1. Definición Fundamental y Composición Estructural
Una válvula de bola es una válvula de movimiento rotacional de un cuarto de vuelta caracterizada por un disco esférico (la bola) con un orificio pasante perforado con precisión. Esta bola giratoria, accionada por un vástago conectado a palancas manuales o actuadores automatizados, proporciona una capacidad de cierre excepcional en tuberías que transportan líquidos, gases o medios multifásicos.
Componentes Principales:
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Bola: Típicamente de acero inoxidable (ASTM A351 CF8M) o cromada para resistencia a la corrosión
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Asientos: PTFE, termoplásticos reforzados o metal a metal para aplicaciones de alta temperatura
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Vástago: ASTM A182 F6a con diseño a prueba de explosión
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Cuerpo: Fundido/mecanizado según las normas ASME B16.34
2. Mecánica Operacional y Métricas de Rendimiento
2.1 Principio de Funcionamiento
La válvula logra la regulación del flujo a través de una rotación de 90°:
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0° (Abierto): El orificio se alinea con el eje de la tubería, ofreciendo una restricción mínima del flujo (Cv ≈ 50% más alto que las válvulas de compuerta)
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90° (Cerrado): El orificio se vuelve perpendicular, con los asientos formando sellos bidireccionales herméticos (tasa de fuga ≤ 100 ppm según API 598)
2.2 Indicadores Clave de Rendimiento
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Parámetro |
Rango Estándar |
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Clasificación de Presión |
ANSI 150~2500 (PN 20~420) |
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Rango de Temperatura |
-196°C (criogénico) a 650°C (aleaciones especiales) |
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Par de Actuación |
20~800 Nm (varía según el tamaño/presión) |
3. Taxonomía Industrial y Criterios de Selección
3.1 Variantes de Diseño
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Flotante vs Montado en muñón: Para ≤DN300 (flotante) vs alta presión de gran diámetro (muñón)
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Puerto Completo/Reducido: 100% de orificio para limpieza con cerdos vs 80% para estrangulamiento
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Configuraciones Multipuerto: Patrón L/T de 3 vías para la desviación del flujo
3.2 Matriz de Compatibilidad de Materiales
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Medio |
Material Recomendado |
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HCl ≤ 30% |
Hastelloy C276 |
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Vapor Sobrecalentado |
ASTM A217 WC9 |
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Lodos Abrasivos |
Recubierto de carburo de tungsteno |
4. Aplicaciones Específicas del Sector
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Petróleo y Gas: Árboles de Navidad submarinos (cumplimiento API 6DSS)
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Farmacéutica: Diseños ultralimpios compatibles con CIP/SIP (ASME BPE)
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Nuclear: Actuadores certificados SIL3 para ECCS
5. Mantenimiento y Prevención de Fallos
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Problemas Comunes: Erosión del asiento (mitigada por endurecimiento con estelita)
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Emisiones Fugitivas: Sellos de vástago conformes con ISO 15848-1
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Seguridad contra Incendios: Diseños probados contra incendios API 607/6FA