Tipos de válvulas de gas: una guía práctica para la selección y el servicio en petróleo y gas

Pídale a una sala de ingenieros que enumere los tipos de válvulas de gas y obtendrá una lista ligeramente diferente de cada una de ellas. Eso no es confusión; se debe a que "válvula de gas" describe un deber y no un solo producto. En la recolección de gas natural, el servicio de boca de pozo, las estaciones de compresión y las tuberías de plantas, la respuesta correcta depende de si necesita un aislamiento hermético, un flujo controlado, una protección unidireccional o una liberación segura de la sobrepresión.

Fabricamos válvulas y equipos de boca de pozo para servicios de petróleo y gas, por lo que esta descripción general proviene tanto del taller como del catálogo. A continuación se detallan los principales tipos de válvulas de gas con las que es probable que trabaje, qué hace bien cada una y los detalles que generalmente determinan la selección.

Cómo se clasifican las válvulas de gas

Dos sistemas simples cubren casi todas las válvulas que encontrará en una línea de gas.

• Por función: aislamiento, estrangulamiento o regulación, antirretorno y alivio de presión.
• Por movimiento: Las válvulas lineales, como las de compuerta, globo y diafragma, convierten un vástago en un recorrido recto, mientras que las válvulas rotativas, como las de tapón, bola y mariposa, funcionan con un cuarto de vuelta.

El servicio de gas añade sus propias reglas. El gas es comprimible y encontrará su camino a través de espacios por los que nunca pasaría líquido. Generalmente está seco, por lo que el medio en sí no proporciona lubricación. Y en el trabajo aguas arriba y en el medio, a menudo llega caliente y a alta presión. Esos tres hechos explican por qué las válvulas de gas utilizan con tanta frecuencia asientos de metal con metal, empaquetaduras diseñadas para el control de emisiones y clasificaciones del cuerpo cómodamente por encima de la presión de la línea de trabajo.

Válvulas de compuerta: el caballo de batalla para el flujo de gas de apertura y cierre

Cuando una válvula pasa su vida completamente abierta o completamente cerrada y desea un camino despejado y de paso total, una válvula de compuerta suele ser la primera opción. La compuerta se desliza a través del flujo, por lo que la caída de presión es casi nula y el cableado o el trabajo de limpieza no se obstruyen.

Las válvulas de compuerta de losa, incluido el estilo PFF, utilizan una sola placa sólida que se cierra contra dos asientos. Las válvulas de compuerta de expansión dividen la compuerta en dos mitades que se separan a medida que se cierra la válvula, presionando con fuerza contra ambos asientos y produciendo un sello muy hermético bajo alta presión. Los diseños FC y FLS también son comunes en este campo. Si desea conocer los antecedentes de los estándares, hay una explicación útil de El papel de las válvulas de compuerta API 6A en petróleo y gas. en nuestro sitio.

Válvula de compuerta de expansión WKM API 6A para petróleo y gas Vale la pena verlo para un aislamiento confiable en aplicaciones de petróleo y gas a alta presión, con torque de operación bajo y sellos metálicos. Ver producto →

Lo único que nunca se le debe pedir a una válvula de compuerta es que acelere. Mantener una puerta parcialmente abierta envía gas a alta velocidad a través de las caras de los asientos y los erosiona rápidamente. Úselo para aislamiento y servirá durante años.

Válvulas de tapón: aislamiento de un cuarto de vuelta en servicio duro

Una válvula de tapón utiliza un tapón cilíndrico o cónico con un puerto pasante. Gírelo noventa grados y el puerto se alineará con el flujo o mirará hacia la pared del cuerpo. El movimiento es rápido, el diseño es mecánicamente simple y tolera corrientes de gas sucio o arenoso mejor que la mayoría de las válvulas de asiento blando, razón por la cual las válvulas de tapón aparecen en líneas de recolección, estaciones de compresión, colectores de boca de pozo y extensiones de fractura.

Válvula de tapón FMC para operaciones de fracturación y consolidación de pozos Vale la pena verlo en busca de corrientes de gas sucio y fracturas, con apertura rápida y torque pequeño, pero observe un torque de operación más alto que las válvulas de bola. Ver producto →

Las versiones lubricadas inyectan sellador para mantener el tapón libre y sellado, mientras que las versiones no lubricadas dependen de un revestimiento o de una cuidadosa geometría cónica. Espere que el par de operación sea mayor que el de una válvula de bola y especifique el actuador teniendo eso en cuenta.

Válvulas de bola: rápidas, familiares y fáciles de automatizar

La válvula de bola es la prima rotativa que la mayoría de la gente imagina primero. Una esfera perforada gira contra dos asientos, lo que proporciona un cierre hermético, un par bajo y un cuerpo compacto. Los diseños de bolas flotantes se adaptan a tamaños más pequeños, mientras que las bolas montadas en muñones transportan la carga en líneas de gas más grandes y de mayor presión.

Los asientos blandos sellan extremadamente bien con gasolina limpia y seca, pero tienen límites de temperatura. Cuando la seguridad contra incendios sea importante, busque diseños probados a prueba de incendios y construcciones antiestáticas. Las válvulas de bola también se automatizan fácilmente, lo que las convierte en una opción popular para líneas de gas operadas de forma remota.

Válvulas de globo y de aguja: donde se regula el flujo de gas

Si el trabajo es controlar el flujo en lugar de simplemente detenerlo, una válvula de globo es la respuesta honesta. El tapón se mueve perpendicular al asiento, forzando el gas a través de un camino formado, por lo que la válvula se puede colocar en posiciones intermedias sin destruirse.

El costo es una caída de presión real, razón por la cual las válvulas de globo rara vez se usan como dispositivos de aislamiento en recorridos largos de gas. Las válvulas de aguja son la versión de pequeño diámetro de la misma idea y están en todas partes en las líneas de medición, muestreo y gas para instrumentos.

Válvulas de retención y válvulas de alivio: válvulas que actúan por sí solas

No todas las válvulas de gas esperan a un operador. Una válvula de retención se abre con el flujo directo y se cierra en el momento en que el flujo se invierte, protegiendo los compresores, las bombas y los medidores del reflujo. En el servicio de gas se utilizan diseños de giro, elevación, doble placa y pistón; La selección generalmente se reduce a qué tan rápido debe cerrarse el disco y cuánta caída de presión es aceptable.

Las válvulas de alivio y seguridad son la última línea de defensa. Los tipos accionados por resorte y operados por piloto liberan gas cuando la presión excede un punto de ajuste, y en los sistemas de gas merecen más atención de la que a menudo reciben, porque el gas atrapado o expandido térmicamente puede aumentar la presión rápidamente.

Válvulas de mariposa y de diafragma: útiles en el lugar correcto

Las válvulas de mariposa son compactas, livianas y económicas en tamaños grandes, por lo que son comunes en líneas de plantas de gas, ventilación y baja presión. No son válvulas de boca de pozo; el disco se asienta en la trayectoria del flujo y el asiento se daña fácilmente al estrangularlo a alta velocidad.

Las válvulas de diafragma aíslan el mecanismo del medio con un diafragma flexible, que se adapta a gases corrosivos, húmedos o cargados de partículas a presiones y temperaturas moderadas.

Comparación de los tipos comunes de válvulas de gas

Cómo elegir la válvula de gas adecuada

En nuestra propia tienda, cuatro preguntas preceden a cualquier recomendación.

1. ¿Cuál es la presión de trabajo y qué clasificación corporal requiere la norma?
2. ¿El deber es aislamiento, regulación, no retorno o protección?
3. ¿Qué hay en el gas: seco, húmedo, ácido, arenoso, corrosivo?
4. ¿La válvula se accionará manualmente, mediante un actuador o sólo en raras ocasiones?

Responda a ellas y la lista de diseños adecuados se reduce rápidamente. A partir de ahí, la selección de materiales, las conexiones finales y los requisitos de prueba completan el panorama. Si desea ver cómo pasa una válvula desde la fundición hasta la prueba de presión final, nuestro proceso de fabricación La página muestra los pasos que controlamos internamente.

Notas de campo: errores que vemos con más frecuencia

1. Estrangular con una válvula de compuerta y luego culpar a la válvula por el daño del asiento.
2. Dimensionando una válvula de retención para la tubería en lugar del flujo, de modo que el disco vibre.
3. Ignorar el torque del actuador en válvulas de macho, especialmente en climas fríos.
4. Elegir un asiento blando para temperaturas del gas superiores a su clasificación.
5. Saltarse las pruebas de presión documentadas antes de la instalación.

Los tipos de válvulas de gas no son realmente una lista para memorizar; son un conjunto de herramientas, cada una de ellas adaptada a una tarea. Mantenga separados en su pensamiento el aislamiento, la regulación, la protección contra reflujo y la protección contra sobrepresión, y la válvula correcta generalmente resultará obvia.

Si está trabajando en una especificación para una boca de pozo, un colector o una línea de fracturación y desea una segunda opinión, hable con nosotros. Estaremos encantados de examinar la solicitud con usted y sugerirle lo que se ajuste, incluidas las opciones que quizás en realidad no necesite.