Los usuarios que utilizan válvulas de globo de gran diámetro a diario suelen reportar dificultades para cerrarlas en medios con una diferencia de presión relativamente grande, como vapor o agua a alta presión. Al forzar el cierre, se producen fugas y dificultan el cierre hermético. Este problema se debe al diseño estructural de la válvula y a un par de salida insuficiente para el límite de presión.

Análisis de la dificultad en la conmutación de válvulas de gran diámetro

La fuerza límite de salida horizontal del adulto promedio es de 60 a 90 kg, dependiendo de las diferentes fisiologías.

Generalmente, la dirección del flujo de la válvula de globo está diseñada para una entrada baja y una salida alta. Al cerrar la válvula, el cuerpo humano empuja el volante para que gire horizontalmente, de modo que la aleta de la válvula se mueve hacia abajo para cerrarla. En este momento, es necesario superar la combinación de tres fuerzas:

(1) Fuerza de empuje axial Fa;

(2) Fuerza de fricción Fb entre el empaque y el vástago de la válvula;

(3) La fuerza de fricción de contacto Fc entre el vástago de la válvula y el núcleo del disco de la válvula

La suma de momentos es ∑M=(Fa+Fb+Fc)R

Se puede observar que a mayor diámetro, mayor fuerza de empuje axial. Cuando está cerca del estado cerrado, la fuerza de empuje axial es casi similar a la presión real de la red de tuberías (debido a P1-P2≈P1, P2=0).

Por ejemplo, se utiliza una válvula de globo de calibre DN200 en una tubería de vapor de 10 bar, solo el primer empuje axial de cierre Fa = 10 × πr2 = 3140 kg y la fuerza circular horizontal requerida para el cierre está cerca de la fuerza circular horizontal que los cuerpos humanos normales pueden generar. límite de fuerza, por lo que es muy difícil que una persona cierre completamente la válvula en estas condiciones.

Por supuesto, algunas fábricas recomiendan instalar dichas válvulas al revés, lo que resuelve el problema de que sean difíciles de cerrar, pero también existe el problema de que sean difíciles de abrir después del cierre.

Análisis de las causas de fugas internas en válvulas de globo de gran diámetro

Las válvulas de globo de gran diámetro se utilizan generalmente en salidas de calderas, cilindros principales, tuberías de vapor y otros lugares. Estos lugares presentan los siguientes problemas:
(1) Generalmente, la diferencia de presión a la salida de la caldera es relativamente grande, por lo que el caudal de vapor también es mayor y el daño por erosión en la superficie de sellado también es mayor. Además, la eficiencia de combustión de la caldera no puede ser del 100 %, lo que provocará un alto contenido de agua en el vapor a la salida, lo que facilitará la cavitación y daños por cavitación en la superficie de sellado de la válvula.

(2) En la válvula de cierre cercana a la salida de la caldera y el subcilindro, debido a que el vapor que sale de la caldera presenta un sobrecalentamiento intermitente durante su saturación, si el tratamiento de ablandamiento del agua de la caldera no es adecuado, parte del agua suele precipitarse. Las sustancias ácidas y alcalinas causan corrosión y erosión en la superficie de sellado; algunas sustancias cristalizables también pueden adherirse a la superficie de sellado de la válvula y cristalizarse, lo que impide que la válvula selle herméticamente.

(3) En las válvulas de entrada y salida de los subcilindros, el consumo de vapor después de la válvula es alto y, a veces, bajo debido a los requisitos de producción y otras razones. Esto provoca erosión, cavitación y otros daños en la superficie de sellado de la válvula.

(4) Generalmente, al abrir una tubería de gran diámetro, es necesario precalentarla. Este proceso suele requerir un pequeño flujo de vapor para calentarla lenta y uniformemente hasta cierto punto antes de que la válvula de cierre se abra por completo y así evitar daños en la tubería. El calentamiento rápido provoca una expansión excesiva, lo que daña algunas piezas de conexión. Sin embargo, en este proceso, la apertura de la válvula suele ser muy pequeña, lo que provoca una tasa de erosión muy superior a la normal y reduce considerablemente la vida útil de la superficie de sellado de la válvula.

Soluciones a las dificultades en el cambio de válvulas de globo de gran diámetro

(1) En primer lugar, se recomienda elegir una válvula de globo sellada con fuelle, que evita la influencia de la resistencia por fricción de la válvula de émbolo y la válvula de empaque, y facilita el cambio.

(2) El núcleo de la válvula y el asiento de la válvula deben estar hechos de materiales con buena resistencia a la erosión y al desgaste, como carburo de estelita;

(3) Se recomienda adoptar una estructura de disco de válvula doble, que no causará una erosión excesiva debido a la pequeña apertura, lo que afectará la vida útil y el efecto de sellado.