Clase de fuga de válvula de mariposa Es una clasificación estandarizada que establece la fuga interna máxima permitida a través del asiento de la válvula cuando está completamente cerrada. ANSI/FCI 70-2 y API 598 son las dos normas más utilizadas en la adquisición de válvulas industriales.
La clasificación de fugas mide la cantidad de fluido que pasa a través de un asiento de válvula cerrado en condiciones de prueba. Las normas industriales asignan una clase de fugas que establece las expectativas de los equipos de compras e ingenieros antes de la instalación.
Este artículo explica cómo funcionan las clases de fugas, compara el rendimiento de las válvulas con asiento blando y con asiento metálico, y describe los factores que afectan al sellado durante su funcionamiento.
Dos estándares que definen la clase de fuga de válvulas
Existen dos normas que rigen la mayoría de las aplicaciones de válvulas de mariposa industriales. Estas normas definen la fuga máxima permitida a través del asiento de la válvula cuando está completamente cerrada.
- ANSI/FCI 70-2: Se utiliza ampliamente para válvulas de control. Define las Clases I a VI, cada una con un límite de fuga progresivamente más estricto.
- API 598: Aplicable a válvulas de aislamiento. Separa las válvulas con asiento metálico de las válvulas con asiento elástico (blando) con requisitos de prueba distintos.
Los mercados europeos e internacionales también hacen referencia a las normas EN 12266-1 e ISO 5208, que utilizan una lógica similar con parámetros de prueba ligeramente diferentes.
La clase de estanqueidad se determina durante una prueba de asiento en fábrica. La prueba utiliza aire, agua o nitrógeno a una presión específica con la válvula en posición cerrada.
El resultado constituye el punto de referencia para el rendimiento de sellado de esa válvula a lo largo de su vida útil.
¿Cuáles son las tasas máximas de fuga para cada clase?
Las tasas máximas de fuga Varían mucho según la clase. Seleccionar la clase incorrecta puede provocar pérdidas de producto, incidentes de seguridad o incumplimiento de la normativa.
La siguiente tabla abarca las clases más relevantes para la selección de válvulas de mariposa:
| Clase | Estándar | Fuga máxima | Medio de prueba | Tipo de válvula típica |
|---|---|---|---|---|
| Clase IV | ANSI/FCI 70-2 | 0,01% de capacidad de flujo nominal | Aire o agua | Válvula de mariposa de alto rendimiento (HPBV), de doble desplazamiento |
| Clase V | ANSI/FCI 70-2 | 5 × 10⁻⁴ mL/min por psi por pulgada de diámetro del puerto | Agua a máxima presión diferencial | Válvula de mariposa de triple desplazamiento (TOV), asiento metálico de precisión |
| Clase VI | ANSI/FCI 70-2 | Hermético; burbujas permitidas/min según el tamaño de la válvula. | Aire o nitrógeno a 45–50 psi | Válvula de mariposa con asiento elástico (asiento blando) |
| Metal API 598 | API 598 | Gotas o burbujas por minuto: la cantidad depende del tamaño de la válvula. | Aire o agua | Todas las nuevas válvulas de aislamiento con asiento metálico. |
| API 598 Resiliente | API 598 | Fugas nulas durante la prueba de fábrica | Aire o agua | Todas las nuevas válvulas de aislamiento con asiento blando |
Las clases I a III rara vez se especifican para válvulas de mariposa. La clase IV es el mínimo práctico para diseños con asiento metálico. La clase VI es el estándar para válvulas de mariposa con asiento blando.
La clase IV permite fugas de hasta 0,01% de la capacidad de flujo nominal máxima de la válvula. La clase VI (asiento blando) limita las fugas a un número definido de burbujas por minuto según el tamaño de la válvula. A 2 pulgadas, esto equivale a 0,15 mL/min. A 8 pulgadas, aumenta a 1,70 mL/min.
NotaSiempre verifique la presión de prueba y el fluido en la hoja de datos de la válvula. Una clasificación Clase VI probada a 50 psi no es equivalente a una probada a 80 psi.
Provenir: 2Cr13, SS304, SS316, Monel
Comparación entre válvulas de mariposa con asiento blando y válvulas de mariposa con asiento metálico.
El material del asiento es el factor más importante para determinar el rendimiento de la válvula en cuanto a fugas. Ambos tipos de asiento se utilizan en condiciones de funcionamiento distintas.
Válvulas de mariposa con asiento blando
Válvulas de asiento blando Utilice materiales elastoméricos o poliméricos para los asientos. Los materiales más comunes son EPDM, NBR, PTFE, neopreno y Viton.
Cuando el disco se cierra, el asiento blando se deforma ligeramente contra el borde del disco. Esto crea un sellado hermético y que se adapta perfectamente al espacio.
Estas válvulas ofrecen un rendimiento óptimo en el tratamiento de agua, sistemas de climatización (HVAC), procesamiento de alimentos y servicios públicos en general. La presión de trabajo típica es de hasta 16 bares y la temperatura se mantiene por debajo de los 200 °C.
En medios abrasivos o de alta temperatura, no es posible lograr una estanqueidad total con asientos blandos. Por lo tanto, un asiento metálico de Clase IV es la alternativa práctica.
Clase alcanzable: Clase VI (ANSI/FCI 70-2) o cero fugas según API 598 Resilient*. Ambos califican como válvula de mariposa sin fugas bajo condiciones estándar de prueba de fábrica.
NotaAPI 598 Resilient se refiere al estándar de prueba establecido por el Instituto Americano del Petróleo (API) para válvulas con asiento blando.
Válvulas de mariposa con asiento metálico
Válvulas con asiento metálico Utilice acero inoxidable, revestimiento duro de estelita, Inconel o aleaciones similares para la superficie del asiento.
El mecanismo de sellado es por contacto metal con metal. El disco se cierra contra un anillo de asiento mecanizado con precisión. Es normal que se produzcan pequeñas fugas debido a las variaciones de la superficie.
Los asientos metálicos soportan vapor a alta temperatura, servicio criogénico, aplicaciones ignífugas y medios corrosivos. Además, ofrecen mayor resistencia a ciclos de funcionamiento intensivos.
La desventaja es una mayor fuga en comparación con los diseños de asiento blando. Para la mayoría de las aplicaciones de aislamiento críticas, la Clase IV es aceptable.
Clase alcanzable: típicamente Clase IV bajo ANSI/FCI 70-2. Las válvulas de mariposa de triple desplazamiento (TOV) con asientos rectificados con precisión pueden alcanzar Clase V.
| Característica | Asientos blandos | Asientos metálicos |
|---|---|---|
| Clase de fuga | Clase VI / API 598 Resistente (sin fugas) | Clase IV (estándar), Clase V (TOV de precisión) |
| Rango de temperatura | Hasta ~200 °C | -196 °C a 600 °C+ dependiendo de la aleación |
| Adecuación a los medios | Agua, fluidos para sistemas de climatización, líquidos aptos para uso alimentario, productos químicos suaves. | Vapor, criógenos, hidrocarburos, medios de proceso corrosivos |
| Vida útil del asiento | Moderado; el desgaste del asiento aumenta con el uso de ciclos altos. | Larga duración; resiste el desgaste bajo alta presión y temperatura. |
| Mejor aplicación | Tratamiento de agua, climatización, dosificación de productos químicos, aislamiento general | Refinería, generación de energía, GNL, servicio de seguridad contra incendios |
Factores clave que afectan las fugas de las válvulas en servicio
Fuga en el asiento de la válvula no permanece constante durante la vida útil de una válvula. Varios factores influyen en la eficacia con la que una válvula mantiene su clase nominal en condiciones reales de funcionamiento.
- Material y dureza del asiento. Los elastómeros más blandos se adaptan mejor a bajas presiones. Los metales más duros duran más, pero toleran menos imperfecciones superficiales.
- Geometría del disco. Doble y triple desplazamiento El diseño de los discos reduce la fricción de contacto con el asiento. Esto disminuye el desgaste del asiento y mejora el sellado durante muchos ciclos de funcionamiento.
- Presión diferencial. Las fugas aumentan cuando se incrementa la diferencia de presión a través de la válvula cerrada. Verifique que la clase especificada se aplique a su diferencial de operación real.
- Temperatura de funcionamiento. El calor provoca que los elastómeros se endurezcan o se deformen con el tiempo. Esto altera la geometría de contacto y reduce la eficacia del sellado.
- Compatibilidad con medios. Los fluidos corrosivos o abrasivos atacan las superficies de los asientos. La rugosidad de la superficie aumenta y, como consecuencia, se producen fugas.
- Par del actuador. Un actuador con par insuficiente impide que el disco se asiente completamente. Uno con par excesivo acelera el desgaste del asiento. Ambos resultados aumentan Fuga en la válvula de mariposa con el tiempo.
- Historial de mantenimiento. Los asientos desgastados que no se hayan reemplazado no mantendrán su clasificación de estanqueidad original. Programe inspecciones periódicas de los asientos en aplicaciones de alto ciclo o corrosivas.
¿Cómo elegir la clase de estanqueidad adecuada para su aplicación?
Elegir la clase de fuga adecuada comienza por comprender los requisitos de su proceso.
- Especifique la clase VI o la API 598 Resiliente. Para agua potable, dosificación de productos químicos y cualquier servicio donde no se acepten fugas visibles. Un diseño con asiento blando cumple con esta norma en la mayoría de las condiciones.
- Especifique la Clase IV (API 598 Metal) Para aplicaciones con vapor a alta temperatura, en entornos ignífugos y en procesos de refinería donde los elastómeros no pueden resistir.
- Considere la Clase V Solo cuando la criticidad del proceso justifica el costo adicional. Las terminales de GNL, el aislamiento de vapor de las centrales eléctricas y algunas tareas petroquímicas entran en esta categoría.
- Confirmar las condiciones de la prueba. Compruebe que la clase indicada en la hoja de datos coincida con la presión de prueba y el medio utilizado durante la inspección de fábrica.
- Solicite un certificado de prueba de fábrica. Con cada pedido, el certificado confirma que la válvula suministrada cumple con la clase especificada antes de llegar a sus instalaciones.
Conclusión
Seleccionar la clase de fuga adecuada para su aplicación protege la integridad del proceso y reduce el coste total de propiedad durante la vida útil de la válvula.
Las válvulas de mariposa con asiento blando pueden lograr una estanqueidad total. Estas válvulas, con asientos de EPDM, PTFE o NBR, cumplen con la Clase VI según la norma ANSI/FCI 70-2 y con la norma API 598 Resilient, que garantiza la estanqueidad total. Estas válvulas se consideran de estanqueidad total bajo las condiciones estándar de prueba de fábrica.
Válvula TG garantiza toda la gama de requisitos de clase de fuga. Nuestros productos de asiento blando logran una estanqueidad extremadamente baja. Fuga en el asiento de la válvula En la mayoría de las condiciones de trabajo. Están diseñados para el tratamiento de agua, climatización, aislamiento químico y servicio industrial general.
Nuestras válvulas de mariposa de alto rendimiento con asiento metálico cumplen con la Clase IV y superiores para aplicaciones exigentes en entornos térmicos, corrosivos y de seguridad contra incendios.
Todos los productos de TG Valve Antes de la entrega, nuestras válvulas se someten a pruebas de estanqueidad en fábrica. Los certificados de prueba están disponibles bajo solicitud. Nuestra fabricación cumple con la norma ISO 9001, mientras que nuestras válvulas cumplen con las normas API 609, API 607, ISO 10497 y los requisitos de marcado CE europeo.
