ISO 5211 para válvulas
Figura 1: Válvula de mariposa ISO 5211
ISO 5211 es una norma internacional que especifica las dimensiones de las bridas, las dimensiones de los componentes de accionamiento y los valores de referencia de par para actuadores de giro parcial que se conectan a válvulas industriales como las válvulas de mariposa y de bola. La norma también define los diferentes tipos de insertos de accionamiento utilizados para estos actuadores. Este artículo se centra principalmente en la norma ISO 5211 y otras normas ISO relevantes utilizadas para válvulas de bola y válvulas de mariposa.
Tabla de contenidos
- Norma ISO 5211
- Dimensiones de las bridas
- Insertos de accionamiento
- Tabla de par ISO 5211
- Designación
- Otras normas ISO para válvulas de mariposa
- Otras normas ISO para válvulas de bola
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Norma ISO 5211
Los diseños modernos de válvulas cumplen con una interfaz de montaje ISO. El actuador puede montarse directamente en la válvula sin necesidad de un soporte y un registro de accionamiento, ahorrando así tiempo, molestias y dinero. Lo destacado de seguir una norma como ISO 5211 es que el usuario puede comprar las piezas de cualquier fabricante y luego combinar la válvula y el actuador, y reemplazar una sola pieza si es necesario.
ISO 5211 es una norma internacional que especifica los requisitos para la fijación de actuadores de giro parcial (con o sin cajas de engranajes) a válvulas industriales. ISO 5211 especifica los siguientes parámetros:
- Las dimensiones de las bridas necesarias para fijar los actuadores de giro parcial a las válvulas industriales o a los soportes intermedios.
- Las dimensiones de los componentes de accionamiento de los actuadores de giro parcial necesarias para fijarlos a los componentes accionados.
- Los valores de referencia de los pares para interfaces y acoplamientos.
Dimensiones de las bridas
Las bridas para actuadores de giro parcial (Figura 2 etiquetada 1) cumplen con las dimensiones mostradas en la Figura 2 y la Tabla 1. Las bridas pueden fijarse mediante tornillos, espárragos o pernos. Los orificios para los espárragos, tornillos o pernos están espaciados uniformemente y posicionados fuera del centro (ver Figura 3 y Tabla 3), y cumplen con los requisitos de la ISO 273. La ISO 273 especifica los diámetros de los agujeros de paso para aplicaciones de uso general. Estos valores provienen de cálculos del área de apoyo relacionados con las normas de productos ISO para pernos y tuercas.
Figura 2: Dimensiones de la brida de un actuador de giro parcial
Tabla 1: Dimensiones de las bridas (en mm)
| Tipo de brida | d1 | d2 | d3 | d4 | h1max | h2min | Nº de pernos/espárragos |
| F03 | 46 | 25 | 36 | M5 | 3 | 8 | 4 |
| F04 | 54 | 30 | 42 | M5 | 3 | 8 | 4 |
| F05 | 65 | 35 | 50 | M6 | 3 | 9 | 4 |
| F07 | 90 | 55 | 70 | M8 | 3 | 12 | 4 |
| F10 | 125 | 70 | 102 | M10 | 3 | 15 | 4 |
| F12 | 150 | 85 | 125 | M12 | 3 | 18 | 4 |
| F14 | 175 | 100 | 140 | M16 | 4 | 24 | 4 |
| F16 | 210 | 130 | 165 | M20 | 5 | 30 | 4 |
| F25 | 300 | 200 | 254 | M16 | 5 | 24 | 8 |
| F30 | 350 | 230 | 298 | M20 | 5 | 30 | 8 |
| F35 | 415 | 260 | 356 | M30 | 5 | 45 | 8 |
| F40 | 475 | 300 | 406 | M36 | 8 | 54 | 8 |
| F48 | 560 | 370 | 483 | M36 | 8 | 54 | 12 |
| F60 | 686 | 470 | 603 | M36 | 8 | 54 | 20 |
Figura 3: Posiciones de los orificios
Tabla 2: Posición de los orificios
| Tipo de brida | ⍺/2 |
| F03 a F16 | 45° |
| F25 a F40 | 22,5° |
| F48 | 15° |
| F60 | 9° |
Insertos de accionamiento
Los insertos de accionamiento permiten montar los actuadores directamente en la válvula según la norma ISO 5211. El montaje directo elimina la necesidad de un kit de montaje tipo acoplamiento y reduce significativamente el costo de ensamblaje de la válvula y el actuador. La norma ISO 5211 abarca accionamientos cuadrados paralelos y diagonales, accionamientos de cabeza plana, y accionamientos de una y dos chavetas. Estos insertos de accionamiento se encuentran en actuadores fabricados en fábrica o vienen como unidades separadas. Además, estos insertos son fácilmente reemplazables a nivel de distribuidor o usuario final.
Figura 4: Insertos de accionamiento para conectar actuador ISO 5211 a válvulas de mariposa: actuador (A), inserto de accionamiento (B), válvula de mariposa (C)
Tabla 3: Dimensiones (en mm) y pares para el accionamiento por cabeza cuadrada paralela o diagonal
| Tipo de brida | Par máx. de brida Nm | h4máx.a | sH11 |
||||||||||
| F03 | 32 | 1,5 | 9 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| F04 | 63 | 1,5 | 9 | 11b | - | - | - | - | - | - | - | - | - |
| F05 | 125 | 3,0 | 9 | 11 | 14b | - | - | - | - | - | - | - | - |
| F07 | 250 | 3,0 | - | 11 | 14 | 17b | - | - | - | - | - | - | - |
| F10 | 500 | 3,0 | - | - | 14 | 17 | 19 | 22b | - | - | - | - | - |
| F12 | 1000 | 3,0 | - | - | - | - | - | 22 | 27b | - | - | - | - |
| F14 | 2000 | 5,0 | - | - | - | - | - | 22 | 27 | 36b | - | - | - |
| F16 | 4000 | 5,0 | - | - | - | - | - | - | 27 | 36 | 46b | - | - |
| F25 | 8000 | 5,0 | - | - | - | - | - | - | - | 36 | 46 | 55b | - |
| F30 | 16000 | 5,0 | - | - | - | - | - | - | - | - | 46 | 55 | 75b |
𝜙 d8 mín. |
12,1 | 14,1 | 18,1 | 22,2 | 25,2 | 28,2 | 36,2 | 48,2 | 60,2 | 72,2 | 98,2 | ||
𝜙 d9 máx. |
9,5 | 11,6 | 14,7 | 17,9 | 20 | 23,1 | 28,4 | 38 | 48,5 | 57,9 | 79,1 | ||
I5 mín. |
10 | 12 | 16 | 19 | 21 | 24 | 29 | 38 | 48 | 57 | 77 | ||
Par máx. transmisible Nmc |
32 | 63 | 125 | 250 | 350 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | 8000 | 160000 | ||
|
ah4mín. = 0,5 mm. b Indica la dimensión preferida. c Los pares máximos transmisibles se basan en una tensión de torsión máxima admisible de 280 MPa para el componente accionado. | |||||||||||||
Tabla de par de torsión ISO 5211
Según la norma ISO 5211, el par máximo transmitido a través de la brida de montaje de una válvula de mariposa o de bola debe cumplir con los valores enumerados en la Tabla 4. Los valores especificados en la Tabla 3 se basan en pernos sometidos a tensión con un esfuerzo de 290 MPa y un coeficiente de fricción entre la interfaz de montaje de 0,2. Cualquier variación en estos parámetros definidos puede conducir a variaciones en los valores del par transmitido. Por lo tanto, al seleccionar un tipo de brida para una aplicación particular, se debe considerar el par adicional que la inercia u otros factores puedan generar.
Tabla 4: Valores máximos de par de brida según la norma ISO 5211
| Tipo de brida | Par máximo de brida (en Nm) |
| F03 | 32 |
| F04 | 63 |
| F05 | 125 |
| F07 | 250 |
| F10 | 500 |
| F12 | 1000 |
| F14 | 2000 |
| F16 | 4000 |
| F25 | 8000 |
| F30 | 16000 |
| F35 | 32000 |
| F40 | 63000 |
| F48 | 125000 |
| F60 | 250000 |
| F80 | 500000 |
| F100 | 1000000 |
Designación
Los actuadores de válvulas de giro parcial que cumplen con la norma ISO 5211 pueden designarse como se muestra en la Tabla 5.
Tabla 5: Designación de válvulas ISO 5211
| Designación de brida | Identificación de espiga | Identificación de accionamiento | Dimensiones de accionamiento (en mm) |
| Tipos de brida dados en la Tabla 1 |
Y: con espiga N: sin espiga |
V: Accionamiento de una sola llave W: Accionamiento de dos llaves L: Accionamiento cuadrado paralelo D: Accionamiento cuadrado diagonal H: Accionamiento de cabeza plana |
Las dimensiones reales del accionamiento en mm |
Ejemplo
Considere un actuador de giro parcial con la siguiente designación:
EN 150 5211 - F07 - Y - V - 22
La designación se puede decodificar de la siguiente manera:
- F07: Tipo de brida
- Y: Con espiga
- V: Accionamiento de una sola llave
- 22: 22 mm de diámetro de accionamiento
Por lo tanto, EN 150 5211 - F07 - Y - V - 22 identifica un acoplamiento de actuador de giro parcial de acuerdo con la norma ISO 5211 con tipo de brida F07, espiga y accionamiento de una sola llave con un diámetro de 22 mm. Tenga en cuenta que marcar la designación en el actuador no es obligatorio. Consulte el documento ISO 5211 para obtener más información sobre las dimensiones de los componentes de accionamiento para diferentes tipos de insertos de accionamiento.
Características adicionales de los actuadores ISO 5211
Las válvulas de montaje directo ISO 5211 vienen con características adicionales como un diseño de vástago a prueba de explosiones, manijas con un dispositivo de bloqueo inherente o un diseño antiestático. En una válvula de bola, un diseño antiestático elimina la carga estática generada en la bola debido a la fricción. El diseño protege la válvula contra chispas que pueden encender el combustible que fluye a través de la válvula. También están disponibles opciones de actuador ISO 5211 para modulación DPS (Sistema de Posicionamiento Digital) o fallo seguro BSR (Retorno de Seguridad por Batería).
Características adicionales de los actuadores ISO 5211
Las válvulas de montaje directo ISO 5211 incluyen características adicionales como un diseño de vástago a prueba de expulsión, manijas con un dispositivo de bloqueo inherente o un diseño antiestático. En una válvula de bola, un diseño antiestático elimina la carga estática generada en la bola debido a la fricción. El diseño protege la válvula contra chispas que pueden inflamar el combustible que fluye a través de ella. También están disponibles opciones de actuadores ISO 5211 para modulación DPS (Sistema de Posicionamiento Digital) o retorno de seguridad por batería BSR (Battery Safety Return).
Otras normas ISO para válvulas de mariposa
ISO 5752
La norma ISO 5752 para válvulas de mariposa especifica las series básicas de dimensiones cara a cara y centro a cara para válvulas de mariposa metálicas bidireccionales. Cada serie básica se aplica a bridas con dimensiones de acoplamiento conformes a la serie de bridas equivalente EN o ASME.
La dimensión cara a cara es la distancia entre las dos superficies de contacto de la junta. (Figura 5 lado izquierdo). La dimensión centro a cara es la distancia entre el plano en el extremo de cualquier puerto del cuerpo perpendicular a su eje y el eje del otro puerto del cuerpo (Figura 5 lado derecho).
Figura 5: Dimensión cara a cara de la válvula de mariposa denotada por 'a' y dimensión centro a cara denotada por 'b'.
ISO 10631
La norma ISO 10631 especifica los requisitos generales de diseño, materiales (por ejemplo, acero, hierro fundido, hierro dúctil, aleación de cobre), clasificaciones de presión/temperatura y pruebas para válvulas de mariposa con cuerpos metálicos para uso en sistemas de tuberías con bridas o soldadura a tope.
IS0 16136
La norma ISO 16136 especifica los requisitos para el diseño, características funcionales y fabricación de válvulas de mariposa fabricadas con materiales termoplásticos destinadas a servicios de aislamiento y control, su conexión al sistema de tuberías, los materiales del cuerpo y su clasificación de presión/temperatura entre -40 °C y +120 °C, para una vida útil de 25 años, y también especifica sus pruebas después de la fabricación.
Otras normas ISO para válvulas de bola
ISO 7121
La norma ISO 7121 especifica los requisitos para una serie de válvulas de bola de acero adecuadas para aplicaciones industriales de uso general. La norma cubre válvulas de bola de tamaños nominales y es aplicable a las designaciones de presión Clase 50, 300, 600, 800 y 900. Incluye disposiciones para las características de las válvulas de bola como sigue:
- extremos con bridas y soldados a tope en tamaños 15 ≤ DN ≤ 600 (1/2 ≤ NPS ≤ 24)
- extremos de soldadura de enchufe en tamaños 8 ≤ DN ≤ 100 (1/4 ≤ NPS ≤ 4)
- extremos roscados en tamaños 8 ≤ DN ≤ 50 (1/4 ≤ NPS ≤ 2)
- aberturas de asiento del cuerpo designadas como paso completo, paso reducido y paso doble reducido
- materiales
- pruebas e inspección
ISO 17292
La norma ISO 17292 especifica los requisitos para una serie de válvulas de bola metálicas adecuadas para plantas de petróleo, petroquímica, gas natural y aplicaciones industriales relacionadas. Incluye disposiciones para pruebas e inspección y para características de válvulas como sigue:
- extremos con bridas y soldados a tope, en tamaños 15 ≤ DN ≤ 600 (½ ≤ NPS ≤ 24)
- extremos de soldadura de enchufe y roscados, en tamaños 8 ≤ DN ≤ 50 (¼ ≤ NPS ≤ 2)
- aberturas de asiento del cuerpo designadas como paso completo, paso reducido y paso doble reducido
- materiales
ISO 23826
La norma ISO 23826 especifica los requisitos de diseño, tipo, pruebas, marcado, pruebas de fabricación y examen para válvulas de bola utilizadas como:
- cierres de cilindros de gas transportables recargables, tambores a presión y tubos
- válvulas principales para paquetes de cilindros
- válvulas para unidades de transporte de carga [por ejemplo, remolques, vehículos batería, contenedores de gas de elementos múltiples (MEGC)], que transportan gases comprimidos, gases licuados y gases disueltos.
Sin embargo, la norma no se aplica a válvulas de bola para gases oxidantes, gases tóxicos y acetileno para cilindros de gas individuales, tambores a presión y tubos.
