se acerca al asiento o se separa de él. Este pico de par característico es inherente al diseño y resulta del contacto directo entre el obturador y el asiento.
Impacto en el asiento y el sistema de sellado
Válvula de pistón
En posición abierta, las superficies de sellado de muchas válvulas de pistón no están expuestas directamente al flujo principal, lo que minimiza la erosión de los elementos de sellado y del asiento .
La válvula de pistón KLINGER es el primer diseño de válvula que incorpora un sistema de sellado elástico y reemplazable, adecuado para rangos de temperatura más elevados.
Válvula de globo
En las válvulas de globo, el sistema de asiento se ubica directamente en el conducto de flujo y, por lo tanto, puede estar continuamente expuesto al fluido del proceso. Además, las fluctuaciones de temperatura y las diferencias de presión pueden aumentar la carga sobre las superficies de sellado, ya que las fuerzas térmicas y mecánicas actúan directamente sobre el sistema de asiento.
Partículas en el medio de proceso
Válvula de pistón
El movimiento del pistón permite expulsar las partículas de la zona de sellado, evitando que queden incrustadas permanentemente. Este efecto de autolimpieza resulta especialmente ventajoso en fluidos contaminados, lo que reduce significativamente el riesgo de fugas causadas por partículas atrapadas.
Válvula de globo
Las partículas presentes en el fluido tienden a acumularse en las superficies de los asientos y son presionadas contra ellos por el pistón y la zona de sellado debido a las fuerzas de cierre, lo que puede provocar un mayor desgaste con el tiempo.
Mantenimiento y servicio
Válvula de pistón
Muchas válvulas de pistón están diseñadas para que el mantenimiento y la sustitución de las piezas de desgaste se puedan realizar sin necesidad de desmontarlas del sistema de tuberías (en línea). Esto reduce el tiempo de inactividad y simplifica los procedimientos de mantenimiento. Sin embargo, el mantenimiento solo debe llevarse a cabo cuando la válvula esté despresurizada.
Válvula de globo
En las válvulas de globo convencionales, el acceso al asiento y a los componentes de sellado a menudo requiere su extracción de la tubería o un desmontaje extenso, lo que puede aumentar significativamente el esfuerzo de mantenimiento, especialmente para tamaños nominales mayores.
Antecedentes históricos
Válvula de pistón
Las válvulas de pistón tienen una larga tradición como válvulas de vapor. Se mencionaron por primera vez en el siglo XIX y utilizan un pistón cilíndrico guiado por sistemas de sellado en lugar de un disco y un asiento.
Un hito importante fue el desarrollo por parte de Richard Klinger de una válvula en 1922 ( KVN ), en la que reemplazó el sistema de sellado de asiento convencional con un pistón cilíndrico que incorporaba dos juntas elásticas reemplazables. Esta innovadora solución ha proporcionado una alta estanqueidad y un mantenimiento simplificado ante las fluctuaciones de temperatura y presión durante más de 100 años .
Las válvulas de pistón modernas combinan un flujo más eficiente con la protección de los elementos de sellado contra la erosión directa, a la vez que permiten un reemplazo relativamente sencillo de las juntas durante el mantenimiento. Esto las convierte en una alternativa duradera y fiable a las válvulas de globo convencionales, especialmente en sistemas de vapor y condensado.
Válvula de globo
En el siglo XIX, las válvulas de globo evolucionaron a partir de las primeras válvulas de vapor y agua y se convirtieron en uno de los tipos de válvulas que definieron la industrialización.
Su principio de funcionamiento se basa en un disco que se presiona contra un asiento mediante un vástago, definiendo así la sección transversal del flujo. Este diseño es idóneo para tareas de control preciso, pero presenta un recorrido de flujo relativamente tortuoso, lo que puede provocar pérdidas de presión y erosión.
A lo largo de las décadas, han surgido numerosas variantes y patentes; sin embargo, todas se basan fundamentalmente en este principio clásico de válvula de asiento, que se ha consolidado como un diseño estándar robusto pero que requiere mayor mantenimiento, particularmente en tuberías de vapor y de proceso.
Portafolio de productos KLINGER
Los ingenieros, diseñadores y operadores de plantas industriales pueden encontrar tanto válvulas de pistón como válvulas convencionales de globo/asiento en el catálogo de productos del Grupo KLINGER. Gracias a una red global de ventas y servicio , ambos tipos de válvulas están disponibles, lo que garantiza soluciones adecuadas para una amplia gama de requisitos de proceso.