OBJETIVOS : Conocer los principales elementos que forman parte de una válvula de limpieza o purga, así como su función, ubicación y aplicación. MARCO TEORICO
Válvula Una válvula hidráulica es un mecanismo que sirve para regular el flujo del agua. Las válvulas que se utilizan en obras hidráulicas obras hidráulicas son un caso particular de válvulas de válvulas industriales que, sin embargo, presentan algunas características particulares, y por tanto merecen ser tratadas de forma separada. En las redes se suelen utilizar válvulas de compuerta y las de mariposa, excepcionalmente, pero cada día con más frecuencia, válvulas reductoras de presión (VRP), que hemos referido en el capítulo 1, en las redes en pisos. Especificaciones:
La selección adecuada de válvulas, dependerá de ciertos parámetros como: caída de presión, fugas (asiento y sistema), tipo de fluido, requerimientos de actuadores, costo y mantenimiento. (Seiders, 2004). La especificación de una válvula es un proceso concienzudo que involucra muy variadas definiciones, a continuación se enlistan los criterios mínimos que se deben tomar en cuenta: a) Tipo de válvula. b) Material del que esta hecha. c) Tipo de conexiones (roscada, soldable, bridada, etc.) d) Rango de presión de operación. e) Diámetro nominal. f) Definición del elemento de control y sus asientos. g) Definición del vástago y bonete. h) Definición del volante o artefacto de operación de la válvula.
Los diferentes tipos de válvula que son generalmente usadas son: Válvulas de acero fundido Válvulas de acero forjado Válvulas de bronce (no aplicados en procesos de gas agrio, usado para procesos de equipos de agua para fuego, procesos con agua, etc.) Válvulas de hierro.
Valvula de aire Son válvulas de expulsión o admisión de aire, de funcionamiento automático, que deben ubicarse en los puntos altos de los conductos, siempre que la presión en dicho punto no sea muy alta o menor que la presión atmosférica. Estas válvulas tienen varias funciones: Expeler el aire de adentro de la tubería durante su llenado Expulsar el aire que tiende a acumularse en los puntos más altos Admitir aire en el caso de operación de una válvula de purga que pueden crear presiones negativas en la tubería Expulsar el aire del interior de la tubería o permitir que entre desde el exterior. Extraer el aire de las conducciones e impedir su entrada. Permitir la entrada de aire del exterior a las conducciones pero evita su expulsión.
a) Llenado de agua de la tubería; b) Tubería llena de agua; c) Salida de aire en tubería llena de agua
Como criterio general, el diámetro de la ventosa es 1/12 del diámetro de la tubería principal y en todo caso mayor de ½” (50 mm)
El rango de trabajo de las válvulas ventosa es 150 psi a 200 psi. Las válvulas ventosa cámara doble trabajan entre 150 psi y 300 psi.
Figura. 1 Válvula 1 Válvula Ventosa
Válvula de purga de sedimentos Las conducciones tienden a acumular sedimentos en los puntos bajos si son colocados en una topografía accidentada, por ello las válvulas instaladas lateralmente, en todos los puntos bajos del trazado, (no deben ubicarse en tramos planos), como se indica en la figura, donde haya posibilidad de obstrucción de la sección de flujo por acumulaciones de sedimentos, facilitando así las labores de limpieza de la tubería.
Normalmente se colocan en el punto más bajo para aprovechar aprove char la salida de los lodos por gravedad. Cuando el terreno tiene pendiente y contrapendiente es preferible instalar válvulas de purga La derivación se hace por medio de una te cuyo diámetro mínimo es de 2” (5cm). No se
debe permitir la instalación del tubo de descarga directamente a un buzón de alcantarillado. En la tabla 2 se indican los diámetros de dicha derivación según el diámetro de la tubería principal, la cual se basa en el criterio de ¼ de diámetro principal.
Tube Tuberí ría a rinci rinci al
Derivación Ca a Válvula de purga
Figura 1. Válvula de purga.
Tabla 2. Diámetro de la válvula de purga Diámetro de tubería principal
Pulgada 3 – 10 12 – 14 16 – 20 24 – 30 32 – 38 ≥ 40
Milímetro 75 – 250 300 – 350 400 – 500 600 – 750 800 – 950 1000
Diámetro de Purga
Pulgada 2 3 4 6 8 10
Milímetro 50 75 100 150 200 250
Están localizadas en los puntos bajos del recorrido de las tuberías, donde se acumulan sedimentos, que reducen e impiden el paso de agua, siendo necesario instalar válvulas de purga que permitan periódicamente la limpieza de tramos de tuberías. tuberías .
Puesto que en estos puntos se pueden acumular sedimentos que dificultarían el paso del agua creando turbulencia. De no existir puntos bajos a lo largo de la línea de conducción, el RNE, nos recomienda colocar estas válvulas de purga cada 2.5 Km. de distancia
Figura 2. Detalle de válvula de purga
La purga se puede hacer manualmente o se puede utilizar una válvula de descarga automática que también pueden ser bastante económicos ya que son capaces de proteger sistemas completos de agua contra el desgaste abrasivo, obstrucción, y el reemplazo prematuro.
Se colocará válvulas de purga en los puntos bajos, teniendo en consideración la calidad del agua a conducirse y la modalidad de funcionamiento de la línea. Las válvulas de purga se dimensionarán de acuerdo a la velocidad de drenaje, siendo recomendable que el diámetro de la válvula sea menor que el diámetro de la tubería (NORMA OS.010).
Cámara de válvula de purga.
Estas válvulas deberán ser instaladas en cámaras adecuadas, seguras y con elementos que permitan su fácil operación y mantenimiento (NORMA OS.010) Las válvulas instaladas en diámetros superiores a 400 mm deben ser instaladas en pozos de registro, con las medidas necesarias para su perfecta colocación, accionamiento, mantenimiento y reparación. Esta estructura servirá para la protección de la válvula de limpieza. Generalmente se hace de mampostería de piedra, los muros con un espesor de 0.20 m., la losa de tapadera de concreto reforzado. La válvula será de bronce y adaptada para la tubería y accesorios de PVC, y servirá para eliminar los sedimentos que contenga la línea de conducción.
1. 2. 3. 4. 5. 6.
TAPA SANITARIA CAJA DE CONCRETO VÁLVULA DE COMPUERTA UNIÓN RMC O FG TUBO PVC DRENAJE O SUMIDERO
Figura 5. Válvula de compuerta
Por lo general, existen 2 maneras de realizar esta purga, la primera es manual y la segunda automática, ambas se describen a continuación:
1. Válvula de Purga Manual
Generalmente para la operación de purgas de lodos de fondo se utilizan válvulas de cuchillas están son fabricadas en acero al carbono para soportar presiones comúnmente hasta 300 PSIG, la cuchilla o compuerta trabaja perpendicularmente al flujo de descarga aperturando o bloqueando el recorrido del mismo, para accionar el bloque la válvula tiene en su parte lateral una palanca que mueve o desplaza la plancha de la cuchilla de un lado a otro y obstruye la descarga, su asiento comprende un gran área ya que la descarga debe hacer vórtice (descarga violenta) para que arrastre los lodos del área y cercanos a la mismas, la ubicación de estas es válvulas dificultan la operación ya que por lo general se encuentran bajo de la caldera y esto promueve un riesgo de posible quemadura al operario. 2. Purga de Fondo Automatizada
El control automático con Válvula Válvula de Purga RTK PV 6291 se recomienda para satisfacer los requerimientos de la caldera y siempre dará mejor servicio que la operación sobre una válvula manual. Lo primero es definir por parte de la contratista de tratamiento de aguas, por cuantos segundos va a abrir la válvula y cuantas veces al día. Después de esto, se programa el controlador con estos datos y éste será el encargado de comandar la apertura y cierre de la válvula según los datos antes mencionados. Con esto estamos disminuyendo riesgos al operario de las calderas y estableciendo tiempos y frecuencias de purgas exactas que se cumplirán a cabalidad por poseer una purga de fondo automatizada. Esta purga automática también se lleva a cabo mediante la implementación de La válvula de purga de lodos, esta puede ser automatizada con un temporizador. Este temporizador abre la válvula a una hora específica y sostiene la apertura por un tiempo determinado. El uso de un temporizador asegura la operación automática (no operario) de esta tarea en tiempos adecuados.
Modelos de válvula de purga
Válvulas de globo modificadas y su uso principal es en ser servicio de vapor a alta presión para purgar la caldera cada cierto tiempo a fin de mantener una concentración satisfactoria. Valvula de purga de fondo automática mod. Pv6291, 3/4" - 2 1/2"
Valvula de purga de fondo con operación manual neumática, modelo PV6291 - RTK. Material del cuerpo: hierro fundido. Conexión:
1/2" - 2 1/2" / PN 40. Puerto
tipo: on - off (cono).
Válvulas de purga Swagelok
Presiones de servicio hasta 689 bar (10 000 psi) Temperaturas hasta 454°C (850°F) Materiales de acero inoxidable 316, acero al carbono, aleación 400 o aleación C-276
Componente
Materiales del cuerpo de la válvula Acero inox. 316
Vástago Cuerpo
Calidad/Especificación Calidad/Especificación ASTM Acero inox. 316 cromado!A276 Acero inox. 316/ A479 Acero inox. 316
Tomillo de tope trasero Tubo de venteo Acero inox. 316/A269 Lubricante
Acero
Aleación 400
Aleación B164
Aleación C-276
400/
Aleación 400
Aleación 400/ B165 Níquel antiagarrotamiento, antiagarrotamiento, portador de hidrocarburo
Aleación B574
C-276/
Instalación
Antes de su instalación, deberán ser limpiados de tierra, exceso de pintura, aceite, polvo o cualquier otro material que se encuentre en su interior o en las uniones. Estas se instalarán y calibrarán de acuerdo con las especificaciones especiales suministradas por el fabricante y las condiciones de operación definidas por ETAPA en los diseños. Mantenimiento
Tener correctamente limpia la tubería donde la válvula va a ser instalada, esta debe de estar libre de partículas de óxido, escorias gotas de soldadura, polvo y suciedad que se encuentran en su interior. La válvula o tubería debe de tener el soporte necesario para eliminar el esfuerzo y la fatiga de las conexiones. El mantenimiento de las válvulas debe ser frecuente, no sólo por el elevado coste sino por la función que realizan, si además tenemos en cuenta el trabajo al cual están sometidas, la protección debe ser buena, especialmente frente fr ente a la corrosión.
Valvula de purga modelo Cla-Val Eco 32-27
El modelo Cla-Val Eco 32-27 se utiliza para válvula de purga de una parte de la red. La programación se hace por rangos horarios definidos por la explotación. Para evitar la creación de depresiones en la red, la velocidad del fluido a través de la válvula está controlada. El modelo ClaVal Eco 32-27 está regulado mediante un controlador electrónico e-Timer. Entre sus características destacan: Funcionamiento automático y autónomo. Reglajes simples y mantenimiento fácil Materiales aprobados. Válvula para la purga continúa.
Con la válvula de purga continua se realiza el proceso de descarga de una cantidad ajustable de agua de la caldera de vapor, con lo que se eliminan: Materiales orgánicos. sales minerales en disolución. materiales en suspensión de carácter sólido. Con el proceso de purga continua se evitan los daños ocasionados por la corrosión y perforación. Peligros de explosión de la caldera. Se reducen las incrustaciones y sedimentos por la precipitación de sales cálcicas y magnésicas, que dificultan la transmisión térmica y que originan el innecesario y excesivo consumo de combustible. Empresa: Vyc Industrial, S.A.
Valvula continúa para la purga de fangos y lodos
El agua de la caldera contiene sales, cuya concentración aumenta por la continua evaporación. Si no se eliminan estas sales, al aumentar la densidad del agua de la caldera se forman burbujas y espumas. Para evitar la formación de incrustaciones calcáreas, es necesario un tratamiento adecuado del agua de alimentación, consecuentemente ciertas sales se ven alteradas produciendo impurezas que sedimentan en forma de lodos e incrustaciones, adheriéndose a las paredes o fondo de la caldera y a los tubos de combustión, conjuntamente con partículas de suciedad, restos de electrodos, ácido carbónico, oxígeno, etc. Ello origina un alto índice de corrosión que puede destruir la chapa de la caldera, ocasionando altos costes de mantenimiento como producir tensiones térmicas, originando grietas en la chapa y cordones de soldadura y entorpecer notablemente la Las características destacables son: accionando la palanca de derecha a izquierda se consigue una rápida y total apertura de la sección de desagüe. Los sedimentos, depositados en el fondo de la caldera, se remueven y son absorbidos por la repentina aspiración y arrastrados al exterior. Paso de descarga directo, lo que supone un elevado caudal y un bajo nivel de pérdida de la carga. Girando la palanca de izquierda a derecha se obtiene un cierre instantáneo, evitando pérdidas irremediables de agua y presión. Equipada con tornillo para el drenaje de los sedimentos. Su simplicidad constructiva asegura su buen funcionamiento. Empresa: Vyc Industrial, S.A.
CEH – CEDEX. CEDEX. Guía técnica sobre tuberías para el transporte de agua a presión. 6ª ed. Madrid: Ministerio de Medio Ambiente, 2009. 442 p. ISBN: 9788477904922
