Válvulas de laboratorio: Guía de selección de PPH, PPN y PVDF para sistemas de tuberías de laboratorio

La línea de enjuague de un laboratorio de enchapado es un punto de partida útil. Una válvula de bola de latón que giró libremente durante la puesta en servicio se vuelve rígida al cabo de ocho meses, el asiento ya no se sostiene y la fuga se manifiesta como un goteo en la bandeja del piso. El medio era ácido diluido a aproximadamente 60 °C y la línea era DN25.

Esa historia se repite en los laboratorios por una sencilla razón: el fallo rara vez tiene que ver con la marca o la mano de obra. La selección de válvulas sigue un orden fijo. Lo primero es la compatibilidad química del cuerpo y la junta, luego la temperatura y la presión del trabajo real y luego la conexión que la línea realmente puede aceptar. El tipo y el accionamiento son los últimos.

Las gamas de plástico construidas para estas tareas, como los cuerpos de β-HPP, PPN y PVDF con sellos con revestimiento de EPDM, FPM o PTFE en clases de 1,0 MPa a 6 MPa, están diseñadas para especificarse en ese orden.

Por qué las válvulas de laboratorio fallan antes de lo esperado

Las líneas de laboratorio son más duras para las válvulas que las líneas de proceso del mismo tamaño. El flujo es intermitente, los medios cambian entre campañas, las líneas permanecen cerradas durante semanas y los agentes de limpieza funcionan a temperaturas que la especificación original nunca mencionó. Cinco modos de falla representan la mayor parte del problema:

• Materiales del cuerpo incorrecto: una válvula que sobrevive al agua de enjuague aún puede fallar en un reactivo concentrado.
• Compuesto de sellado incorrecto: el EPDM se hincha en aceites y muchos solventes donde se requiere FPM.
• Daños durante la instalación: las tuercas de unión demasiado apretadas y las uniones roscadas cruzadas agrietan los cuerpos de plástico e imitan fallas en los asientos.
• Alta velocidad: las líneas de tamaño insuficiente corren a más de 3 m/s, lo que erosiona los asientos, añade caída de presión y genera ruido.
• Largos períodos de inactividad: los medios se secan, cristalizan o polimerizan en la bola, rayando el asiento en el primer giro después de una parada.

La consecuencia práctica es que en el servicio de laboratorio el sello y la junta, no la pared del cuerpo, generalmente deciden cuánto dura una válvula.

La elección del material establece los límites: PPH, PPN y PVDF

Los cuerpos de plástico se eligen cuando los iones metálicos son inaceptables o donde el medio corroería una válvula metálica desde el interior. Tres familias cubren la mayor parte del trabajo de laboratorio y no son intercambiables.

β-PPH es un homopolímero de polipropileno nucleado. Se fusiona y suelda fácilmente, soporta bien el impacto y es adecuado para desechos ácidos, drenaje de productos químicos diluidos, tratamiento de agua y cabezales más grandes.

PPN es un grado de polipropileno publicado en clases de tuberías de 1,0 MPa y 6 MPa, que resulta útil cuando los lados de suministro y drenaje de un sistema se encuentran a presiones muy diferentes.

PVDF es un fluoropolímero, especificado para las temperaturas más altas del rango, para trabajos de alta pureza, como bancos húmedos de semiconductores y líneas farmacéuticas, y para medios agresivos que atacan al polipropileno.

La regla que evita la mayor parte de las reelaboraciones: la clasificación de presión de un sistema es la clasificación más baja de cualquier componente del mismo, y las clasificaciones disminuyen a medida que aumenta la temperatura. Una tubería de 1,6 MPa unida a una válvula de 1,0 MPa da una línea de 1,0 MPa, y la cifra publicada a 20 °C no es la cifra que se obtiene a 80 °C.

Adaptación del tipo de válvula al servicio de línea

El material establece los límites. El tipo se deriva de la frecuencia con la que se opera la válvula y por qué.

• Válvulas de bola: aislamiento de cuarto de vuelta con baja caída de presión. El patrón de doble unión es el más útil en un laboratorio, porque el cuerpo se desenrosca de la línea para limpieza o reemplazo del asiento sin cortar el tubo. Las versiones bridadas, eléctricas y neumáticas cubren tareas más grandes y automatizadas.
• Válvulas de mariposa: diámetros más grandes a menor costo y longitud entre caras más corta, comunes en colectores y líneas de servicios públicos.
• Válvulas de retención: protección contra flujo inverso, en patrones de doble unión o de giro para instalación horizontal y vertical.
• Válvulas de globo: estrangulación y regulación fina, donde una válvula de bola se erosionaría si se usara para controlar el flujo.
• Válvulas de pie: cebado de línea de succión en bombas de sumidero y transferencia.

Para el aislamiento general en una línea de agua o productos químicos, una válvula de bola de doble unión PPH con un sello de EPDM o FPM cubre la gama más amplia de tareas y permanece útil en su lugar.

β--Válvula de bola de doble unión PPH β--PPH Válvula de bola eléctrica de doble unión Ver producto →

Protección contra reflujo donde se encuentran los drenajes y los reactivos

El reflujo daña los equipos en lugar de los pisos. Un cabezal de residuos compartido, un tanque de neutralización que se llena por encima de la salida de drenaje o una bomba que se detiene a mitad de la transferencia extraerán el líquido en dirección incorrecta a menos que se instale una válvula de retención.

Tres reglas de colocación cubren la mayoría de los casos: instalar la válvula de retención inmediatamente después de la descarga de la bomba; use un patrón de giro en líneas verticales para que se cierre por gravedad; y use una válvula de pie con un filtro en las líneas de succión para que la bomba permanezca cebada.

Válvula de retención de doble unión β--PPH Esta válvula presenta una estructura simple y alta rentabilidad, con baja resistencia al flujo. Normalmente se instala en tuberías para controlar el flujo unidireccional... Ver producto →

Sellos, conexiones y vías de fuga

La foca toca el medio en cada articulación, por lo que merece el mismo escrutinio que el cuerpo.

• EPDM: agua, ácidos y bases diluidos, líneas de enjuague y enfriamiento. Económico y ampliamente utilizado.
• FPM (FKM): aceites, hidrocarburos y muchos disolventes donde se hincha el EPDM.
• EPDM con revestimiento de PTFE: productos químicos agresivos, donde la cara humedecida es PTFE y el respaldo de EPDM mantiene la fuerza de sellado.

Las conexiones crean sus propias rutas de fuga. Las uniones fusionadas, ya sean encajes termofusibles, soldaduras a tope cortas o soldaduras a tope largas, eliminan completamente los elastómeros de la línea y se adaptan a los recorridos permanentes de productos químicos y desechos. Las juntas bridadas con bridas de junta solapada revestidas de acero o adaptadores de brida se utilizan donde debe salir una válvula o un instrumento. Mantener uniones roscadas para tomas de instrumentos pequeños.

Si la gama de materiales es nueva para usted, le resultará útil revisarla cómo se construye una válvula de plástico y dónde se asientan sus superficies de sellado antes de comparar modelos.

Dimensionamiento: velocidad, presión nominal y control de flujo

Errores de tamaño en la superficie de las tuberías del laboratorio como ruido, vibración o una válvula que no aguanta, no como una obstrucción obvia. La velocidad es el número a comprobar primero.

A 2 m3/h, un orificio DN15 funciona a aproximadamente 3,1 m/s, DN25 a aproximadamente 1,1 m/s y DN40 a aproximadamente 0,4 m/s. La alta velocidad desgasta los asientos de plástico, añade caída de presión y hace que la línea sea audiblemente ruidosa, mientras que una velocidad muy baja en un drenaje horizontal permite que los sólidos se sedimenten. Una banda de 1 a 1,5 m/s se adapta a la mayoría de las líneas continuas de agua y productos químicos, y se permite más en tramos cortos intermitentes.

Otros dos controles pertenecen a la misma revisión. Confirme que las tuberías, accesorios y válvulas compartan una clase de presión y aplique la reducción de temperatura publicada para el material. Luego, dimensione la actuación para lograr torque a la presión máxima de la línea en lugar de elegir un operador por separado. En cabezales automatizados más grandes, una válvula de mariposa eléctrica proporciona una posición repetible para los enclavamientos del sistema de control.

Válvula de mariposa eléctrica β--PPH La válvula de mariposa eléctrica utiliza electricidad como fuerza motriz y consta de un actuador eléctrico y una válvula de mariposa. Se ve menos afectado por la temperatura, presione... Ver producto →

Diseñe también para drenaje: monte las válvulas con el vástago en posición vertical siempre que sea posible, evite tramos muertos de más de unos pocos diámetros y haga que los desechos corran continuamente en pendiente hacia el sumidero.

Una lista de verificación práctica de adquisiciones

Lleve esta lista a la etapa de cotización y la mayoría de los errores de especificaciones aparecerán antes de la entrega.

1. Lista completa de medios con concentración, rango de temperatura y cualquier agente de limpieza intermitente.
2. Presión continua y máxima, más la temperatura a la que se produce el pico.
3. Clase de presión de tubería, accesorio y válvula, comprobada como un sistema y no elemento por elemento.
4. Compuesto de sellado para cada línea, con el motivo registrado.
5. Tipo de conexión y herramientas y acceso disponibles en el sitio para trabajos de fusión o brida.
6. Señal de actuación y control para válvulas automatizadas, incluyendo la posición de fallo requerida.
7. Kits de asientos y sellos de repuesto, además de documentación como informes de pruebas de terceros.

Preguntas frecuentes

¿Pueden las válvulas de plástico y metal compartir la misma línea?

Sí, con una transición adecuada. Utilice adaptadores de brida o transiciones roscadas, soporte el lado de plástico de forma independiente y permita la diferente expansión térmica de los dos materiales para que el cuerpo de plástico no se cargue con tuberías metálicas.

¿Válvula de bola con doble unión o bridada?

Doble unión para líneas pequeñas y medianas donde se quiera retirar el cuerpo sin cortar tubo. Con bridas para líneas más grandes, mayor rigidez y donde la válvula se atornilla directamente al equipo.

¿Es necesaria una válvula de retención en un drenaje de laboratorio?

Si el drenaje se descarga en un cabezal compartido, un tanque o un sumidero que pueda retroceder, sí. Cuando el drenaje es una línea de gravedad dedicada a un punto abierto, una válvula de retención agrega un componente sin eliminar un riesgo real.

¿Cuándo vale la pena el coste adicional del PVDF?

Cuando el servicio necesita su techo de alta temperatura, su pureza o su resistencia a un disolvente específico. Para ácido diluido a temperatura ambiente, β-PPH generalmente funciona por menos dinero.

Las válvulas de laboratorio son componentes simples destinados a realizar una amplia gama de trabajos en el mismo edificio. Establezca el material del cuerpo y el compuesto del sello de la lista de medios, confirme la clase de presión y la reducción de temperatura en toda la línea, elija el tipo según la frecuencia con la que se mueve la válvula y luego el tamaño para la velocidad.

Si está trabajando a través de una línea específica de desechos ácidos, agua desionizada, alimentación de reactivos o colector de drenaje, envíe el medio, la temperatura, la clase de presión y los detalles de la conexión y nuestro equipo confirmará el material del cuerpo, el compuesto del sello y el tamaño de la válvula. tu puedes contáctenos aquí con los datos de la línea.