Grifo de gas de bola para instalación subterránea: características constructivas y de funcionamiento

El aislamiento oportuno de la sección del gasoducto donde ocurrió una falla es necesario para resolver rápidamente el problema. En tales situaciones, no se puede demorar. ¿Está de acuerdo? Usando un grifo de gas de bola para instalación subterránea, se puede cerrar rápida y perfectamente el medio transportado a través del gasoducto.

La instalación correcta y el uso adecuado del grifo de bola ayudarán a aumentar su vida útil y garantizarán una operación segura y de calidad del sistema de suministro de gas. Le contaremos todo sobre la construcción de este tipo de válvula de cierre. Analizaremos en qué se basa el principio de su funcionamiento.

Características y propósito de los grifos de bola

La industria petrolera, química o del gas es impensable sin válvulas de cierre. Las válvulas de cierre para tuberías, fabricadas con equipos modernos de alta tecnología, garantizarán la seguridad de todo el sistema.

Válvula de cierre del gasoducto – es un elemento obligatorio de la construcción. Estos dispositivos se utilizan tanto para tuberías de gas exteriores como para sistemas interiores.

El propósito de los grifos de gas de bola es bastante amplio:

• equipamiento de sistemas complejos a través de los cuales pasan medios agresivos y no agresivos;
• uso en tuberías ubicadas en lugares de difícil acceso;
• operación eficaz en caso de presión nominal de hasta 16 MPa, etc.

Al usar grifos de gas de bola, no es necesario construir un pozo de inspección ni una estructura de protección.

Si es necesario desmontar algún elemento, simplemente se corta una parte de los tubos de conexión. El obturador debe estar en posición abierta para no dañar la bola de cierre. El diseño del grifo no está destinado a regular el caudal del medio bombeado.

Durante cualquier trabajo de reparación en gasoductos, el obturador del grifo de bola debe estar abierto para que la estructura no se dañe por completo.

Si se requiere instalar un dispositivo de limitación en tuberías enterradas, lo más frecuente es utilizar válvulas de gas de bola con accionamiento por motor eléctrico, reductor o cilindros neumáticos. Si el diseño incluye accionamientos hidráulicos o neumáticos, se pueden controlar mediante fuentes externas o el medio transportado.

Para ello, en el cuerpo de la válvula de gas se realizan orificios a través de los cuales se realiza el acoplamiento del accionamiento. Para evitar que la estructura se rompa, el alargador del husillo se protege con una envoltura en forma de tubo vertical.

Además, este tubo se une a la parte superior del cuerpo de la válvula mediante bridas. Por lo general, las válvulas de cierre se instalan directamente donde se encuentra el equipo de gas.

La válvula de bola de gas se puede montar en un tramo de gasoducto solo después de la limpieza previa del interior de la tubería y las áreas adyacentes.

Al mismo tiempo, para cada fuente de consumo de gas se instala una válvula individual que garantiza el sellado de una tubería determinada. También se puede instalar una válvula adicional con válvula de bola en la entrada, que se encarga del cierre total del suministro de gas. Dicha instalación cumple con todos los requisitos necesarios del sistema de seguridad.

Válvulas de bola de gas permiten el flujo bidireccional de gas en la tubería. Dichos dispositivos se pueden instalar en tuberías de gas de cualquier diámetro. Se pueden utilizar en redes troncales, en la operación de almacenes y en el transporte de gas natural a largas distancias, etc.

Ventajas de usar un grifo de gas de bola

La válvula de bola diseñada para instalación subterránea es un dispositivo necesario para cerrar el flujo de gas en tuberías a presión colocadas en zanjas.

Estos dispositivos se utilizan tanto en entornos industriales como domésticos. Las válvulas de gas permiten un cierre rápido y completo del flujo del medio de trabajo. Su amplia difusión se debe a su fiabilidad, durabilidad, resistencia y costo relativamente bajo.

Si la válvula de gas se rompe, en caso de una emergencia no se podrá cerrar la tubería para aislar la rama dañada. Tampoco se podrá evitar la propagación del gas.

Las válvulas de bola están fabricadas con materiales de alta resistencia, resistentes a la corrosión e inertes a medios agresivos. En la producción se utilizan aleaciones que soportan sin problemas ni deformaciones todo tipo de daños mecánicos.

Los productos poseen una alta resistencia al desgaste independientemente de las condiciones de uso. Las válvulas de bola de gas pueden mantener sus propiedades tecnológicas durante mil (o más) ciclos sin que se produzcan fallos.

Además, la temperatura del medio en movimiento y del ambiente puede ser prácticamente cualquiera. Se ha determinado experimentalmente que las válvulas de bola de gas pueden soportar temperaturas de -60 a +80 grados. La mayoría de las válvulas de gas pueden durar mucho más de lo indicado por el fabricante.

Las válvulas de bola se caracterizan por su simplicidad de construcción, por lo que no requieren reparación ni mantenimiento constantes, a diferencia de los sistemas complejos.

El cierre de la válvula de bola de gas tiene forma esférica y cuenta con un orificio por el que pasa el gas a través de las tuberías. El diámetro del orificio se selecciona según las dimensiones de la tubería. El ajuste de la capacidad de paso de la línea se logra gracias a la posibilidad de girar el mecanismo de cierre alrededor de su eje.

En la posición de trabajo, el cierre se sitúa perpendicular a la tubería y se puede cerrar fácilmente con las manos, girando ligeramente la manija. Al girar 90 grados, el lado con el orificio pasante se convierte en una superficie maciza.

Con un giro menor, la tubería se cerrará parcialmente. Pero los fabricantes recomiendan no dejar la válvula en estado semiabierto, ya que esto provoca un mayor desgaste abrasivo del dispositivo.

En posiciones intermedias, debido a la velocidad excesiva del flujo del medio bombeado, los anillos de asiento de sellado pueden dañarse por completo o deformarse parcialmente. Esto puede provocar posteriormente averías graves en la válvula, su reparación o sustitución.

El cuerpo del producto se caracteriza por una alta estanqueidad. El uso de metales y aleaciones especiales en la construcción ayuda a reducir el peso de la estructura. Esta válvula de cierre para tuberías de gas se puede instalar fácilmente en lugares de difícil acceso.

En caso de cualquier avería, la válvula de bola de gas se puede reparar fácilmente con medios improvisados, sin dañar los demás elementos del sistema.

El uso de válvulas de gas de alta calidad con cierre de bola es económicamente ventajoso. Estos dispositivos tienen un enorme margen de resistencia y pueden funcionar adecuadamente sin necesidad de reemplazo durante muchos años.

Esto es especialmente cierto para las válvulas de bola de gas de fabricantes reconocidos y probados. Además, se puede comprobar la calidad de cualquier válvula verificando los certificados de conformidad que avalan la calidad del producto.

Estructura típica de un grifo de gas de bola

Las válvulas de bola para instalación subterránea de diferentes marcas tienen una estructura aproximadamente similar. La construcción de los productos está determinada por sus características operativas y su propósito.

Una válvula de gas estándar para instalación en tuberías subterráneas consta de:

• un cuerpo hermético, generalmente fabricado en latón o acero;
• una bola de cierre que posteriormente bloquea el suministro de gas (por este elemento la válvula se llama de bola);
• un asiento que se encarga de que la bola de cierre no se desplace;
• un tramo de tubo de conexión con una rosca especial, que posteriormente se suelda a la tubería;
• la parte del cuello, necesaria para el paso del vástago;
• el vástago de conexión alargado;
• arandelas de contraindicación;
• piezas responsables de la estanqueidad de la construcción (junta tórica, resorte, anillo y brida, fabricados de materiales suaves y resistentes, por ejemplo, caucho de etileno propileno);
• manija de material resistente con recubrimiento de policloruro de vinilo, mediante la cual se controla todo el producto, y tuerca que la fija;
• tope o limitador del recorrido de la manija.

En la fabricación de los componentes del producto se utiliza acero aleado e inoxidable, con altas propiedades anticorrosivas. Para el sellado de las piezas se utiliza fluoroplasto elástico. Gracias a este polímero, la estructura se vuelve resistente al agua.

El fluoroplasto garantiza la estanqueidad del acoplamiento, un enroscado suave y un fácil desmontaje. Este material posee una alta resistencia a todo tipo de medios agresivos, y sus excesos se expulsan con suavidad al apretar la rosca.

El fluoroplasto pertenece a los polímeros fluorados (plásticos de ingeniería), que se caracterizan por su alta resistencia térmica, inercia química, suavidad, fluidez y seguridad ecológica.

Gracias a las características de su estructura, la posición cerrada de la válvula garantiza el sellado completo de la tubería. La válvula en sí se distingue por su tamaño reducido, lo que simplifica considerablemente su instalación. Durante el montaje, se permite tanto la conexión soldada como la roscada.

Además, la rosca en el extremo del tubo no debe ser más larga que la rosca de la válvula, ya que de lo contrario, después de apretar la unión roscada, el extremo del tubo presionará contra los anillos de sellado, causando daños prematuros a la válvula.

La válvula de gas de bola se puede instalar junto con la tubería en cualquier posición que, posteriormente, pueda garantizar la máxima comodidad en la operación y un acceso rápido a la zona problemática.

Cuerpo del grifo para instalación subterránea

El cuerpo de la válvula se fabrica generalmente de acero aleado, al carbono e inoxidable, o de latón. Los productos de latón son más caros que las válvulas de acero. Sin embargo, tanto el latón como el acero no se corroen, por lo que la vida útil de los dispositivos fabricados con ellos se multiplica.

El material del que está hecha la válvula de gas de bola se indica en la documentación adjunta al producto, que se puede consultar al comprar la construcción.

El latón y el acero aleado se caracterizan por un alto nivel de plasticidad. Sin embargo, no son capaces de soportar una acción mecánica fuerte y prolongada. Por esta razón, se recomienda proteger el mecanismo de cierre contra golpes y fricción.

La propia estructura del cuerpo de la válvula de gas depende de los siguientes factores:

• método de fabricación;
• de los desarrollos internos de una oficina de diseño específica;
• del carácter de las normas aplicadas (TU, GOST, OST o cualquier directiva europea).

El más resistente, capaz de soportar cualquier carga, se considera el cuerpo totalmente metálico no desmontable. Primero se mecaniza en una máquina, se funde en un encofrado mediante fuerza centrífuga y luego se suelda con piezas adicionales.

También el cuerpo de la válvula puede constar de dos mitades verticales o de tres elementos. El cuerpo desmontable de 2-3 partes es más conveniente para el mantenimiento y puede reutilizarse después del desmontaje, pero es menos hermético.

Además, los cuerpos de las válvulas de bola se dividen en de paso total y de reducción. En el primer caso, los diámetros de la válvula y la tubería coinciden completamente, lo que garantiza una resistencia hidráulica mínima. En el segundo caso, las boquillas se reducen en un tamaño estándar, lo que permite controlar el flujo del medio de trabajo.

Independientemente del material del que esté hecho el cuerpo de la válvula de bola de gas, debe recubrirse con agentes protectores especiales contra ambientes agresivos. Para estos fines se utilizan diversas sustancias químicas.

La aplicación de recubrimientos protectores permite utilizar válvulas de bola en cualquier red de tuberías con diferentes rangos de temperatura y presión barométrica.

En primer lugar, se encuentra la pintura acrílica, que se distingue por sus propiedades de aislamiento eléctrico. Protege los productos de corrientes inducidas y parásitas. En segundo lugar, para proporcionar propiedades anticorrosivas a la válvula, se recubre con materiales de pintura polimérica.

En tercer lugar, el cuerpo de la bola puede recubrirse con pintura de alquitrán de hulla a base de epoxi. Dicha pintura se caracteriza por una alta resistencia a la corrosión y resistencia a diversos daños mecánicos. En cuarto lugar, para proteger la válvula cuando se instala directamente en el suelo sin pozo, se utiliza un recubrimiento de espuma de poliuretano.

Mecanismo de cierre del grifo de bola

Al elegir una válvula de bola, se debe prestar especial atención a su elemento de cierre: la bola o esfera. La bola debe ser lisa y brillante. La mayoría de las veces, la esfera está hecha de latón y recubierta con un costoso revestimiento de níquel y cromo.

El latón es una aleación a base de cobre y zinc, que tiene un color atractivo y se presta bien al conformado por presión, sin embargo, el material pierde sus propiedades anticorrosivas en caso de tratamiento a alta temperatura.

Verificar la calidad de la esfera de cierre es bastante fácil. Para ello, se puede comprobar con un imán. Si el imán se adhiere a la esfera, indica que está hecha de acero destinado a uso eléctrico.

La bola de acero de una válvula de gas subterránea se oxida rápidamente y no puede funcionar durante mucho tiempo en un ambiente húmedo. En cambio, la bola de latón no será atraída por el imán.

Manija del grifo de gas

La comodidad de uso de una válvula de bola depende de la forma de su manija o mango. Los productos más comunes en el mercado son aquellos con manija en forma de mariposa (butterfly) o de palanca. La palanca es más funcional, por lo que, si es posible, se debe comprar una válvula de gas con este tipo de manija.

La manija de palanca es especialmente cómoda si la válvula no se ha usado durante mucho tiempo y se necesita aplicar fuerza para girarla. Las válvulas de gas siempre se fabrican con manijas verdes. No se recomienda repintarlas.

Variedades de grifos de gas de bola

En los gasoductos modernos se utilizan válvulas de gas de tres tipos más comunes, clasificados según el tipo de conexión a las tuberías. Estos son roscados, bridados y soldados. Las válvulas de gas roscadas o de acoplamiento tienen un diámetro pequeño. La mayoría de las veces se instalan en tuberías de gas para locales comerciales, viviendas particulares y objetos similares.

La conexión con el gasoducto se realiza mediante la rosca. No se debe apretar demasiado la unión roscada entre la válvula de bola de gas y la tubería, ya que podría provocar la rotura del cuerpo del producto.

Las válvulas de bola de gas bridadas se utilizan en gasoductos de gran diámetro, ya que son capaces de soportar una alta presión del medio de trabajo.

Las válvulas bridadas se conectan a las tuberías mediante bridas con pernos. Tanto los productos roscados como los bridados son desmontables, es decir, se pueden desmontar, trasladar a otro lugar y volver a instalar en otro punto de la tubería.

Las válvulas soldadas se conectan a los gasoductos mediante soldadura, es decir, no se pueden desacoplar de las tuberías sin dañar la estructura. El diámetro de los accesorios soldados varía de 10 a 70 mm. Las válvulas de gas soldadas son herméticas y fiables. No requieren mantenimiento regular, por lo que gozan de gran popularidad.

Reglas generales de funcionamiento

Las reglas básicas de uso de una válvula de gas son bastante simples y predecibles. La válvula se cierra girando la manija 90 grados en el sentido de las agujas del reloj y se abre girando también 90 grados, pero en sentido contrario. Si la manija está perpendicular al eje de la válvula, indica que está cerrada. Una posición paralela significa que la válvula está abierta.

El medio de trabajo que pasa a través de esta válvula no debe contener elementos demasiado duros ni impurezas sólidas que puedan dañar la superficie pulida de la bola de cierre. Si es posible que partículas sólidas entren en la válvula de bola, se debe instalar un filtro de malla antes de la válvula.

El propio obturador de bola debe abrirse y cerrarse periódicamente para que en el futuro pueda girarse fácilmente en cualquier dirección.

Está permitido abrir y cerrar la válvula de gas solo con la manija fabricada de fábrica, y está prohibido alargarla por cualquier medio.

La válvula de bola debe manejarse con una manija estándar. No debe utilizar palancas especiales que puedan alargar dicha manija. La apertura y el cierre de la válvula deben realizarse lo más lentamente posible para evitar la aparición de golpes de ariete.

La presión y la temperatura en la zona de instalación de la válvula de bola no deben superar la presión de trabajo. En la mayoría de los diseños, no se permite el uso de válvulas de bola con la misma temperatura y presión nominal.

La válvula de bola requiere una limpieza periódica del óxido y el polvo, así como el apriete de las roscas. De acuerdo con las recomendaciones de los fabricantes, esto debe hacerse cada seis meses.

Al instalar tuberías, se debe prever una estructura de sujeción de las mismas que evite la posibilidad de una acción mecánica externa sobre la válvula, teniendo en cuenta las cargas axiales, radiales o de torsión.

Está prohibido reparar o realizar el mantenimiento de una válvula de bola que se encuentre bajo presión. Para un funcionamiento adecuado, la sección de la tubería necesaria debe limpiarse previamente. Durante la limpieza del sistema, las válvulas de bola deben abrirse y cerrarse varias veces.

¿Cómo identificar una falsificación?

Antes de instalar una válvula de bola de gas, debe verificar su documentación de conformidad para la tubería indicada y asegurarse de que el dispositivo no sea una falsificación. La válvula de gas falsificada es bastante común en el mercado. Al comprar una válvula de bola de gas, debe estar atento para distinguir el producto original del falso. Para ello, puede seguir algunos consejos.

Uno de los principales criterios de calidad de una válvula de bola de gas es su precio, ya que un producto que cumple con todas las normas internacionales y nacionales no puede ser barato.

Para engañar a los compradores, los vendedores pueden falsificar la documentación adjunta (certificados, declaración, ficha técnica del producto). Las válvulas de gas de marca son algo más caras, por lo que este tipo de engaño es común en el mercado.

Además, los siguientes indicios señalan una falsificación:

1. Superficie irregular de la válvula, con microfisuras y holguras visibles.
2. Enturbiamiento del espacio de la bola.
3. Uso de siluminio o zinc como material del cuerpo.

Pero determinar a simple vista la composición exacta del material utilizado es extremadamente difícil. Para ello se realizan numerosos análisis químicos, que no pueden realizarse fuera de un laboratorio en un período de tiempo limitado.

Por lo tanto, al comprar una válvula de bola, debe solicitar el certificado de calidad del producto, el certificado higiénico o la declaración de conformidad. En Rusia, las válvulas de bola de gas deben cumplir con los requisitos de GOST R 9544-2005 y GOST 21345-2005, 28343-89, 23941-2002. También en los certificados pueden indicarse referencias a otros actos normativos y estándares de calidad.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Sobre las particularidades de la selección de una válvula de bola de gas para trabajos subterráneos se habla en el video que se muestra a continuación:

Cualquier gasoducto debe equiparse con un mecanismo de cierre confiable, especialmente si las tuberías están tendidas por debajo de la superficie diurna. La válvula es necesaria durante una emergencia para aislar secciones individuales de la tubería y para realizar reparaciones en la línea en caso de averías particulares. Protegerá de situaciones amenazantes y consecuencias catastróficas.

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