La distinción fundamental entre las válvulas de bola flotante y las válvulas de bola montadas en muñón- reside en qué componente ejecuta la acción de sellado.
En una válvula de bola flotante, la bola no está fijada rígidamente dentro de la cavidad. Cuando se aplica presión aguas arriba, la bola se desplaza aguas abajo, presionando contra el asiento para establecer el sellado. La pelota se mueve hacia el asiento.
En una válvula de bola montada en muñón-, la bola está asegurada en el centro mediante ejes de soporte superior e inferior, con su posición axial fija. La acción de sellado la realizan los asientos flotantes, que están pre-cargados por resortes y asistidos además por una presión media para mantener el contacto con la bola. El asiento se mueve hacia la pelota.
Esta distinción fundamental determina todas las diferencias posteriores en las condiciones de servicio aplicables, el rendimiento operativo y el costo general.
Clasificaciones de presión y tamaño
Las válvulas de bola flotante son adecuadas para servicios de presión moderada a baja, que generalmente no exceden la Clase 300 (PN40), con tamaños de orificio generalmente de hasta DN 200. A medida que aumenta la presión del sistema, el empuje transmitido desde la bola al asiento aguas abajo aumenta proporcionalmente. Más allá de los límites del material del asiento, la confiabilidad del sellado se ve comprometida y el par de operación aumenta drásticamente.
Las válvulas de bola montadas en muñón-están diseñadas para servicios de alta-presión, capaces de manejar clasificaciones desde Clase 600 hasta Clase 2500 (PN100 y superiores), con tamaños de orificio extensibles más allá de DN 2000. El empuje generado por la presión media sobre la bola es absorbido directamente por el cuerpo de la válvula a través de los soportes del muñón, por lo que los asientos solo están sujetos a la tensión de contacto necesaria para el sellado y no se ven afectados por la presión del sistema.
Par de funcionamiento
En el caso de las válvulas de bola flotante, el par de funcionamiento aumenta notablemente al aumentar la presión. En condiciones de alta-presión, la bola se fuerza firmemente contra el asiento y la fricción estática durante la apertura y el cierre es sustancial, lo que resulta en una operación más pesada.
Para las válvulas de bola montadas en muñón-, la bola está sostenida por cojinetes con bajos coeficientes de fricción y los asientos flotantes mantienen una presión controlada en la superficie de sellado. El par de funcionamiento sigue siendo bajo y en gran medida independiente de la presión del sistema.
Dirección de sellado
Las válvulas de bola flotante tienen una configuración de sellado uni-direccional. La fuerza de sellado se origina por la presión aguas arriba que actúa sobre la bola. Si se somete a presión inversa, la bola se aleja del asiento, lo que provoca fugas. Se requiere un estricto cumplimiento de las marcas de dirección del flujo durante la instalación.
Las válvulas de bola montadas en muñón-proporcionan sellado bi-direccional. Ambos asientos flotan de forma independiente, por lo que, independientemente de la dirección de la presión, el asiento correspondiente se fuerza contra la bola para formar un sello. Esto los hace adecuados para tuberías donde puede ocurrir un flujo inverso o se requiere un cierre bi-direccional-.
Costo de fabricación
Las válvulas de bola flotante presentan una configuración más simple con menos componentes, lo que resulta en menores costos de mecanizado y ensamblaje. Para especificaciones equivalentes, el precio de adquisición es sustancialmente más bajo que el de una válvula de bola montada en muñón-.
Las válvulas de bola montadas en muñón-incorporan componentes adicionales, incluidos ejes de soporte, cojinetes, conjuntos de asientos flotantes y resortes. La precisión requerida para el mecanizado y la complejidad del ensamblaje aumentan los costos de fabricación. Sin embargo, un precio de compra inicial más alto no necesariamente indica un costo total de propiedad más alto. En servicios de operación frecuente-de alta-presión, las válvulas de bola montadas en muñón-presentan un desgaste reducido e intervalos de mantenimiento extendidos, lo que hace que la economía general de su ciclo de vida sea superior.
Accesibilidad de mantenimiento
Las válvulas de bola flotante son de construcción sencilla, lo que permite un fácil desmontaje sin herramientas especiales. El mantenimiento de rutina puede ser realizado por el personal del sitio.
Las válvulas de bola montadas en muñón-involucran más componentes y un desmontaje relativamente complejo. Sin embargo, la mayoría de los diseños adoptan una configuración de entrada superior-, lo que permite el reemplazo del asiento y el sello sin retirar el cuerpo de la válvula de la tubería, lo que ofrece una ventaja para el mantenimiento en línea-.
Directrices de selección
Las decisiones de selección deben basarse en tres criterios principales:
Primero, determine el tipo de válvula según la clase de presión y el tamaño del orificio. Para servicios de Clase 300 o inferiores con tamaños de orificio que no excedan DN 200, una válvula de bola flotante es adecuada y rentable-. Para presiones superiores a la Clase 600 o tamaños de orificio superiores a DN 200, se recomienda una válvula de bola montada en muñón-. De lo contrario, no se puede garantizar el par de funcionamiento ni la vida útil del sellado.
En segundo lugar, verifique si el sistema requiere sellado bi-direccional. Si el proceso exige un cierre hermético-en ambas direcciones, o si es posible el flujo inverso, es obligatoria una válvula de bola montada-en muñón.
En tercer lugar, evalúe el costo total del ciclo de vida de manera integral. En aplicaciones de alta-presión y alto-ciclo, las válvulas de bola montadas en muñón-, a pesar de una mayor inversión inicial, pueden resultar más económicas a largo plazo debido a su buen funcionamiento, menor desgaste del asiento e intervalos de mantenimiento prolongados. La selección no debe basarse únicamente en el costo de adquisición.
Resumen
Las válvulas de bola flotante ofrecen una construcción simple y rentabilidad-para aplicaciones convencionales de presión moderada-y de diámetro pequeño-a-mediano-. Las válvulas de bola montadas en muñón-proporcionan una construcción robusta y una capacidad de alta-presión para servicios severos que involucran grandes tamaños de orificio y condiciones exigentes. La elección adecuada depende de hacer coincidir la configuración de la válvula con los parámetros de servicio, siendo la presión nominal y el tamaño del orificio los principales puntos de decisión, y la dirección del sellado como un factor determinante adicional.
