Válvulas Antirretorno Para Aplicaciones de Petróleo y Gas
Figura 1: Las válvulas antirretorno se utilizan en toda la plataforma de perforación offshore para prevenir la contaminación y situaciones peligrosas.
Las válvulas antirretorno en los sistemas de petróleo y gas mitigan el reflujo, previniendo problemas peligrosos como fugas, incendios, explosiones, contaminación y paradas. La válvula antirretorno se abre cuando la presión del gas o petróleo alcanza la presión de apertura de la válvula y se cierra cuando la presión cae o se produce un reflujo. Este artículo cubre consideraciones comunes al seleccionar una válvula antirretorno para medios de petróleo o gas.
Tabla de contenidos
- Aplicaciones comunes de válvulas antirretorno en sistemas de petróleo y gas
- Tipos de válvulas antirretorno utilizadas en petróleo y gas
- Materiales
- Consideraciones de instalación
- Preguntas frecuentes
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Aplicaciones comunes de válvulas antirretorno en sistemas de petróleo y gas
- Tuberías submarinas: Se instalan válvulas antirretorno para evitar que el agua de mar regrese a la tubería, lo que podría causar contaminación o corrosión.
- Conjuntos de cabezal de pozo: Se utilizan para evitar el reflujo de petróleo o gas desde el pozo, asegurando una extracción segura y controlada.
- Sistemas de elevación por gas: Se utilizan válvulas antirretorno para controlar la inyección de gas en el pozo, evitando el reflujo de petróleo o gas en las líneas de elevación por gas.
- Líneas de descarga de bombas: Se instalan para evitar el flujo inverso del medio de vuelta a la bomba, protegiéndola de daños.
- Tanques de almacenamiento: Las válvulas antirretorno evitan el reflujo de petróleo o gas en las líneas de suministro, asegurando condiciones de almacenamiento seguras.
Tipos de válvulas antirretorno utilizadas en petróleo y gas
Cada tipo de válvula antirretorno comúnmente utilizada en la industria del petróleo y gas tiene sus propias ventajas:
- Válvulas antirretorno de clapeta: Estas válvulas tienen un disco que gira sobre una bisagra para bloquear el flujo inverso. Son adecuadas para aplicaciones de baja presión (hasta 16 bar o 232 psi) y proporcionan una resistencia mínima al flujo.
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Válvulas antirretorno cargadas por resorte: Estas válvulas utilizan un resorte para ayudar a cerrar la válvula rápidamente, evitando el reflujo. Son adecuadas para aplicaciones que requieren una respuesta rápida y pueden instalarse en cualquier orientación. Son ideales para aplicaciones de alta presión (hasta 63 bar o 914 psi).
- Lea el estándar MSS SP-126 para obtener más información sobre las características típicas de las válvulas antirretorno cargadas por resorte en aplicaciones de petróleo y gas.
- Válvulas antirretorno tipo Y: Estas válvulas tienen un cuerpo en forma de Y que permite una trayectoria de flujo simplificada, reduciendo la caída de presión a través de la válvula. El disco está montado en un ángulo y se levanta para permitir el flujo, volviendo al asiento para evitar el reflujo. Son ideales para aplicaciones de alta presión (hasta 40 bar o 580 psi).
Figura 2: Tipos comunes de válvulas antirretorno en aplicaciones de petróleo y gas: cargada por resorte (izquierda), tipo Y (centro) y de clapeta (derecha).
Tabla 1: Comparación de Diferentes Válvulas Antirretorno
| Característica/Criterio | Válvulas antirretorno de pistón | Válvulas antirretorno de clapeta | Válvulas antirretorno cargadas por resorte | Válvulas antirretorno de bola | Válvulas antirretorno tipo Y | Válvulas antirretorno sanitarias |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Operación | Disco elevado por el flujo de fluido, se cierra por gravedad o contrapresión | Disco con bisagra se abre con el flujo, se cierra cuando el flujo se invierte | El mecanismo de resorte se comprime para abrir, se expande para cerrar | La bola se aleja del asiento para permitir el flujo, vuelve al asiento para bloquear el flujo inverso | Cuerpo en forma de Y con disco | Diseñada para aplicaciones higiénicas, a menudo con un disco cargado por resorte |
| Ventajas | Buen sellado para aplicaciones de alta presión | Baja caída de presión Adecuado para fluidos con sólidos en suspensión | Respuesta rápida a cambios de flujo Se puede instalar en cualquier orientación | Forma constructiva simple, operación confiable Puede manejar fluidos viscosos | Forma constructiva compacta Baja caída de presión | Fácil de limpiar Adecuado para industrias alimentaria y farmacéutica |
| Limitaciones | La caída de presión de la válvula antirretorno de pistón es mayor debido a la elevación del disco Limitado a instalación horizontal Sensible a residuos, que pueden obstruir el movimiento del disco | Generalmente limitado a instalación horizontal Respuesta más lenta, permitiendo potencial reflujo antes del sellado | Mayor costo debido al mecanismo de resorte Potencial desgaste del resorte en aplicaciones de ciclo alto | Puede no sellar bien con baja contrapresión Limitado a ciertas orientaciones | No adecuado para aplicaciones de alta presión Limitado a condiciones de flujo específicas | Mayor costo Requiere mantenimiento regular para garantizar la higiene |
| Aplicaciones ideales | Sistemas de fluidos limpios con flujo constante | Sistemas de agua y aguas residuales con grandes volúmenes y sólidos en suspensión | Sistemas que requieren respuesta rápida e instalación versátil | Sistemas de bombeo, aplicaciones de aguas residuales | Sistemas de vapor y gas de baja presión | Procesamiento de alimentos, bebidas y productos farmacéuticos |
| Flexibilidad de instalación | Limitada (solo horizontal) | Limitada (principalmente horizontal) | Alta (cualquier orientación) | Moderada (depende de la forma constructiva) | Moderada (depende de la forma constructiva) | Alta (a menudo diseñada para fácil desmontaje) |
| Costo | Moderado | Bajo | Más alto | Bajo a moderado | Moderado | Más alto |
| Mantenimiento | Bajo a moderado, dependiendo de la exposición a residuos | Bajo | Moderado a alto, debido al potencial desgaste del resorte | Bajo | Bajo a moderado | Moderado a alto, debido a requisitos de higiene |
Materiales
Las válvulas antirretorno para aplicaciones de petróleo y gas están típicamente fabricadas con materiales duraderos para soportar condiciones adversas. Los materiales comunes incluyen:
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Acero inoxidable: Conocido por su resistencia a la corrosión y su fuerza, el acero inoxidable es ideal para aplicaciones de alta presión y alta temperatura.
- MSS SP-42 tiene más información sobre válvulas antirretorno de acero inoxidable con extremos bridados y su aplicación en sistemas de petróleo y gas.
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Latón: Aunque no es tan fuerte como el acero inoxidable, el latón se usa a menudo en aplicaciones de menor presión debido a su buena resistencia a la corrosión y rentabilidad.
- BS 5154:1991 contiene más información sobre válvulas antirretorno de aleación de cobre, incluyendo válvulas antirretorno de latón.
Figura 3: Una válvula antirretorno de acero inoxidable 316 (izquierda) y una válvula antirretorno de latón (derecha).
Materiales de sellado
Para la mayoría de las válvulas, el material de sellado controla la presión y temperatura de operación de la válvula más que el material del cuerpo. Esto se debe a que el sello típicamente se degrada a presiones y temperaturas más bajas que el cuerpo metálico. Para aplicaciones de petróleo y gas, los sellos deben ser robustos y a menudo están hechos de los siguientes materiales:
- FKM
- Teflón
La temperatura máxima recomendada para estos materiales es aproximadamente 200 °C (392 °F). El Teflón maneja presiones más altas que el FKM.
Consideraciones de instalación
La instalación adecuada es crucial para la operación efectiva de las válvulas antirretorno. Considere lo siguiente:
- Orientación: Instale la válvula en la orientación correcta para asegurar la dirección de flujo adecuada.
- Accesibilidad para mantenimiento: Posicione la válvula donde pueda ser fácilmente accesible para inspección y mantenimiento.
- Compatibilidad: Asegúrese de que el material de la válvula antirretorno sea compatible con el fluido del sistema para prevenir corrosión o daño.
- Clasificaciones de presión y temperatura: Verifique que la válvula sea adecuada para las condiciones de presión y temperatura del sistema.
- Alineación de tubería: Asegure la alineación adecuada de las tuberías para evitar estrés en la válvula, lo que puede llevar a fugas o fallas.
Lea nuestra guía de instalación para válvulas antirretorno para aprender más.
Preguntas frecuentes
¿Cómo funcionan las válvulas antirretorno en sistemas de petróleo y gas?
Las válvulas antirretorno en sistemas de petróleo y gas utilizan un disco o bola que se abre con el flujo hacia adelante y se cierra contra el flujo inverso, previniendo el reflujo.
¿Qué materiales se utilizan para las válvulas antirretorno en petróleo y gas?
Las válvulas antirretorno en petróleo y gas están hechas de materiales como acero inoxidable, acero al carbono y aleaciones para soportar condiciones adversas y fluidos corrosivos.
