Tuberías y válvulas industriales: materiales, tipos y selección

Resumen

El documento repasa los materiales y el diseño de tuberías industriales, incluyendo tipos de uniones, control de la expansión térmica y criterios de diseño como la pérdida de carga y el diámetro óptimo. También describe los principales tipos de válvulas (compuerta, asiento, retención, seguridad y control), sus componentes y los criterios para seleccionarlas en cada aplicación.

Puntos clave

Las tuberías de acero al carbono son adecuadas para fluidos no corrosivos, mientras que el aluminio es muy usado pero limitado por su coste elevado.
Los tipos de unión de tuberías son soldadura, rosca, enchufe y brida.
El diámetro óptimo es el que, para un material dado, proporciona las condiciones de flujo requeridas con los costes totales mínimos.
La válvula de compuerta de husillo ascendente se recomienda porque la rosca queda en la parte superior, evitando el deterioro por productos corrosivos.
Los discos de ruptura se rompen cuando la presión supera el límite de seguridad, liberando el escape en un lugar controlado.
Las válvulas de retención permiten el paso del fluido en un solo sentido y se cierran automáticamente al intentar circular en sentido contrario.

Ponte a prueba

1. Materiales y Diseño de Tuberías

Las tuberías de acero al carbono son adecuadas para fluidos no corrosivos. Por otro lado, los tubos de aluminio son ampliamente utilizados, aunque su uso es limitado debido a su elevado coste.

Tipos de uniones

Soldadura
Rosca
Enchufe
Brida

Expansión térmica y prevención

Los problemas derivados de la expansión de las tuberías pueden someter a tensiones peligrosas a las válvulas y accesorios conectados. Para evitarlo, se realizan tantas curvas como sean necesarias en el trazado.

Consideraciones de diseño

Pérdida de carga: Se prefieren ciertos diseños por presentar una menor pérdida de carga.
Factores de selección: Se consideran motivos económicos, requisitos de proceso (como mantener una temperatura de 25 °C) y criterios de seguridad.
Código de colores para fluidos:
- Ácido concentrado: Rojo
- Base concentrada: Violeta
- Bencina: Marrón y rojo
- Agua de uso industrial: Verde y negro
Diámetro óptimo: Es aquel que, para un material dado, proporciona las condiciones de flujo requeridas con los costes totales mínimos.

2. Válvulas Industriales: Tipos y Funcionamiento

Válvulas de compuerta

Se recomienda la válvula de husillo ascendente, ya que la rosca se encuentra en la parte superior, evitando el contacto y deterioro con productos corrosivos.

Componentes principales

Volante, vástago, obturador, asiento, cuerpo, tapa, empaquetadura y prensaestopas.

Dispositivos de seguridad

Los discos de ruptura son elementos diseñados para romperse cuando la presión supera el límite de seguridad, permitiendo que el escape y la rotura ocurran en un lugar controlado.

Criterios de selección de válvulas

Coste.
Resistencia a la corrosión y erosión.
Presión y temperatura de trabajo.
Capacidad de regulación de flujo.
Caída de presión con la válvula abierta.

Tipos de válvulas de asiento

De disco: El obturador es un disco que tapona exteriormente un asiento plano. Se utilizan para bajas presiones.
De asiento cónico: Para presiones intermedias; el obturador es un tapón cónico que penetra en el asiento, proporcionando un cierre más seguro y estable.

Aplicaciones específicas

Regulación de precisión: Válvulas de asiento y válvulas de diafragma.
Servicio todo/nada: Válvulas de bola y de compuerta.
Válvulas de retención: Permiten el paso del fluido en un solo sentido, cerrándose automáticamente por la acción del fluido al intentar circular en sentido contrario.
- Válvula de clapeta: La más utilizada.
- Válvula de tipo horizontal: Solo operativa en posición horizontal.
Otras funciones: Las válvulas de seguridad liberan excesos de presión, las reductoras mecánicas disminuyen la presión y las válvulas de control se accionan mediante motores eléctricos o hidráulicos.

Preguntas frecuentes

¿Qué tipo de unión se puede usar en tuberías industriales?

Según el documento, las uniones pueden ser de soldadura, rosca, enchufe o brida.

¿Qué válvula se recomienda para productos corrosivos en una compuerta?

Se recomienda la válvula de husillo ascendente, ya que la rosca se encuentra en la parte superior y evita el contacto y deterioro con productos corrosivos.

¿Qué válvula se usa para regulación de precisión?

Para regulación de precisión se emplean válvulas de asiento y válvulas de diafragma.