Vàlvula de comporta de falca: Guia tècnica per a enginyers i compres

1. Què és una vàlvula de comporta de falca resilient?

La vàlvula de comporta de falca resilient és un membre avançat de lavàlvula de comporta de falcafamília. La seva característica principal és que el disc de la comporta està completament recobert o fet integralment d'un material elàstic (normalment cautxú EPDM) en lloc del disseny tradicional de segellat totalment metàl·lic. Aquesta construcció està pensada per proporcionar un segellat de tancament bidireccional fiable, evitant alhora els problemes comuns d'enganxament i funcionament d'alt parell que es troben a les vàlvules de comporta de falca rígida convencionals.

A diferència de les vàlvules de comporta de falca tradicionals amb seient metàl·lic, la comporta d'una vàlvula de comporta de falca resilient sol ser un cos de ferro dúctil amb un recobriment de cautxú EPDM totalment vulcanitzat que compleix amb els estàndards d'aprovació d'aigua potable. En tancar, la capa de cautxú elàstic fa contacte resilient amb el seient del cos de la vàlvula, en lloc d'un contacte rígid metall amb metall. Des dels anys vuitanta, les vàlvules de comporta de falca resilients s'han convertit en l'opció principal en les xarxes de tractament i distribució d'aigua, especialment per a mides de fins a DN600. Avui dia, els principals fabricants han ampliat la gamma fins a DN1000 o fins i tot DN1200.

Importància per a l'adquisició: Les vàlvules de comporta de falca resilient ofereixen avantatges clars en el subministrament d'aigua, el drenatge i el tractament d'aigües residuals. La superfície de segellat de goma resisteix eficaçment el desgast de les partícules del medi i no requereixen el solapat d'alta precisió de les cares de segellat metàl·liques, cosa que redueix els costos de fabricació i manteniment.

2. Com funciona una vàlvula de comporta de falca?

Una vàlvula de comporta de falca és una vàlvula multigir: la seva tija acciona la comporta mitjançant un moviment giratori roscat. La comporta es mou perpendicularment a la direcció del flux.

Seqüència operativa:

1.TancamentQuan es gira el volant o l'actuador en sentit horari, la tija mou la comporta cap avall. Les dues cares de segellat de la comporta en forma de falca estan dissenyades amb una part superior més gruixuda i una part inferior més prima. A mesura que la comporta descendeix cap als seients del cos, les superfícies de la falca generen una acció de falca forçada entre els seients. Aquesta acció converteix la força axial d'operació en pressió de segellat radial, aconseguint així un tancament hermètic. Aquest és un tipus de segellat forçat: la força de segellat prové principalment de l'accionament extern, no de la pressió de la línia.

2.OberturaLa tija gira en la direcció oposada, aixecant la comporta dels seients i obrint completament el pas de flux. Quan està completament oberta, la vàlvula de comporta ofereix un camí de flux recte i sense obstacles amb una resistència al fluid molt baixa i permet el pas dels vàlvules de la canonada.

3.Característiques de funcionamentCom que la tija requereix diverses voltes per completar la carrera completa, les vàlvules de comporta s'obren i es tanquen lentament. Aquesta característica inherent també ajuda a prevenir els efectes del cop d'ariet.

Nota importantLes vàlvules de comporta de falca estan dissenyades per a un servei completament obert o completament tancat. No s'han d'utilitzar com a vàlvules d'estrangulació. Una comporta parcialment oberta estarà subjecta a l'erosió i als impactes del fluid, cosa que pot danyar les cares de segellat i causar vibracions i soroll.

3. Classificació de les vàlvules de comporta de falca

Les vàlvules de comporta de falca es poden classificar segons diversos criteris:

3.1 Per construcció de disc de porta

Entre aquests, el disseny de falca flexible combina els avantatges dels discs rígids i dobles i és l'actual corrent principal per a les vàlvules de comporta de falca de diàmetre mitjà a gran.

3.2 Per configuració de la tija

• Tija ascendent (cargol exterior i jou)– La tija es mou amunt i avall amb el funcionament, proporcionant una indicació visual de la posició de la vàlvula.

•Tija no ascendent (cargol interior)– La tija gira sense moviment axial; la femella de la tija es mou amunt/avall. Apte per a aplicacions amb alçada d'instal·lació limitada.

3.3 Pel mètode d'actuació

Manual, elèctric, pneumàtic, hidràulic, etc.

3.4 Per tipus de connexió

Amb brides, soldadura a topall, tipus oblia, etc.

4. Diferències entre les vàlvules de comporta de falca i les vàlvules de comporta paral·lela

Les vàlvules de comporta es divideixen fonamentalment en tipus de falca i paral·leles segons la geometria de la comporta. Les seves principals diferències són:

Pauta de seleccióTrieu vàlvules de comporta de falca quan es requereixi una alta fiabilitat i un segellat bidireccional. Per a vapor sobreescalfat, aigua d'alimentació de calderes o altres serveis amb cicles tèrmics freqüents, les vàlvules de comporta paral·leles eviten el falcatge tèrmic i poden ser una millor opció.

5. Normes de disseny aplicables per a vàlvules de comporta de falca

El disseny, la fabricació i les proves de les vàlvules de comporta de falca han de complir una sèrie de normes tècniques rigoroses. Aquestes normes garanteixen la qualitat, la intercanviabilitat i la seguretat. A continuació es resumeixen les principals normes nacionals i internacionals perquè el personal d'enginyeria i compres les pugui consultar durant la selecció i l'acceptació.

5.1 Estàndards nacionals (GB) i industrials (JB) xinesos

Per al mercat nacional,Vàlvules de comporta de falcanormalment segueixen aquestes normes:

Anteriorment, el JB/T 1739-1992 (“Elements estructurals de les vàlvules: espaiament dels seients i dimensions de l'angle de la falca per a les vàlvules de comporta de falca”) tractava específicament els angles de la falca, però es va retirar el 2005. Avui dia, la selecció de l'angle de la falca es basa en les pràctiques de disseny individuals del fabricant i les condicions de servei reals.

5.2 Normes internacionals (API, ASME, AWWA, etc.)

Per a projectes d'exportació o dissenys estàndard americans, s'adopten habitualment els estàndards següents:

5.3 Estàndards dedicats per a vàlvules de comporta de falca resilient (indústria de l'aigua)

Per al subministrament i el drenatge d'aigua, l'Associació Americana d'Obres Hidràuliques (AWWA) ha desenvolupat una sèrie específica:

•ANSI/AWWA C509– Estàndard per a vàlvules de comporta amb seient resilient (3 polzades i més grans, fins a 250 psig). Especifica els requisits per al recobriment resilient (adherència segons ASTM D429), els segells de la tija, el tancament hermètic bidireccional a bombolles, etc.

•ANSI/AWWA C515– Estàndard per a vàlvules de comporta de falca resilient de ferro dúctil de gran diàmetre (normalment de 4 polzades i més), amb requisits estrictes de gruix de paret i materials.

•AWWA C111/A21.11– Norma per a unions amb junta de goma (mecàniques i d'encaix a pressió), aplicable a connexions mecàniques d'extrem.

5.4 Altres normes rellevants

5.5 Punts clau per a l'adquisició i l'acceptació

A l'hora de seleccionar i acceptar vàlvules de comporta de falca, el personal de compres ha de verificar els següents aspectes de compliment estàndard:

1.Confirmació de l'estàndard de disseny– Assegureu-vos que la vàlvula estigui dissenyada segons la versió estàndard correcta (per exemple, GB/T 12234, API 600 o AWWA C509) per al servei previst.

2.Dimensió cara a cara– Verifiqueu que la longitud de la vàlvula compleixi amb GB/T 12221 o ASME B16.10 per garantir la intercanviabilitat in situ.

3.Compatibilitat de brides– Confirmeu que la norma de brida (JB/T 79, GB/T 9113, ASME B16.5, etc.) coincideixi amb el sistema de canonades.

4.Revisió de l'informe de prova– Sol·liciteu informes de proves de fàbrica d'acord amb JB/T 9092 o API 598, incloent-hi els resultats de les proves de resistència de la carcassa, del seient posterior i de fuites del seient.

5.Certificats de materials– Per a vàlvules de comporta de falca resilients, obteniu el certificat del material de recobriment EPDM i els informes de les proves d'adherència.

6.Inspecció de marcatge– Verifiqueu que el marcatge del cos de la vàlvula compleix els requisits de la norma GB/T 12220 (fabricant, mida, material, classe de pressió, etc.).

6. Quin és l'angle de falca d'una vàlvula de comporta de falca?

L'angle de la falca és un dels paràmetres de disseny més crítics per a les vàlvules de comporta de falca, que afecta directament la fiabilitat del segellat, el parell de funcionament i l'adaptabilitat a la temperatura.

6.1 Valors comuns de l'angle de falca

L'angle entre cada cara de segellat i la línia central vertical (és a dir, l'angle de la falca) es tria normalment entre els següents valors estàndard:

•2°52′
•3°30′
•5° (el més comú)
•8°
•10°

Entre aquestes, 5° és la més utilitzada. Una vàlvula de comporta paral·lela es pot considerar com un cas especial amb un angle de falca de 0°.

6.2 Factors que influeixen en la selecció de l'angle de la falca

L'angle de la falca depèn principalment de la temperatura de funcionament del medi:

•Com més alta sigui la temperatura, més gran ha de ser l'angle; això redueix el risc d'encallament tèrmic (encallament) a causa de l'expansió tèrmica de la porta.

•Per a medis de baixa temperatura, sovint s'escull un angle petit, com ara 2°52′.

•Per a serveis d'alta temperatura, es prefereixen angles més grans (5°, 8° o fins i tot 10°).

6.3 Principis de disseny de l'angle de falca

L'angle de la falca no és arbitrari. La forma de la falca està pensada per generar una pressió de segellat mecànic addicional quan la vàlvula es tanca. Un angle més petit produeix una força de segellat radial més gran per al mateix recorregut axial, donant un tancament més fiable, però requereix una major precisió de mecanitzat i és més propens a la falca tèrmica. Un angle més gran, en canvi, permet un funcionament més suau i menys risc de bloqueig, però necessita una carrera de tancament més llarga per desenvolupar la mateixa força de segellat.

Com s'ha esmentat anteriorment, la norma especialitzada JB/T 1739‑1992 es va retirar el 2005. Actualment, la selecció de l'angle de la falca es basa en les normes de disseny de cada fabricant i les condicions de servei específiques.

7. Punts d'interès addicionals per a professionals d'enginyeria i adquisicions

7.1 Paràmetres tècnics típics per a vàlvules de comporta de falca resilient

•Classificacions de pressióEls valors habituals són PN16 (16 bar), 200 psi (13,8 bar) CWP, 300 psi (20,7 bar), etc.

•Rang de temperaturaEls tipus amb seient de goma solen estar limitats a temperatures d'entre -10 °C i +130 °C; els tipus amb seient metàl·lic poden suportar temperatures més elevades.

•Rang de midesDe DN50 a DN1000+.

•Materials del cos: Ferro colat, ferro dúctil, etc.

•Material de segellatCautxú EPDM (apte per a aigua potable).

7.2 Avantatges clau de les vàlvules de comporta de falca resilient

•Zero bidireccional-Tancament de fuites: la falca de goma resilient proporciona un segellat hermètic a les bombolles.

•Parell de funcionament baix– la fricció entre el cautxú i el metall és molt menor que la entre el metall i el metall.

•No s'enganxa– la falca resilient es pot deformar lleugerament, de manera que no s'encalla als seients com una falca rígida.

•Llarga vida útil– els materials resilients redueixen el desgast de les cares de segellat.

7.3 Recomanacions de contractació pública

1. Fes coincidir les condicions del servei– Trieu l'angle de falca adequat en funció de la temperatura del medi; per a aplicacions d'alta temperatura, considereu dissenys de falca flexible o de porta paral·lela.

2. Compliment estàndard– Confirmeu que el producte compleix les normes pertinents com ara EN 1074, BS 5163, AWWA C550, etc.

3. Protecció contra la corrosió– Comproveu el recobriment intern i extern (per exemple, pols d'epoxi fusionada – FBE).

4. Tipus d'actuació– Seleccioneu la tija ascendent/no ascendent, l'actuador manual/elèctric/pneumàtic segons els requisits de l'obra.

Vàlvules de comporta de falcaes troben entre les vàlvules d'aïllament més utilitzades en sistemes de canonades. La seva selecció implica múltiples consideracions tècniques, com ara el disseny del segellat, l'elecció de l'angle de la falca, la compatibilitat del material i el compliment de les normes. Esperem que aquest article proporcioni una referència valuosa tant per als professionals de l'enginyeria com per als de compres en la seva selecció de projectes i decisions de compra.