MANUAL DE INGENIERIA DE DISEÑO VOLUMEN 13–III GUIA DE INGENIERIA
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90617.1.040
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MAR.94
REV.
FECHA
SELECCION DE VALVULAS
APROBADA
APROB. Eliecer Jiménez
1994
TITULO
DESCRIPCION FECHA MAR.94
20
L.T.
PAG.
REV.
APROB. Alejandro Neswki
E.J.
A.N.
APROB. APROB. FECHA MAR.94
ESPECIALISTAS
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INDICE 1 INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 APLICACIÓN DE LAS VÁLVULAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 ACCESORIOS DE VÁLVULAS Y CARACTERÍSTICAS . . . . . . . . . 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5
Conexiones de Extremos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Engranajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Derivaciones para Igualar Presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Tamaño de Válvula de Derivación Igualadora de Presión . . . . . . . . . . . . . Dispositivos Aseguradores de Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4 VENTEOS, DRENAJES Y SALIDAS PARA MUESTRAS . . . . . . . . 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Ubicación de Venteos y Drenajes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Venteos y Drenajes Indicados en el D.T.I. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexiones para Venteos, Drenajes y Servicios en Recipientes . . . . . . . Tamaño amaño Mínimo Mínimo (Pulg) (Pulg) de Cone Conexion xiones es para para Vente Venteos, os, Drenajes Drenajes y Servicios para Recipientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Selección del Tipo de Válvula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Conexiones para Muestras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5 VÁLVULAS PARA BOMBAS Y COMPRESORES . . . . . . . . . . . . . . 5.1 5.2 5.3
3 3 6 6 6 7 7 8
8 8 9 9 9 10 10
10
Válvulas para Bloqueo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Válvulas de Retención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Omisiones de Válvulas de Retención . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
10 11 12
6 VÁLVULAS EN RECIPIENTES E INTERCAMBIADORES . . . . . . .
12
6.1 6.2
Ubicación de Válvulas para Bloqueo en Torres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requ Re queri erimie miento ntos s de Válv Válvula ulas s para para Blo Bloque queo oyU Ubic bicaci ación ón en en Recipientes e Intercambiadores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Omisión de Válvulas para Bloqueo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
12
7 VÁLVULAS EN SISTEMAS DE VAPOR Y CONDENSADO . . . . . .
14
6.3 7.1 7.2
13 14
Válvulas para Bloqueo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Extremos de Salida de Válvulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14 15
8 VÁLVULAS EN ESTACIONES DE CONTROL . . . . . . . . . . . . . . . . .
15
8.1 8.2 8.3 8.4 8.5 8.6
Válvulas de Control Automático . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Vá V álvulas de Desvío . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Válvulas para Bloqueo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Requerimientos de Válvula de Drenaje . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Guía Guía para para el Uso Uso de Válvul Válvulas as de de B Bloq loque ueo o y Desv Desvío ío en en Válvulas de Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Factor Económico de Decisión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15 15 15 16 16 17
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Limitaciones por Velocidad del Sonido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Válvulas de Control de Tres Pasos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
9 APLICACIÓN MISCELÁNEA DE VÁLVULAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9.1 9.2 9.3 9.4 9.5 9.6
17 17
18
Medidor de Area Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prevenci ón de Contaminació Contaminaci ón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Servicios Generales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Sistemas de Combustible . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Límites de Baterí Bater ía (aislamiento) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Prevenci ón de Sifó Sifón . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
18 18 18 18 18 19
10 ESPECIFICACIONES DE MATERIAL MATERIAL PARA PARA VÁLVULAS . . . . . . .
19
10.1 Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
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11 PERFOR PERFORACI ACIONE ONES S “TAPPING”DE VÁLVULAS . . . . . . . . . . . . . . . .
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INTRODUCCIÓN Esta guí guía tiene el propó prop ósito de familiarizar al ingeniero con el tipo b ásico de válvula recomendada para uso en servicios espec íficos, y de esta manera promover la normalizació normalizaci ón de su selecció selecci ón y aplicació aplicaci ón. Sin embargo, se debe entender que las caracterí caracter ísticas individuales del fluido tambi én influenciará influenciar á la selecció selecci ón y puede causar desviaciones del patr ón recomendado. En el aná an álisis final, los procedimientos normales deben ser tratados con un buen juicio de ingenierí ingenier ía.
2
APLICACIÓN DE LAS VÁLVULAS
2.1
En general, las vá válvulas de bloqueo usadas para aislar equipos o unidades, deben ser de compuerta, bola o de tap ón lubricado. Las vá v álvulas de control manual deben ser del tipo globo. Las vá válvulas de compuerta no deben ser usadas en servicios de estrangulamiento debido a la alta proporci ón de erosió erosi ón de la compuerta y asiento, particularmente a una tasa baja de flujo. Otros tipos de válvulas tales como diafragma, compuerta de cu ña, mariposa, etc., pueden ser usadas cuando sean favorables para aplicaciones espec íficas. El tipo de vá v álvula seleccionada debe ser indicada en el diagrama de flujo de tuber ías e instrumentació instrumentaci ón.
2.2
Las vá válvulas de tapó tap ón de paso completo o bola deben ser usadas en lugar de válvulas lvul as de compuerta en en los servicios servicios donde se pueda asentar só s ólidos y prevenir el atascamientos de la cuñ cu ña. Las válvulas de tapó tapón lubricado pueden ser usadas para gases y lí l íquidos de hidrocarburos livianos. Las v álvulas de mariposa pueden ser empleadas para servicios de agua de enfriamiento siempre que sea factible por su bajo costo, poco requerimientos de espacio y mantenimiento, especialmente en diá di ámetros grandes, generalmente 3” 3 ” y mayores.
2.3
Se debe evitar el uso de v álvulas de globo en diá di ámetros de 3” 3” y mayores ya que su costo es prohibitivo, a menos que exista un requerimiento de estrangulamiento.
2.4
La Tabla 1 menciona 1 menciona varias caracterí caracter ísticas, usos y limitaciones de la mayor ía de los tipos bá b ásicos de vá válvulas. Esta informació informaci ón ayudará ayudará en la selecció selecci ón de un estilo particular comprendido dentro de un grupo de tipo b ásico de vá válvulas donde la selecció selecci ón es delegada al ingeniero (ejemp. v álvulas de retenció retenci ón oscilante versus retenció retenci ón de bola, etc.).
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2.5
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Tambié También se debe tomar en cuenta que la Especificaci ón de Ingenierí Ingeniería de Tuberí Tubería está estándar listará listará los tipos de vá v álvulas permitidos para cada clase de tuberí tuber ía. Si no se puede hacer una selecció selecci ón satisfactoria de las opciones allí all í tabuladas, al Gerente de Ingenierí Ingenier ía de Proyectos debe ser consultado para determinar si otro tipo de vá válvula puede sustituir la de la especificaci ón. TABLA 1. COMPARACION DE TIPOS BASICOS DE VALVULAS
TIPO DE VALVULA
CARACTERISTICAS FISICAS
Compuerta
Globo
Angulo (90 ) °
°
USO
LIMITACIONES
Tapó apón
Tapón ahusado con orificio de forma igual al interior del cuerpo de la vá válvula, válvula abre y cierra con mí mínima rotació rotación. 1/4 de vuelta requerido para abrir y cerrar completamente. Se hacen tres tipos de cuerpos; patró patrón corto, regular o vé vénturi. Las de patró patrón corto tienen las mismas dimensiones de caras que la vá válvula de compuerta y se prefiere para la mayorí mayor ía de los servicios. El patró patrón vé vénturi produce menos caí caída de presió presión y es usada cuando una caí caída mí mínima de presió presión es esencial.
General: Servicio de abierto – cerrado. cerrado. Cierre más positivo que la vá válvula de compuerta. Tambié También puede ser usado para estrangulamiento pero sus caracterí características no son tan satisfactorias como las de globo para tales servicios. Para servicio de baja caí caída de presió presión. Los asientos no expuestos eliminan la corrosió corrosión y erosió erosión.
Pueden ser difí difíciles de operar.
(A) (A) Lubr Lubric icad ada a
El tor torni nill llo o en el el tope tope del del tap tapó ón es usado para forzar el lubricante dentro de la ranura en el tapó tapón y hacia el fondo de la cámara, fuerza el tapó tapón ligeramente fuera del asiento. Unicamente 1/4 de vuelta es necesario para abrir y cerrar.
Usos los mensionados mensionados en “General” General” arriba y puede ser usadas en servicios donde la lubricació lubricación no constituye una desventaja. Usada para servicios crí críticos donde se requiere reempacar bajo presió presión.
La lubricació lubricación puede producir contaminació contaminación indeseable en productos de alta pureza. La lubricació lubricación requiere un extra esfuerzo. El lubricante determina la temperatura máxima de servicio (659 a 1000 F)
El mecanismo de leva levanta el tapó tapón y lo guí guía sin fricció fricción entre el tapó tapón y el asiento. Se requiere girar girar la palanca a 3/4 para abrir o cerrar.
Ver usos “General” General” arriba. Usada para servicios donde no es conveniente la lubricació lubricación o la temperatura excede los lí límites del tapó tapón lubricado. Excelente para servicio corrosivo requiriendo cubiertas y aleaciones especiales.
No reempacable bajo presió presión; no ofrece un sellado tan positivo como el tapó tapón lubricado.
(B) No Lubricada
°
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TIPO DE VALVULA
CARACTERISTICAS FISICAS
USO
LIMITACIONES
Válvulas de Bola
Relacionada con vá válvulas de tapó tapón excepto que el elemento mó móvil es una bola. Usan asientos elá elásticos. Requiere 1/4 de vuelta desde la posició posición de completamente abierta a completamente cerrada.
Similar a vá válvulas de tapó tapón – caí caída de presió presión baja a travé través de la válvula. Vá Válvula de paso completo reduce la retenció retención de só sólidos.
Generalmente limitada a rangos de temperatura debido a los asientos elastomé elastoméricos. Da un cierre má más ajustado que el tapó tapón ya que la presió presión fuerza la bola hacia el asiento.
Válvulas de Retenció Retención
General: Previene retroflujo en las tuberí tuberías.
(A) Retenció Retención Oscilante
El flujo mantiene la compuerta oscilante abierta, mientras que la gravedad y el reflujo la cierra. El tipo basculante es pivoteada en el centro y asegura un cierre sin brusquedad. Palancas y pesas externas son usadas en vá v álvulas de retenció retención oscilante normales cuando se requiere mayor sensibilidad para cambios en el flujo.
Donde se requiera una caí caída de presió presión mí mínima. Mejor para lílíquidos y para diá diámetros grandes de tuberí tuberías.
No es adecuada para tuberí tuber ías sujetas a flujo de pulsació pulsación. Algunos estilos sólo operan en posició posición horizontal.
(B) Retenció Retención de Mariposa
Tipo Doble alerta, resorte de compensació compensación.
Menor caí caída de presió presión que en la de Retenció Retención oscilante. Tipo pastilla (waffer) (colocada entre bridas de la tuberí tubería), no requiere bridas en sí sí (podrí (podría ser má más econó económica).
No es adecuada en tuberí tuber ías de flujo pulsante. Puede aumentar los problemas de alineamiento de tuberí tubería.
(C) Retenció Retención de pistó pistón
Patró Patrón de flujo igual al de Vá Válvula de Globo. El flujo fuerza el pistó pistón hacia arriba y hacia atrá atrás y la gravedad lo regresa al asiento.
Buena para vapores, vapor de agua y agua. Adecuada para flujo pulsante.
Muchos diseñ diseños para servicio horizontal solamente. No comú común en diá diámetros mayores de 6 pulgs. No recomendado para servicios que depositan só sólidos.
(D) Retenció Retención de Bola
Retenció Retención de cierre vertical que consiste de una bola y guí guías.
Detiene el reflujo má más rá rápidamente que las otras. Buena para lí l íquidos viscosos con depó dep ósitos só sólidos residuales que podrí podr ían impedir el uso de otro tipo de vá válvula. Es posible instalarla horizontal o verticalmente.
No comú común en diá diámetros mayores de 6 pulgs. No adecuada en tuberí tuberías sujetas a flujo pulsante. Puede actuar como dispositivo de limitació limitación de flujo.
Aguja
Similar a la de globo excepto que el tapó tapón es puntiagudo en el extremo. Las Válvulas de acero son frecuentemente hechas de barras.
Válvulas de 2” 2” y menores para uso en plantas piloto y equipo de escala de banco y servicios de instrumentos. Buena para control normal de flujo. Conexió Conexión de cubierta con unió unión esmerilada preferiblemente.
No siempre es posible o deseable un cierre positivo. En algunos diseñ diseños, el asiento es rayado si el cierre resulta muy ajustado.
Control Automá Automático
Similar en principio a la vá válvula de globo pero construí construída con la precisió precisión necesaria para un control automá automático exacto. La presió presión aire actua sobre el diafragma haciendo que se mueva el vástago, abriendo o cerrando el orificio de la vá válvula. La presió presión de aire es controlada con un instrumento de medició medición primario. El tapó tapón de la válvula es ahusado (para bó b ólico) o tiene orificios – V para darle la caracterí característica de estrangulamiento deseada. Las válvulas de doble orificio tienen una mejor rango de control y requieren só s ólo un pequeñ pequeño esfuerzo para mover el vástago.
Control automá automático de flujo y presió presión en procesos.
El costo inicial es alto, pero en muchas áreas del mundo representa un ahorro en mano de obra y mejora los resultados de operació operaci ón que compensan ampliamente los costos iniciales. Sin embargo no se justifica para producció producción a pequeñ pequeña escala o prueba. Las vá válvulas de doble orificios no son muy buenas para cierres ajustados.
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TIPO DE VALVULA
CARACTERISTICAS FISICAS
USO
LIMITACIONES
Control Automatico Auto Regulada
Elemento sensitivo y vá v álvula de control en una misma unidad.
Donde el control local es satisfactorio, como en estaciones de reducció reducción de presió presión para servicios de uso general.
Requiere reajuste local para cualquier cambio necesario en el flujo aguas abajo o condiciones de presió presión.
Válvula de diá diáfragma sin Empacar
El diá diáfragma sella la cubierta, previniendo la comunicació comunicaci ón del fluido con la cubierta o vá vástago. El elemento del asiento puede ser un diá di áfragma de disco separado o un diá di áfragma só sólido puede servir como en dispositivo para cierre.
Para servicio de fluidos tó tóxicos volá volátiles y corrosivos o donde no se puede tolerar alguna pé pérdida por filtració filtración. En este diseñ diseño se producen vá válvulas plá plásticas. Las válvulas de acero y hierro colado recubiertas de goma, tefló teflón, vidrio, etc. está están disponibles.
Selecció Selección de diá diáfragmas está está limitada a materiales de goma o plá plástico que no puedan soportar temperaturas por encima de 100 F u operar efectivamente bajo presiones sub – atmosfé atmosféricas.
Válvula de Mariposa
Disco circular pivoteando en su centro y abertura con un giro de 1/4 de la palanca externa. Operadores de engranaje disponibles para diá diámetros grandes.
Donde se requiera una caí caída de presió presión mí mínima y dimensiones de caras iguales, el bajo costo es un factor, como tambié también la rapidez con que se abre. Puede ser usada para estrangulació estrangulación.
No siempre es posible un cierre positivo excepto cuando el disco o asiento está están revestidos con elastó elastómeros adecuados.
Válvula de Alivio
La vá válvula abre automá automáticamente cuando la fuerza en el asiento excede la del resorte. Regresa a su posició posición de cierre cuando la presi presió ón cae por debajo de la presió presión fijada.
Para proteger equipos y recipientes de presiones excesivas.
Requiere inspecció inspección perió periódica para asegurar su capacidad de operació operaci ón
Disco de Ruptura
El diafragma de metal delgado se rompe al alcanzar la presió presi ón pre – diseñ diseñada.
Para proteger equipos y recipientes de presiones excesivas cuando el mantenimiento es difí difícil y la presió presión excesiva ocurre con poca frecuencia.
El diá diáfragma debe ser cambiado despué después que ocurra un exceso de presió presión. Recipientes completamente depresurizados y pé p érdida de inventario como resultado de una ruptura del disco. El sistema debe ser cerrado para reemplazar el disco roto a menos que se haya instalado una válvula de bloqueo C.S.O. en la entrada del R.D.
°
ACCESORIOS DE VÁLVULAS Y CARACTERÍ STICAS STICAS
3 3.1
Conexiones de Extre tremos Las conexiones en los extremos de la v álvula deben estar de acuerdo con lo indicado en la clase de material aplicable seg ún la Especificació Especificaci ón de Ingenierí Ingenier ía de Tuberí Tuberías.
3.2
Engranajes Los engranajes, como los suministrados por los fabricante de v álvulas debe ser instalados en vá v álvulas grandes satisfaciendo las siguientes condiciones (Esta informació informaci ón es normalmente incluida en la Clase de Tuber ía de la Especificació Especificaci ón de Ingenierí Ingenier ía):
3.2.1
La válvula va a ser usada en condiciones de servicio que requieran que ésta se abra y cierre tan rá r ápidamente como sea posible, posible, en el caso de mal funcionamient funci onamiento o o interrupció interrupci ón de la operació operaci ón de una parte asociada a la unidad.
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3.2.2
3.2.3
3.3 3.3
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El tamaño de la vá v álvula sea mayor que los siguientes di ámetros: Clase
150
–
10”” 10
Clase
300
–
10”” 10
Clase
600
–
8”
Clase
900
–
8”
Clase
1500
–
6”
Clase
2500
–
4”
La ubicaci ón de la vá v álvula y accesibilidad tambié tambi én pudiera ser un factor. Las válvulas para las cuales se deban suministrar engranajes ser án indicadas en los diagramas de flujo aplicables y Listados de Tuber ía.
Deri Deriva vaci cion ones es para para Igua Iguala larr Pres Presió ión n Las vá válvulas deben estar provistas de una derivaci ón para igualar presió presi ón, consistente en una vá v álvula de bloqueo bloqueo tipo globo, dimensionada como como se indica en la Tabla de abajo, cuando exista una presi ón diferencial a travé trav és de dicha válvula cerrada de aproximadamente igual a la presi ón nominal de ésta.
3.4 3.4
Tam amañ año o de Vál Válvu vula la de de Deri Deriva vaci ción ón Igu Igual alad ador ora a de Pre Presi sión ón Válvula de compuerta Tamaño –Pulgs.
Clase 150
Clase 300
Clase 400
Clase 600
Clase 900 y mayores
4
–
–
–
–
3/4
6
–
–
–
3/4
3/4
8
–
–
3 /4
3/4
3/4
10
–
1
1
1
1
12
1
1
1
1
1
1 4 a 20
1 – 1/2
1 – 1/2
1 – 1/2
1 – 1/2
1 – 1/2 1/2
24 y mayores
2
2
2
2
2
Las vá válvulas que necesiten derivaci ón será serán indicadas en los diagramas de flujo de tuberí tubería e instrumentos.
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3.5 3.5
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Disp Dispos osit itiv ivos os Aseg Asegur urad ador ores es de V á l vulas álvulas Los dispositivos aseguradores deben ser instalados en v álvulas que deban permanecer abiertas o cerradas, como sea requerido seg ún alguna de las siguientes condiciones: – Operació Operaci ón normal. – Condiciones de emergencia. – Códigos. – Especificaciones de Trabajo. El aseguramiento de una vá v álvula puede efectuarse mediante tarjetas de sello u otro mecanismo especialmente diseñ dise ñado. Todos los requerimientos de aseguramiento deben ser indicados en las hojas de tuber ías e instrumentos de flujo.
4
VENT VENTEO EOS, S, DR DREN ENAJ AJES ES Y SA SALI LIDA DAS S PAR PARA A MUES MUESTR TRAS AS
4.1
Ubicació n de Venteos y Drenajes La ubicació ubicación de venteos y drenajes deben generalmente realizarse como se describe a continuació continuaci ón.
4.1. 4.1.1 1
Los venteos con v álvulas y conexiones de drenajes deben ser instalados en todos Los los equipos que no tengan venteos o drenajes propios. Las conexiones pueden estar ubicadas en el equipo si es prá pr áctico; pero preferiblemente deber ían ser ubicadas en las tuber tuberíías conectadas donde no existan v álvulas o bloques entre la conexió conexión de venteo o drenaje y el equipo. Los venteos y drenajes para bombas en servicios que contengan s ólidos abrasivos deben estar ubicados en las tuberí tuberías de conexió conexi ón.
4.1.2 4.1 .2
Las conexio conexiones nes para venteos venteos en punt puntos os altos altos de trampas trampas en tube tuberr ías, deben tener vá válvulas cuando éstas sean requeridas para cumplir prop ósitos operacionales y taponadas (omitir la v álvula) si só sólo se requiere para propó prop ósitos de prueba hidrostá hidrost ática.
4.1.3 4.1.3
Las con Las conexi exion ones es para para dre drenaj najes es con con vá v álvulas deben ser instaladas en los puntos bajos de las tuberí tuber ías ubicadas por encima del nivel del suelo.
4.1. 4.1.4 4
Los d Los dre rena naje jes s y vent venteo eos s con con v álvulas sencillas deben ser instalados con tapones o bridas ciegas, exceptuando los drenajes con camisa, frecuentemente usados para bombas en servicios no vol átiles que está est án dirigidos a un canal o cloaca abierta.
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4.1.5 4.1 .5
Los venteos venteos en carca carcasa sa de de bombas bombas que que m mane anejan jan mater materiale iales s cerca cerca de su su punto punto de inflamació inflamación deben ser dimensionados apropiadamente para l íquidos inflamables y/o enviados por tuber ía a un recipiente o tuberí tuber ía en operació operaci ón, tuberí tubería de alivio o purga o cualquier otra área de seguridad.
4.1.6
Tuberías de succió succi ón o descarga de bombas deben ser drenadas a trav és de válvulas ubicadas en el punto bajo de la carcaza de la bomba, siempre que sea posible.
4.2 4.2
Vente enteos os y Dre Drena naje jes s Ind Indic icad ados os en el D.T D.T.I. .I. Los diseñ diseñadores de Tuberí Tuber ías instalará instalarán automá automáticamente venteos en los puntos altos y drenajes en los puntos bajos de las l íneas. Estos deberá deber án tener un tamañ tamaño mínimo de 3/4” 3/4”. Estos no tienen que ser mostrados en los DTI. Sin embargo, si se requieren venteos o drenajes especiales en ubicaciones particulares, o las tomas requeridas deben ser mayores de 3/4 ”, estos deben ser indicados en el DTI. Casos tí típicos de estos son:
4.2.1
Todas las v álvulas conectadas a equipos deben ser de la misma dimensió dimensi ón de la conexió conexión del equipo. Siempre que sea posible, las v álvulas deben estar ubicadas en la boquilla del equipo.
4.2.2 4.2.2
Tod odas as las las cone conexio xione nes s de dren drenaje ajes s con con vá v álvulas en tuberí tuber ías para servicios que contienen fluidos sucios o abrasivos o materiales de alta viscosidad cuando est án frí fríos, deben ser de 1” 1 ” como mí mínimo.
4.3
Conex Conexion iones es para para Venteos enteos,, Dren Drenaje ajes s y Serv Servici icios os en en Recip Recipien iente tes s Las conexiones para drenajes y venteos de recipientes deben tener el tama ño dado en la tabla de abajo. Se hace notar que en en el caso de dos o m ás recipientes que está están conectados sin vá v álvula entre ellos y que tienen un punto alto o bajo en comú común, se procede a emplear una sola v álvula de venteo o drenaje, usando un volumen combinado para los criterios de dimensionamiento.
4.4
Tamañ o M í nimo (pulg.) de Conexiones para Venteos, Drenajes y í nimo Servicios para Recipientes Para convertir a m 3 multiplique pie 3 por 0,02382 Conexi ón Servicio
Venteos
Bombeo
Drenajes
Purgas
50 y menores
1
3 /4
1
1
2
sobre 50 a 200
1
1
1 – 1/2
1 – 1/2
3
sobre 200 a 600
1
1
2
2
3
sobre 600 a 2500
2
1 – 1/2
3
3
4
sobre 2500
3
2
3
3
4
Volumen de Recipiente, Pie3
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4.5
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Selecció n del Tipo de V á l vula álvula Las vá válvulas en venteos de operaci ón y conexiones de drenaje deben ser como sigue:
4.5. 4.5.1 1
Servic Serv icio ios s con con Clas Clasif ific icac acii ón ANSI Clase 600 o menor; una v álvulas de bloqueo sencilla.
4.5. 4.5.2 2
Servic Serv icio io con con Cla Clasi sifi fica caci ció ón ANSI Clase 900 y mayor, globo sencillo, (venteo solo), tapó tap ón lubricado; o dos vá v álvulas de compuerta.
4.5. 4.5.3 3
Servic Serv icio ios s de de hid hidro roca carb rbur uros os l íquidos con una presió presi ón de vapor sobre 6 Lppca a 100 F; una vá válvula de bola sencilla o dos v álvulas de compuerta. °
4.5. 4.5.4 4
4.6 4.6
Serv Se rvic icio io de flui fluido dos s cá cáusticos una vá v álvula de bola sencilla o tap ón lubricado.
Conexio xiones para Muestra stras s El tamañ tamaño mí mínimo de las vá v álvulas para conexiones para muestras ser á de 3/4” 3/4” y de la siguiente configuraci ón:
4.6. 4.6.1 1
Servic Serv icio ios s con con clas clasif ific icac acii ón ANSI Clase 600 o menor; una vá v álvula de compuerta sencilla.
4.6. 4.6.2 2
Servic Serv icio ios s con con clas clasif ific icac acii ón ANSI Clase 900 y mayor; v álvulas de globo simple (solo venteo), tapó tap ón lubricado o dos compuertas.
4.6. 4.6.3 3
Servic Serv icio ios sd de e hid hidro roca carb rbur uros os l íquidos con una presió presi ón de vapor sobre 65 Lppca a 100 F, una vá válvula de bola sencilla o una de compuerta aguas arriba y de globo aguas abajo. °
4.6. 4.6.4 4
5
Serv Se rvic icio ios s de de flu fluid idos os c áusticos, una de bola sencilla o de tap ón lubricado.
VÁLVULAS PARA BOMBAS Y COMPRESORES
5.1
Vá lvulas lvulas para Bloqueo Generalmente, las vá v álvulas para bloqueo se deben instalar de la siguiente manera:
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5.1.1
Válvulas para bloqueo deberá deber án ser instaladas en las tuber ías de succió succi ón y descarga de bombas, compresores u otro equipo que deba ser aislado para efectuarle mantenimiento mientras que otras unidades contin úan en operació operaci ón.
5.1. 5.1.2 2
Los com Los compr pres esor ores es de debe berr án estar provistos de vá v álvulas para bloqueo del mismo tamañ tamaño de la lí línea con una conexió conexi ón de venteo dentro de los bloques.
5.1.3
Válvulas para bloqueo en lí l íneas de succió succi ón de bombas deben ser del mismo tamañ tamaño de la tuberí tuber ía.
5.1.4
Las válvulas en las tuberí tuber ías de descarga de bombas deben preferiblemente, corresponder con el tamañ tama ño de la boquilla de descarga de dicha bomba. Si el tamañ tamaño de la vá v álvula no es igual al de la tuber ía, esto debe ser indicado en el diagrama de flujo. En todo caso, la ca ída de presió presi ón y velocidad a trav és de la válvula debe ser consistente con los requerimientos del sistema individual y buenas prá prácticas de diseñ dise ño.
5.1.5 5.1 .5
Se deb deben en de deja jarr pre previ visi sion ones es en la tub tuber eríía que se conecta a las boquillas de succi ón y descarga de la bomba, que permitan mover la bomba o el motor sin tener que desmontar las vá válvulas de bloqueo. Para este prop ósito, se considera favorable el uso de vá v álvulas, carretes, accesorios o filtros bridados que puedan ser conectados a la boquilla.
5.2
ón Vá lvulas lvulas de Retenci ó n Generalmente, las vá v álvulas de retenció retenci ón deben proveerse para los servicios o condiciones descritos a continuaci ón:
5.2.1
Las válvulas de retenció retenci ón deben ser instaladas en la tuber ía de descarga individual de compresores centr ífugos, bombas rotativas y bombas centrí centr ífugas verticales u horizontales, cuando los compresores o las bombas descarguen a un sistema presurizado del cual el lí l íquido o gas pudiera producir un reflujo a trav és del compresor o la bomba. Las bombas para servicios calientes (temperatura del fluido sobre 350 F) deben estar provistas de una vá v álvula en derivació derivaci ón de 3/4” 3/4”, alrededor de la vá v álvula de retenció retenci ón para mantener la bomba caliente y lista para dar servicio; los gobernadores “G” de válvulas de retenció retenci ón deberá deberán ser preforados donde sea posible. °
5.2.2
Se requieren vá válvulas de retenció retenci ón en las tuberí tuber ías individuales de descarga de: – – – –
5.2.3
Bombas que tienen reserva instalada. Bombas en torres de enfriamiento. Circuitos de bombas con arranque autom ático. Circuitos donde una falla de bomba unida a una falta de v álvula de retenció retenci ón pudiera trastornar el proceso.
También se requieren vá v álvulas de retenció retenci ón en circuitos donde el reflujo puede someter a la bomba a una de las siguientes condiciones.
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– Un aumento de temperatura del lí l íquido a má más de 200 F por encima de la temperatura de bombeo. – Vaporizació Vaporizaci ón del lí líquido desde la temperatura normal del sistema de descarga aguas abajo. – Una presió presión diferencial mayor que la diferencial normal de la bomba. °
5.2.4
Válvulas de retenció retenci ón son usadas para evitar el sif ón.
5.2.5
Las válvulas de retenció retenci ón será serán usadas como protecció protecci ón adicional ademá adem ás de la válvula para bloqueo, donde exista una condici ón peligrosa para el personal que trabaje en mantenimiento de bombas o compresores fuera de servicio.
5.2.6
Las válvulas de retenció retenci ón deben ser ubicadas aguas arriba de la v álvula para bloqueo de descarga y cerca de la boquilla de la bomba.
5.3
álvulas ón Omisiones de V á l vulas de Retenci ó n Las omisiones de vá v álvulas de retenció retenci ón pueden ser consideradas mediante el aná an álisis de factores/condiciones descritas a continuaci ón:
5.3.1
Aunque es dif ícil de describir excepto para el estudio de circuito individual, la omisió omisión de una vá v álvula de retenció retenci ón puede ser considerada cuando los efectos producidos por la falla del motor y condiciones de arranque y parada no ofrezcan peligro pelig ro para el personal o el equipo. Los circuitos cerrados del compresor, donde la falla del motor no provoque una rotaci ón inversa, ofrecen tal posibilidad, sin embargo los compresores no deberí deber ían ser expuestos a temperaturas por debajo o por encima de los lí l ímites de diseñ diseño. Las temperatura temperatura resultantes así as í como los efectos de presió presi ón, debido a la omisió omisi ón de una vá válvulas de retenció retenci ón, deben ser estudiados.
5.3.2 5.3 .2
Otros Otros factor factores es que que deb deben en ser ser consid considera erados dos para para omit omitir ir una una v álvulas de retenció retenci ón son la posible necesidad de un sistema adicional de v álvulas de alivio, la capacidad de arrancar un equipo paralelo o auxiliar; el efecto producido por la falla del motor sobre el equipo asociado.
5.3.3
No se requie uieren ren v álvula de retenció retenci ón para: – Rehervidores, reflujo y varios circuitos de bombas alrededor de una misma torre, a menos que la bomba sea instalada con una auxiliar. – Circuitos cuya presió presi ón de direcció direcci ón pueden ser igual o menor que la presi ón de succió succión de la bomba y no exista posibilidad de causa para alta velocidad o rotació rotaci ón inversa sostenida causada por reflujo.
6
VÁLVULAS EN RECIPIENTES E INTERCAMBIADORES
6.1 6.1. 6.1.1 1
á lvulas Ubicació n de V á lvulas para Bloqueo en Torres Gen ener eral alme ment nte e las v álvulas en torres deben ser ubicadas directamente o cerca de las boquillas de estas, a menos que existan interferencias f ísicas que impidan la
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operació operaci ón apropiada de las vá v álvulas. Las vá v álvulas no deben ser ubicadas dentro de las faldas del recipiente. 6.1.2
Las válvulas no necesitan ser instaladas directamente a las boquillas de conexiones de tuberí tuber ías a recipientes, si en consecuencia surge la necesidad de agregar una plataforma solamente para poder tener acceso a las v álvulas. Esto requiere que otra ubicació ubicaci ón adecuada esté est é disponible.
6.1.3
Las válvulas para todas las conexiones descritas en el p árrafo 6.1.2 arriba, deben estar dentro de un radio horizontal de 12.000 mm (40 pies) de la conexi ón del recipiente. La vá válvula debe ser de fá f ácil acceso para su operació operaci ón (con o sin el uso de rueda de cadena).
6.2 6.2.1
Requerimientos de V á l vulas para Bloqueo y Ubicaci ó álvulas ón en Recipientes e Intercambiadores Recipientes y Tanques de Almacenaje – Las tuberí tuberías de llenado y descarga del recipiente deben ser instaladas con un mínimo de conexiones bridadas y accesorios. – En todas las boquillas de tanques, excepto aquellas para venteos atmosf éricos en tanques de almacenaje de techo fijo, deben instalarse v álvulas de compuerta.
6.2.2
Intercambiadores Válvulas para bloqueo deben ser instaladas en el lado del agua de enfriamiento de las unidades intercambiadoras, de la siguiente manera: – Intercambiadores que son esenciales para la operaci ón de la unidad deben tener una vá válvula de estrangulamiento en el lado de la salida y una v álvula para bloqueo en el lado de entrada. – Los intercambiadores que tengan vá v álvulas de aislamiento para inspecciones frecuentes y limpieza durante la operació operaci ón de la unidad, deber deberá án ser provistos de vá válvulas para bloqueo tanto en ambas tuber ías de entrada para los medios de calentamiento y enfriamiento.
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7.1.5 7.1 .5
En toda todas s las las conex conexione iones s de de los los cabeza cabezales les de vapor vapor.
7.1.6
Válvulas para bloqueo y retenció retenci ón sencilla, será ser án instaladas como mí m ínimo adyacentes a punto de inyecci ón de vapor en cualquiera de las corrientes de proceso donde la contaminació contaminaci ón del sistema de vapor pueda ocurrir. Donde se puedan causar serios dañ da ños debido a la contaminació contaminaci ón, se recomienda agregar una segunda vá v álvula de retenció retenci ón.
7.2
álvulas Extremos de Salida de V á l vulas Todos los extremos de salida de v álvula, en servicio de vapor y proceso que no se conecten al sistema de tuberí tuber ía, deben estar provistos de un apropiado cierre de extremo tal como un tapó tap ón macho, niple con tapa atornillada o brida ciega.
8
VÁLVULAS EN ESTACIONES DE CONTROL
8.1
Vá lvulas lvulas de Control Autom á t ico ático Las vá válvulas de control automá autom ático será serán normalmente instaladas ya sea con operador manual (volante), o vá v álvulas de bloqueo para aislar y una v álvula de desví desvío para estrangulamiento manual cuando la v álvula de control esté est é fuera de servicio.
8.2
Vá lvulas lvulas de Desv í o ío
8.2.1
Las válvulas de desví desv ío deben ser dimensionadas para ofrecer por lo menos la misma capacidad de la vá v álvula de control y será ser án vá válvulas de globo en tamañ tama ño hasta 4” 4”. Las vá válvulas de desví desv ío mayores de 4” 4 ” será serán de compuerta o, si se requiere una regulació regulaci ón estricta de flujo, se seleccionar á con la ayuda del Ingeniero de Instrumentació Instrumentaci ón.
8.2. 8.2.2 2
En aq aque uellllos os caso casos s en en que que la v álvula de desví desvío, no sea de globo, ésta será será dimensionada de manera que el C v se aproxime mucho a la de la vá v álvula de control. El Anexo I al final de esta gu ía se usará usará para determinar el C v de las válvulas de globo y compuerta. El Anexo I indica que el C v para vá válvulas de compuerta completamente abierta es bastante grande y normalmente exceder á el Cv de la misma vá v álvula de control. Para ayudar a seleccionar el tama ño de la válvula de desví desvío, el Cv de las vá válvulas de compuerta en la posició posici ón de 1/4 de apertura, está est á tambié también indicado. El tamañ tama ño de la vá v álvula de desví desv ío será será confirmado despué despu és de que el control es seleccionado.
8.3
Vá lvulas lvulas para Bloqueo Las vá válvulas para bloqueo requeridas será ser án de compuerta o bola, a menos que las especificaciones de materiales del proyecto o circunstancias especiales
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dictaminen otra cosa. La siguiente tabla sirve de gu ía para la selecció selección del tamañ tamaño de válvulas para bloqueo. Se debe tener cuidado para evitar reducciones del tamañ tamaño de la vá válvula que no signifiquen un ahorro en el costo (debido al uso adicional de reductores o al incremento en la cantidad de soldaduras requeridas). Tamaño Válvulas de Control
Tama ño Válvulas de Bloque *
Un tama tamañ ño menor que el de la tuberí tuber ía.
Tamaño de tuberí tubería
Dos tamañ tamaños menor que el de la tuberí tuber ía.
Un tamaño menor que el de la tuberí tuber ía
Tres o má más tamañ tamaño os s menores menores que que el el de de la la tuberí tubería
D Dos os ttamañ tama ama ños mayores que el de la válvula de control.
8.4
Requerimientos de V á l vula de Drenaje álvula Cuando se instalan v vá álvulas de desví desvío y bloqueo, tambié tambi én se colocará colocará una vá válvula de drenaje de 3/4” 3/4 ” entre el bloqueo aguas arriba y la v álvula de control para lograr el drenaje completo del mú m últiple de control y para descompresi ón.
8.5
Guí a para el Uso de V á l vulas de Bloqueo y Desv í lvulas de álvulas í o en V á á lvulas Control El uso de vá v álvulas para bloqueo y desví desv ío no es obligatorio en todos los servicios y el uso indiscriminado de estas v álvulas podrí podr ían aumentar el costo capital innecesariamente a la planta. Las siguientes observaciones podr ían servir de guíía para el momento de tomar una decisi ón: gu
8.5.1
Casos tí picos picos donde se requiere v álvulas para bloqueo y desv í o – Servicio ácido, cá cáustico, fenol u otro servicio corrosivo donde el per íodo de vida de la vá válvula de control pudiera ser menor que el de mantenimiento normal de la planta. Esto incluye la posibilidad de mal funcionamiento, debido a corrosi ón, erosió erosión, cavitació cavitaci ón, etc. – Servicios que contienen fluidos de alta viscosidad o aquellos que contienen sólidos abrasivos. Se debe tener cuidado para asegurar que las l íneas de paso no se tapen mientras no esté est én en uso. – Servicios donde la velocidad a trav és de la vá válvula de control es o esté est é cerca de la velocidad del sonido. – Servicio de agua de suministro a calderas, estaciones de disminuci ón de vapor, vapor de alta presió presi ón u otras corrientes de servicio o de proceso, vitales para operaciones continuas de la planta. – Otros requerimientos diferentes a los normales de operaci ón tal como necesidades de arranque o parada.
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– Requerimientos de Có C ódigo o del cliente. 8.5.2
Casos tí picos picos donde las v álvulas para desv í os os o bloqueo no son requeridas o deben ser evitadas: – Servicios secundarios o redundantes donde la v álvula de control pueda ser removida del servicio sin afectar seriamente la operaci ón de la planta. – En servicios de “baches” baches” (batch) donde la vá v álvula de control no está est á en uso la mayor parte del tiempo. – En fluidos que tengan tendencia a asentarse o producir obstrucciones en extremos terminales. – Manejo de só s ólidos.
8.6
Factor Econó mico mico de Decisi ó n ón Si el aspecto econó econ ómico dicta o se convierte en un factor decisivo de selecci ón entre un volante montado lateralmente o v álvulas para bloqueo, las siguientes reglas aplican: mú m últiples de tamañ tamaño 2” 2” y menores usar vá v álvulas de bloqueo y para 3” y mayores usar operador de volante. Las tuber ías de aleaciones deben ser consideradas individualmente.
8.7 8.7
Limi Limita taci cion ones es por por Veloc elocid idad ad del del Soni Sonido do Los operadores de volantes no deben ser usados para v álvulas de control en servicios donde la velocidad es normalmente igual o cercana a la velocidad del sonido.
8.8
Vá lvulas lvulas de Control de Tres Pasos Todas las vá válvulas de control de tres pasos deben poseer volantes de operaci ón.
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APLICACIÓN MISCELÁNEA DE VÁLVULAS
9.1
Medidor de de Are Area a Va Varia riable Los medidores de área variable deben ser instalados de manera que cuando se produzca una reparació reparaci ón o cambio no se interrumpa la operació operaci ón de la planta. Si se requieren vá v álvulas aislantes, la vá v álvula aguas arriba debe ser de compuerta del mismo tamañ tamaño de las conexiones del medidor. medidor. La vá válvula aguas abajo y la vá v álvula de desví desvío deben ser de globo para regular flujo y del mismo tama ño de la tuberí tubería principal.
9.2
ón Prevenció n de Contaminaci ó n Se deben instalar dos vá v álvulas de bloqueo con purgador, o una v álvula de asiento doble suave con purgador del cuerpo, en sistemas de tuber ías conectadas a servicios que no toleran contaminaci ón. Los sistemas de limpieza mediante vapor, conectados mediante tuber ía a proceso siempre deben tener vá v álvulas de bloque o retenció retención. Las purgas para gas, tales como tuber ías de nitró nitrógeno deben ser provistas con una vá v álvula de bloqueo y otra de retenci ón para prevenir contaminació contaminaci ón y reflujo.
9.3
Servicios Ge Generales Salidas para servicios de vapor, agua y aire con v álvulas de 3/4” 3/4” será serán instaladas a travé través de tuberí tuberías verticales a las plataformas de trabajo o ubicadas a nivel del suelo y deben generalmente estar dispuestas en sitios seleccionados a nivel del suelo y plataformas de primer nivel. Las áreas a ser servidas estar án a unos 15 metros de alcance de la estació estaci ón de mangueras. La conexió conexi ón de salida de servicio se agrupará agruparán tan unidas como sea posible dentro de las estaciones.
9.4
Sistemas de de Co Combustible Se debe instalar una v álvula de bloqueo de cierre rá r ápido, tal como vá v álvula de tapó tap ón o bola en la tuberí tuber ía principal de combustible lí l íquido y gas combustible conectadas a hornos o calentadores de llama. La v álvula debe estar ubicada a no menos de 15 metros de distancia del equipo y ser accesible para operarla rápidamente en caso de emergencia.
9.5
ía (aislamiento) Lí mites mites de Bater í Se proveerá proveer án vá válvulas de bloqueo para todas las tuber ías que crucen los lí l ímites de baterí batería de la unidad en servicios generales o cuando se requiera para desviar las corrientes del producto. Los ciegos de Figura 8 deben ser instalados cuando se requiera completo aislamiento.
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Prevenció n de Sif ó n ón Una vá válvula de retenció retenci ón deberá deberá ser instalada en tuberí tuber ía de suministro a recipientes que terminan en bandeja de inmersi ón (dipleg). Esto evitará evitar á el sifó sifón del contenido del recipiente en caso que falle el sistema.
10 ESPECI ESPECIFIC FICACI ACIONE ONES S DE MATER MATERIAL IAL PARA PARA VÁLVULAS 10.1
Materiales Cuando se seleccione el material de las v álvulas se debe dar especial consideració consideraci ón a las siguientes posibilidades:
10.1 10 .1.1 .1
Cuando Cuan do llos os sis siste tema mas s de tube tuberr ías o equipos está est án interconectados mediante una válvula, ésta debe ser adecuada para ambos servicios. Sin embargo, cuando un servicio requiera el uso de v álvulas de aleació aleaci ón debido a altas temperaturas o corrosió corrosi ón, las vá válvulas de bloqueo ubicadas en la tuber ía conectada que sea generalmente terminal, o cuya temperatura de servicio sea menor, podr ían ser de un material adecuado a los requerimientos de presi ón.
10.1 10 .1.2 .2
Cuando Cuan do o ocu curr rra a un cam cambi bio o de pre presi sió ón o temperatura en equipos tales como una válvula de control, unidad intercambiadora de calor, o una trampa de vapor, la válvula de bloqueo aguas arriba, el equipo y la v álvula de desví desv ío (si existiera) deben ser adecuados para las condiciones aguas arriba, considerando que la válvula de bloqueo aguas abajo puede ser seleccionada para las condiciones de operació operaci ón aguas abajo o condiciones de operaci ón aguas arriba en té t érminos de corto plazo.
11 PERF PERFOR ORAC ACIO IONE NES S “TAPPING”DE VÁLVULAS 11.1
Los cuerpos de vá v álvulas deberá deberán ser perforados para un drenaje m ás completo de tuberí tuberías y para drenar los cuerpos de vá v álvulas en servicios donde el fluido pueda congelar y fracturar la cubierta. Las perforaciones tambi én pueden ser usadas para conectar venteos, purgas, desviaciones y conexiones de limpieza, siempre que el tamañ tama ño y la ubicació ubicaci ón sea adecuada.
11.2
Las vá válvulas de enchufe para soldar o roscadas no deben ser taladradas.
11.3
Cuando la perforació perforaci ón se requiere por alguna de las razones arriba expuestas, el mé método para designar la ubicació ubicaci ón apropiada del orificio ser á de acuerdo a la Norma ANSI B16.5.
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11.4
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El sellado por soldadura de las conexiones perforadas debe ser considerado para presiones de trabajo por encima de 300 Lppcm y servicios cr íticos o peligrosos. TAMAÑOS DE PERFORACIONES EN VALVULAS Tamaños de V álvulas
Tama ño del Orificio Perforado
4” y menor
1/2”
6” y 8” 8”
3/4”” 3/4
10” 10” y mayor
1”
