Guía de selección de válvulas de bola

Figura 1: Vista en sección de una válvula de bola

Una válvula de bola es una válvula de cierre que utiliza una bola giratoria con un orificio para controlar el flujo de un líquido o gas. La bola giratoria gira un cuarto de vuelta (90°) alrededor de su eje para permitir o bloquear el flujo a través de la válvula. Estas válvulas se prefieren sobre todo por su mayor vida útil y su propiedad de sellado fiable. Hay muchas opciones disponibles en el mercado cuando se trata de la selección de válvulas de bola. Sin embargo, la amplia gama de operaciones, el tipo de conexión, la función del circuito, el material de la carcasa y muchos otros criterios hacen que el proceso de selección de válvulas sea complejo. Este artículo le guiará a través del proceso de selección de la válvula de bola.

Selección de válvulas de bola en línea

Paso 1: Tipo de operación:

La válvula de bola se puede accionar de forma manual, eléctrica o neumática. Los diferentes métodos de accionamiento tienen sus ventajas e inconvenientes.

Manual: Debería elegir una válvula de bola manual si tiene un presupuesto bajo, si no hay electricidad o aire comprimido en la instalación o si no se necesita automatización. Si la válvula de bola debe encenderse/apagarse con frecuencia o el sistema debe ser automatizado, no debe utilizarse una válvula de bola manual.

Automático: Decidir entre una válvula de bola eléctrica y una neumática puede ser difícil. Por lo general, depende de lo que se disponga en el lugar de la instalación (electricidad o aire comprimido) y del par necesario (las válvulas de bola neumáticas tienen un par mayor, por lo que la neumática se utiliza para válvulas de mayor tamaño). Las válvulas de bola eléctricas tienen un coste inicial más elevado pero un coste de funcionamiento más bajo en comparación con las válvulas de bola neumáticas. Para un desglose más detallado, lea nuestro artículo sobre válvulas de bola eléctricas y neumáticas.

Paso 2: Función del circuito

Las válvulas de bola pueden tener funciones de circuito de 2, 3, 4 o 5 vías según el número de puertos.

válvulas de bola de 2 vías: son las válvulas de bola más comunes. Estas válvulas proporcionan un flujo recto de entrada a salida.
válvulas de bola de 3 vías las válvulas de bola de 3 vías tienen tres puertos y están disponibles con un orificio en L o en T. Las designaciones L y T se refieren al diseño del orificio interno, que determinará la dirección del flujo. Una válvula de bola de 3 vías con un puerto T o L permite mezclar, distribuir o redirigir la dirección del flujo para diferentes aplicaciones. Esto hace que esta válvula sea adecuada para aplicaciones de calefacción o refrigeración de agua, productos químicos y aceites.
válvulas de bola de 4 vías las válvulas de bola de 4 vías no son tan comunes como las de 2 y 3 vías, pero es importante conocer las variaciones. Una válvula de bola de 4 vías suele estar disponible en cuatro variantes diferentes: Puerto L, puerto T, puerto X (puerto LL) y recto.
válvulas de bola de 5 vías: están disponibles como válvulas con doble paso en L perpendicular; estas válvulas de 5 vías son poco frecuentes.

Lea nuestro artículo sobre el funcionamiento del circuito de las válvulas de bola para saber más sobre este tema.

Paso 3: Material de la Carcasa

El material de la carcasa de la válvula debe ser compatible con el medio fluido utilizado para la aplicación. Los materiales más comunes y sus características son:

Latón

Adecuado para medios neutros y no corrosivos.
El latón es versátil, duradero y resistente a las altas temperaturas.
No es adecuado para el agua salada (agua de mar), el agua destilada, los ácidos y los cloruros.

PVC

Adecuado para medios corrosivos como el agua de mar, la mayoría de los ácidos y bases, soluciones salinas y disolventes orgánicos.
No es resistente a los hidrocarburos aromáticos y clorados.
El rango de temperatura y presión es inferior al del latón y el acero inoxidable.

Acero inoxidable

Muy buena resistencia química general a casi cualquier medio.
Muy resistente a la abrasión y a las altas temperaturas y presiones.
No es adecuado para el ácido clorhídrico, los cloruros, el bromo y la lejía. Por otra parte, el agua de la piscina tiene una baja concentración de cloruro, por lo que el uso de acero inoxidable aquí es posible.

Paso 4: Sello

Las válvulas de bola tienen dos juntas. Anillos de asiento, que están alrededor de la bola en la entrada y la salida, y una junta tórica para sellar el vástago. Normalmente, los anillos del asiento son de PTFE. Para ambas juntas, el material de la junta debe ser compatible con el medio fluido que se utilice para la aplicación. Los materiales más comunes y sus características son:

EPDM

El EPDM es muy adecuado para el agua, el vapor, las cetonas, los alcoholes, los líquidos de frenos y los ácidos/alcalinos en bajas concentraciones.
Excelente resistencia a las influencias meteorológicas y al ozono.
Rango típico de temperatura de funcionamiento entre -10° y 130°C.

FKM (Viton)

El FKM tiene una excelente resistencia química general a los aceites y disolventes, como los halocarbonos alifáticos y aromáticos, los ácidos y los aceites animales y vegetales.
Rango típico de temperatura de funcionamiento entre -10°C y 120°C.
Tiene buenas propiedades mecánicas, resistencia a la compresión y es adecuado para altas temperaturas (no para agua caliente/vapor).

NBR

El NBR tiene una buena resistencia a la compresión, al desgarro y al desgaste.
Compatible con productos petrolíferos, disolventes y alcohol.
Temperatura típica de funcionamiento hasta 80°C.

PTFE (teflón)

El PTFE es resistente a casi todos los fluidos.
El PTFE es relativamente duro, lo que lo hace adecuado para presiones y temperaturas de funcionamiento más elevadas.
Rango típico de temperatura de funcionamiento entre -30°C y 180°C.

Polioximetileno

El POM es adecuado para aplicaciones de alta presión y baja temperatura.

CSM (Hypalon)

El Hypalon destaca por su resistencia a los productos químicos, las temperaturas extremas y la luz ultravioleta.

Paso 5: Tipo y tamaño de la conexión

Existen diferentes tamaños y tipos de conexiones de válvulas de bola para conectarlas a un sistema. Los más comunes son:

Válvula de bola estándar/roscada: Lasconexiones roscadas son el tipo de conexión más común y se utilizan en una amplia gama de aplicaciones de temperatura y presión.
Válvula de bola con bridas: Estas válvulas de bola tienen una conexión con bridas para unir el puerto al sistema de tuberías. Estas válvulas suelen utilizarse en tuberías de mayor tamaño. La elección de una válvula de bola con brida requiere tener en cuenta los valores nominales de presión y la clase de compresión de la brida, que indica la presión más alta que puede soportar.
Válvula de bola soldada: En la conexión soldada, la válvula de bola se suelda directamente a la tubería. Este tipo de conexión es adecuado para aplicaciones en las que se requiere una fuga cero.
Válvula de bola de unión verdadera: Estas válvulas tienen una conexión de enchufe para disolventes en cada puerto. La parte central de la válvula puede desmontarse y retirarse fácilmente mientras se instala la válvula. Esto es adecuado para la reparación y el mantenimiento rápidos en el sistema de flujo.

Para saber más sobre los tipos de conexión de las válvulas de bola , lea nuestro artículo técnico sobre los tipos de conexión de las válvulas de bola.

Paso 6: Coeficiente de flujo (Kv)

El coeficiente de caudal, o valor Kv, se expresa como el caudal en^m3/h de agua a 20°C con una pérdida de carga de 1 bar. El coeficiente de caudal se puede calcular de la siguiente manera:

Dónde:
Kv= coeficiente de caudal
Q= caudal (^m3/h)
dP= Diferencia de presión (bar)
SG= Peso específico (agua=1)

Utilice nuestra calculadora de tamaño para encontrar el valor Kv y el tamaño de válvula correspondiente para su aplicación. Todas nuestras válvulas están designadas con un valor Kv y así puede seleccionar fácilmente el tamaño de válvula adecuado.

Paso 7: Presión:

Asegúrese de que la válvula de bola puede soportar las presiones mínima y máxima del sistema. El material de la carcasa ayuda a determinar el rango de presión de una válvula de bola. Para la presión máxima, el acero inoxidable suele tener la clasificación más alta, seguido del latón y luego de las carcasas de PVC. Es importante revisar la hoja de datos de sus válvulas de bola para confirmar el rango de presión apropiado.

Paso 8: Temperatura

Asegúrese de que el material de la válvula puede soportar la temperatura máxima y mínima requerida para su operación. La carcasa y el material de la junta suelen determinar el rango de temperatura de una válvula de bola. Los rangos más comunes son los siguientes, pero revise la hoja de datos de su válvula de bola para confirmarlo.

Válvula de bola de latón: -20°C a 60°C (-4°F a 140°F)
Válvula de bola de PVC: -10°C a 60°C (14°F a 140°F)
Válvula de bola de acero inoxidable: -40°C a 220°C (-40°F a 428°F)

Paso 9: Homologaciones y normas

Dependiendo de la aplicación, las válvulas de bola pueden tener que ser fabricadas según ciertas normas o recibir la aprobación de los organismos reguladores para ser utilizadas con ciertas aplicaciones, como el agua potable o las aplicaciones de gas

Agua potable Homologaciones WRAS, KIWA o DVGW
Gas: Homologaciones DVGW o EN-331.
ATEX: Las normas ATEX son dos directivas de la UE que detallan los requisitos mínimos de seguridad para los lugares de trabajo y los equipos utilizados en atmósferas explosivas.

Ejemplo de aplicación

Una de las aplicaciones más comunes de las válvulas de bola es para una línea de agua residencial. Recorremos nuestro proceso de selección de esta válvula de bola basándonos en los pasos indicados anteriormente.

Tipo de operación: Podemos seleccionar una válvula de bola manual, ya que esta aplicación no requiere automatización y puede ser accionada manualmente.
Función del circuito En este caso podemos elegir una válvula de bola de 2 vías con un paso de caudal recto.
Material de la carcasa: La carcasa de latón es adecuada por su compatibilidad con el agua.
Material de sellado: Debemos elegir una junta de PTFE por su compatibilidad con el agua potable.
Tamaño del tipo de conexión: Podemos elegir una válvula de bola estándar/roscada para aplicaciones de agua potable.
Coeficiente de flujo (Kv): Podemos calcular el valor de Kv conociendo la presión de entrada, la presión de salida y el caudal de agua en^m3 dentro de la residencia. Sin embargo, para aplicaciones comunes, como una línea de agua residencial, a menudo se puede dimensionar según el tamaño de la tubería circundante en lugar del valor Kv.
Presión: Una válvula de latón puede soportar una presión máxima de hasta 80 bares, suficiente para nuestros objetivos.
Temperatura: La válvula debe ser capaz de soportar un rango de temperatura de -20°C a 60°C. Por lo tanto, lo mejor es una válvula de latón.
Homologaciones: Si se utiliza para agua potable, asegúrese de que la válvula está aprobada para aplicaciones de agua potable.