Selección de válvulas de mariposa: estilo de cuerpo, geometría de disco y material de asiento

Las válvulas de mariposa manejan la mayoría de los servicios de aislamiento en infraestructuras de distribución y tratamiento de agua. Su compacta dimensión cara a cara, la baja pérdida de carga y el coste relativamente bajo por diámetro las convierten en la opción práctica para DN150 y superior donde el flujo de paso total y el acceso directo al mantenimiento son prioridades. Comprender las diferencias entre estilos de cuerpo, geometrías de disco y materiales de asiento evita el error común de especificar un diseño de uso general para una aplicación que necesita algo más específico.

Estilos de cuerpo: wafer, con orejas y doble bridado

Las válvulas de mariposa tipo wafer se sitúan entre bridas sin sus propias conexiones de extremo. Son la opción más compacta y de menor coste, pero requieren separar el conjunto de tuberías bridadas para retirar la válvula, y no pueden utilizarse como válvulas de fin de línea ni en aplicaciones donde un lado pueda estar sin presión. Son adecuadas para instalación en línea donde el acceso al mantenimiento es fácil y el diseño de la tubería no cambiará.

Las válvulas de mariposa con orejas tienen insertos roscados que aceptan los pernos de brida de cada lado de forma independiente. Esto permite que la válvula permanezca en su lugar mientras se retira un lado de la tubería, útil en el extremo de un sistema de tuberías o donde la tubería aguas abajo deba desconectarse para mantenimiento. Las válvulas con orejas son preferidas en colectores de bombas, bypasses de contadores y cualquier punto donde el sistema aguas abajo pueda necesitar desarmarse.

Las válvulas de mariposa de doble brida tienen bridas integrales y dimensiones cara a cara según la Serie 13 o 14 de EN 558. Permiten la retirada sin perturbar las bridas de tuberías adyacentes y simplifican tanto la instalación como la futura sustitución. Para instalación enterrada, cámaras de válvulas y conducciones de distribución enterradas, la construcción de doble brida es la especificación estándar.

Geometría de disco concéntrico frente a doble excéntrico

Una válvula de mariposa concéntrica tiene el eje del disco en la línea central del disco y del orificio. Cuando el disco cierra, frota contra el asiento de caucho en un movimiento circular continuo. El asiento de caucho se deforma ligeramente para proporcionar un sello, y la interferencia entre el borde del disco y la cara del asiento proporciona un cierre hermético. Los diseños concéntricos son el estándar para el aislamiento de distribución de agua en el rango DN50 a DN600. Son sencillos, fiables y completamente reparables en campo.

Los diseños de doble excentricidad desplazan el eje del disco de la línea central en dos planos, de modo que el disco se separa del asiento en los primeros grados de apertura. Esto elimina el contacto de frotamiento continuo que desgasta los asientos concéntricos en condiciones de alta frecuencia de ciclos, y permite tolerancias de cierre más estrechas bajo presión diferencial. Las válvulas de doble excéntrico son apropiadas donde la alta frecuencia operativa, presiones superiores a PN16 o requisitos de cierre estanco hacen que el diseño concéntrico sea marginal. La compensación es un mayor coste y un par operativo ligeramente superior.

Materiales de asiento

El EPDM es el material de asiento estándar para el servicio de agua potable. Funciona en un amplio rango de temperaturas, resiste el cloro a las concentraciones utilizadas en el tratamiento de agua y cumple los requisitos WRAS para el contacto con agua potable. El EPDM debe especificarse a menos que las condiciones del proceso indiquen específicamente lo contrario.

Los asientos de NBR (nitrilo) se utilizan donde el agua puede contener bajas concentraciones de hidrocarburos, como en estaciones de bombeo en zonas industriales o donde la fuente de suministro puede estar contaminada. El NBR resiste el aceite mineral y los derivados de hidrocarburos donde el EPDM se hincharía y perdería efectividad de sellado.

Los asientos de PTFE proporcionan resistencia química en un amplio rango y soportan temperaturas elevadas que degradarían los asientos de caucho. Se utilizan en líneas de dosificación química y plantas de proceso donde se manejan medios agresivos, en lugar del servicio general de agua. Los asientos de PTFE son más duros y proporcionan un cierre más hermético, pero el requisito de par aumenta y la sustitución en campo es más exigente.

Actuación

Los operadores de engranajes manuales son estándar para DN200 y superior donde la operación directa con palanca es impráctica. Un operador de engranaje de tornillo sin fin reduce el par de entrada a un nivel manejable y proporciona indicación de posición. Las válvulas operadas por engranaje deben seleccionarse para dar entre dos y cuatro vueltas completas del volante para abrirlas o cerrarlas, permitiendo una operación suave sin tiempo excesivo de actuación.

Los actuadores eléctricos se especifican donde se requiere operación remota, automatización o registro de posición. El par nominal del actuador debe superar el par de arranque de la válvula en al menos un 25%, y el actuador debe seleccionarse para el ciclo de trabajo: el servicio modulante (movimiento parcial frecuente) requiere una clasificación diferente al servicio de encendido-apagado. La mayoría de las aplicaciones de distribución de agua son servicio de encendido-apagado.

Normas y aprobaciones

Las válvulas de mariposa para suministro de agua se fabrican según EN 593 en Europa. La norma cubre las dimensiones cara a cara, las clasificaciones de presión, los requisitos de ensayo y los materiales de construcción. Las válvulas con aprobación WRAS para el contacto con agua potable han sido ensayadas de forma independiente para higiene: el asiento de caucho, el recubrimiento del disco y el revestimiento del cuerpo deben cumplir todos con el Reglamento de Instalaciones de Agua.

Para el servicio de protección contra incendios, la Aprobación FM y la Certificación UL son requeridas en la mayoría de las especificaciones. La FM 1112 cubre las válvulas de mariposa para el servicio de protección contra incendios, y las válvulas certificadas deben llevar una función indicadora de manipulación para mostrar si la válvula ha sido parcialmente cerrada. El patrón de orejas debe ser compatible con la norma de protección contra incendios aplicable en el país de instalación.