Dispositivos de cierre en gasoductos: tipos de válvulas de cierre y particularidades de su montaje

No es un secreto para nadie que los sistemas de distribución de gas en pueblos, así como en edificios de apartamentos y casas particulares, son una fuente constante de peligro. La más mínima fuga del combustible azul puede causar problemas graves, incluso una explosión. Y estará de acuerdo en que, para evitar esto, es extremadamente importante vigilar atentamente y constantemente el estado de las tuberías de gas y los accesorios en ellas.

Uno de los principales elementos de cierre aquí es la válvula de compuerta o el grifo, que desconectan el gas en la tubería cuando es necesario. Y para que estos dispositivos de cierre en los gasoductos funcionen correctamente, se debe abordar su selección e instalación con toda la atención. A continuación, analizaremos todos los tipos de dicho equipo y las reglas de su montaje.

Tipos de dispositivos de cierre para gas

Los accesorios para gasoductos pueden ser: de cierre, de seguridad, de emergencia y de acción inversa. Para el corte manual del gas se utiliza la primera variante de los dispositivos considerados.

Se instalan en las tuberías para, en caso necesario, cerrarlas rápidamente y detener el suministro de metano o propano en un tramo determinado de la red de gas.

Está prohibido utilizar grifos, válvulas y compuertas de agua para cerrar el gas natural. Los dispositivos de cierre considerados deben estar diseñados para trabajar con el ambiente gaseoso y los hidrocarburos licuados.

La válvula de cierre en los gasoductos se instala en forma de:

• válvulas de compuerta;
• válvulas;
• sellos hidráulicos;
• válvulas.

Cada una de estas opciones está diseñada para su propia sección y tipo de tubería de gas. Por ejemplo, en los gasoductos de baja presión se instalan compuertas, válvulas o cierres hidráulicos, mientras que en las líneas principales de alta presión se utilizan principalmente solo compuertas. Y las válvulas de paso se usan muy raramente.

Las válvulas de cierre también se dividen en dispositivos:

• manuales;
• automáticos de acción rápida.

Los primeros generalmente se usan donde la velocidad de cierre de la tubería no es demasiado relevante. Y los segundos, con accionamiento magnético o neumático, están diseñados para el cierre rápido del gas en caso de accidentes y detección de fugas.

Opción n.º 1 – válvulas de compuerta de cuña

Los dispositivos de cierre más comunes en el caso de los gasoductos son las válvulas de compuerta con un obturador que se mueve en su interior paralelo al flujo del medio de trabajo. Consisten en un cuerpo, una tapa con válvula, un vástago y un obturador interior en forma de cuña.

Las válvulas de compuerta en cuña se utilizan en gasoductos interiores y exteriores, por lo que se fabrican con DN 25, 50, 150, 350 y 600

Las válvulas de compuerta en cuña se dividen en dos subtipos:

1. Con vástago no ascendente.
2. Con vástago ascendente.

La primera variante de estos dispositivos de corte está diseñada para instalarse en gasoductos subterráneos en pozos especiales. Es más pequeño en dimensiones y generalmente está equipado con un accionamiento eléctrico para controlar remotamente el flujo de gas en la línea principal.

La segunda variante es más duradera y fácil de operar. El vástago ascendente no está expuesto al medio de trabajo y dura más. Además, todo el mecanismo de tornillo en este dispositivo está a la vista y accesible para reparación.

Entre las ventajas de las válvulas de compuerta:

• simplicidad máxima del dispositivo de cierre;
• baja resistencia hidráulica;
• dimensiones reducidas en altura y longitud.

Su principal desventaja es la reducción de la estanqueidad del obturador en caso de obstrucción y/o desgaste de los sellos.

El vástago ascendente es más práctico y duradero, pero cuando la válvula está completamente abierta, se eleva mucho sobre ella y ocupa mucho espacio.

Si el gasoducto tiene una presión de trabajo de hasta 6 kgf/cm², entonces se instalan válvulas de compuerta en cuña de hierro fundido gris. Y si la presión interna es superior a 6 kgf/cm², se utilizan análogos de acero o hierro fundido maleable.

Opción n.º 2 – grifos de macho

Las válvulas de macho tienen en su interior un tapón metálico que gira alrededor de su eje, ajustado herméticamente al asiento. Al abrir el dispositivo de cierre con la manija a 90⁰ con respecto al flujo de gas, el tapón no obstruye su paso a través de la válvula, pero al cerrarlo, bloquea completamente la tubería.

Las válvulas de macho se fabrican de:

• latón;
• bronce;
• hierro fundido gris;
• acero.

Para gasoductos interiores y para conectar/desconectar aparatos de gas, se recomienda usar llaves de paso de latón o bronce. Debido a su alta resistencia a los impactos mecánicos y a sus mejores propiedades anticorrosivas, durarán mucho más que otras opciones.

Si el gasoducto tiene un diámetro superior a 25 mm, generalmente se instalan llaves de paso de hierro fundido, ya que son más baratas. Y en sistemas de alta presión se utilizan dispositivos de acero.

Las llaves de paso de mejor calidad para gasoductos se fabrican de bronce o latón. Son caras, pero muy duraderas y prácticamente eliminan la aparición de chispas al golpear un objeto metálico contra la válvula.

Entre las ventajas de las llaves de paso de cierre:

• baja resistencia hidráulica;
• dimensiones reducidas;
• posibilidad de conectar un accionamiento eléctrico para la automatización;
• rapidez de apertura/cierre (basta con girar el mango 90⁰);
• simplicidad del dispositivo.

Sin embargo, estas válvulas se caracterizan por una baja estanqueidad en estado cerrado cuando la presión del gas en las tuberías es alta. Además, con una mala lubricación, el tapón suele «adherirse» al cuerpo. Y para despegarlo, es necesario aplicar un esfuerzo considerable, lo que afecta negativamente la vida útil de la válvula.

Según el método de conexión, las válvulas se dividen en de brida, de espiga y roscadas (acopladas). Además, las últimas están prohibidas por las normas GOST para su instalación en gasoductos subterráneos, ya que pueden provocar fugas de gas.

También existen válvulas de bola. Se fabrican en D_N de 50 a 1400 y están diseñadas para tuberías principales. En las redes interiores de las viviendas se usan raramente debido a su alto costo y construcción más compleja.

Opción n.º 3 – sellos hidráulicos

En los hidrocierres se utiliza agua corriente como elemento de cierre. Esta válvula está diseñada para instalarse en gasoductos subterráneos de baja presión y exclusivamente por debajo del nivel de congelación del suelo. Se caracteriza por su alta fiabilidad, pero es bastante compleja en mantenimiento.

A diferencia de las compuertas, los hidrocierres pueden instalarse directamente en la tubería sin necesidad de construir un pozo.

Los hidrocierres suelen instalarse en las derivaciones de la tubería principal hacia algún objeto y en las entradas a los edificios. Son duraderos y muy fiables. Sin embargo, este tipo de válvula solo permite cerrar completamente el gas, no regular su flujo.

Colocación de válvulas de cierre en la tubería

Antes del montaje en el sistema de gasoductos, las válvulas y compuertas se someten a una inspección externa, lubricación, verificación de juntas y prueba de estanqueidad. Además, la ubicación para la instalación del dispositivo de cierre en el gasoducto se selecciona de acuerdo con las recomendaciones de SP 42-101-2003.

La instalación de dispositivos de cierre en el gasoducto se realiza de forma subterránea – en un pozo o directamente en el suelo, o de forma aérea – en armarios no combustibles, en paredes o tuberías.

El montaje de la válvula de cierre se realiza de manera que pueda ser inspeccionada, mantenida y, si es necesario, desmontada.

El lugar para insertar el dispositivo de cierre en el gasoducto se selecciona:

• en las derivaciones de la tubería principal – fuera del territorio del consumidor y a no más de 100 m del gasoducto de distribución;
• en presencia de tuberías paralelas – a una distancia que permita el mantenimiento de ambos dispositivos;
• en las salidas y entradas de la GRP – a una distancia de 5 a 100 metros del punto;
• al cruzar el gasoducto con una LEP aérea – fuera de su zona de seguridad;
• en las paredes de casas particulares – al menos a medio metro de las aberturas de puertas y ventanas;
• cerca de la cocina de gas – en el lateral del tubo, al nivel del conector de conexión, a una distancia de 20 cm o más de la cocina;
• junto a la cocina de gas o al calentador con distribución superior – a una altura de 1,5 m sobre el suelo.

Si la válvula se monta a una altura superior a 2,2 m, se debe proporcionar una escalera metálica y/o una plataforma a ese nivel.

Si se realiza la instalación de pozos, estos deben fabricarse con materiales de construcción incombustibles. Son adecuados la piedra, el ladrillo, el hormigón, etc. Pero nada de madera o plástico.

Para gasoductos internos y externos aéreos con tuberías de acero y polietileno, utilizados para gas natural y GLP en fase vapor con presión hasta 0,005 MPa, se recomiendan válvulas de bola comunes.

El sellado de las conexiones con bridas debe realizarse con las siguientes juntas de:

• paronita – a presión hasta 1,6 MPa;
• caucho resistente a aceites y gasolina – a presión hasta 0,6 MPa;
• aluminio – a cualquier presión;
• cobre – a cualquier presión (excepto en gasoductos con gas sulfuroso);
• polietileno de alta y baja densidad, fluoroplástico – a presión hasta 0,6 MPa.

Cabe destacar que las conexiones con bridas de tipo rectangular y cuadrado son bastante difíciles de mecanizar y es difícil garantizar un sellado confiable de la unión, por lo que es mejor dar preferencia a las conexiones con bridas de forma redonda.

Los dispositivos de cierre se instalan obligatoriamente:

• en la entrada al edificio;
• antes de una instalación exterior que consume gas;
• en la entrada y salida del punto de regulación de gas (PRG);
• en derivaciones sin salida largas;
• en las ramificaciones desde la línea principal hacia un poblado, barrio o empresa;
• al cruzar tuberías por vías férreas y carreteras, así como barreras de agua.

Todos los grifos giratorios instalados deben tener un limitador de giro de la manija a 90⁰, y las compuertas deben tener un indicador del grado de apertura.

Y todos los dispositivos con un diámetro de hasta 80 mm deben tener una marca en el cuerpo que indique la dirección del flujo de gas.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Tecnología de funcionamiento de las válvulas de regulación y cierre:

Película sobre dispositivos de cierre para gasoductos:

Las válvulas de cierre para gasoductos se diferencian por su diseño, material de fabricación y tipo de conexión. En los gasoductos internos se recomienda instalar grifos de corcho comunes, y para tuberías principales de gran diámetro son más adecuados los sellos hidráulicos y las compuertas. El lugar de instalación de dichos dispositivos se selecciona de acuerdo con las reglas generales para el diseño y construcción de sistemas de distribución de gas.

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