Presentan: Michelle Moldauer Magill – Gerente General

Presentación del tema: "Presentan: Michelle Moldauer Magill – Gerente General"— Transcripción de la presentación:

1 Como seleccionar una válvula de bola para aplicaciones de Combustibles Alternativos
Presentan: Michelle Moldauer Magill – Gerente General Jorge Galvez Nuñez - Asesor Técnico Comercial Rimac STF S.A. Distribuidor Exclusivo de Swagelok en Peru © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

2 Indice Presentación de Swagelok Diseño del sello del vástago
Diseño de la bola Diseño de los asientos Sumario © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

3 Presencia Clasificada como una de las mayores compañías privadas
Ventas aproximadas de 1200 millones USD 3300 asociados mundialmente Centros de Manufactura, Distribución y Servicio Técnico distribuidos en diversos continentes Los centros de servicio técnico son utilizados para atender los requerimientos individuales y regionales de los clientes. © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

4 Atención Local Una Voz – Una Misión
Modelo de distribución único, Distribuidores exclusivos Swagelok Sobre 200 Centros de ventas y Servicio Swagelok a nivel mundial 1500 vendedores y empleados de servicio Distribución local y soporte directo a los clientes Se respetan el lenguaje, las costumbre y modos de negocios de cada país y región. Una Voz – Una Misión © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

5 Nuestra Vision Entender cabalmente las necesidades de nuestros clientes y actuar para satisfacerlas © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

6 Cadena de Abastecimiento
Swagelok ha realizado significativas inversiones en toda su cadena de abastecimiento. Esta foto es el centro de manejo de ordenes y distribución. En el pasado Swagelok poseía 5 divisiones cada una con su operación e inventario independiente.Con esta planta se redujeron aproximadamente m2 en instalaciones y plantas. Este es solo un ejemplo de nuestros esfuerzos para hacer más eficientes nuestras operaciones. While continuous improvement has always been a part of Swagelok’s culture, we are currently in the 4th year of our lean journey and see We’ve also been spending a lot of time and energy on our new order fulfillment center. This is a big investment we are making to help us help our customers solve problems. It’s finished now and we’re just about moved in. It houses finished goods, warehousing, component assembly, welding, high purity cleaning and customer service. It’s a Foreign Trade Zone for raw materials storage, distribution and assembly which helps us be more globally competitive. It’s about 325,000 square feet. It is a means to and end… Continuous Flow Lean Supply Chain Better Flexibility to Supplying Customers. © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

7 Mercados globales atendidos por Swagelok
Combustibles Alternativos Instrumentación Analítica Biofarmaceutica Químicas y Petroquímicas Alimentos, Bebidas y Lácteos Gas y Petróleo Energía Instrumentación de Proceso Papel y celulosa Semiconductores Astilleros Minería y metales primarios © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

8 Reconocimiento, Aprobaciones, y Certificaciones
ISO 9001:2000 System Approval (BSI) TÜV (Germany) CSA International ECE R110 / KBA EIHP ASME N and NPT Certificates European Pressure Equipment Directive (PED) METI/KHK (Japan) Nippon Kaiji Kyokai (NK) American Bureau of Shipping (ABS) Lloyd's Register of Shipping (LRS) United States Department of the Navy and many more . . . Certificaciones Globales © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

9 Rango de Productos Más de 290 000 variaciones de productos
Más de 7000 Productos Almacenados en nuestra bodegas Productos Sanitarios Tubos y Soportes para tubos Valvulas y Manifolds Herramientas y Accesorios Sistemas para soldadura Filtros racoress Mangueras Manómetros y Transductores Sistemas Modulares Valvulas y racores plasticos (PTFE) Acoples rápidos Reguladores Cilindros de muestreo El stock indicado solo considera las bodegas de Swagelok, existen en cada distruibuidoras inventarios locales que aumentan sensiblemente estas cifras © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

10 Tipificación de las fugas Focus en sellos dinámicos Fugas externas
Evitando las fugas Tipificación de las fugas Focus en sellos dinámicos Fugas externas Sellos de los vástagos Fugas internas Sellos de la bola y del asiento Para desarrollar una válvula para servicio de gases a alta presión, debemos empezar por el concepto de un sistema libre de fugas, es decir la estanqueidad. Sellos dinámicos son aquellos que responden a las diferencias en las condiciones de proceso de la válvula para mantener la estanquidad de la misma. © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

11 Diseños del sello del Vastago
Tipo compresión Tuerca del empaque Es el tipo más básico y primitivo de sello del vástago, utiliza empaque ubicado alrededor del vastago. En la medida que se aprieta la tuerca del empaque, el empaque se comprime y llena el espacio entra la caja y el vastago. El apriete de la tuerca debe ser calibrado para la presión máxima de operación (ej psig). Como el material del empaque fluye en el tiempo, la tuerca del empaque debe ser ajustada (apretada) periodicamente. Adicionalmente, si la presión excede el rango original, se debe apretar más la tuerca para poner más presión sobre el sello. Con los todos los reaprietes es posible que el desgaste del empaque sea tal que este deberá ser reemplazado. Este tipo de sello requiere frecuente inspección y ajustes. Desafortunadamente, para un operador inexperto, no es siempre evidente cuando se requiere realizar un ajuste. Adicionalmente , a medida que se aprieta más la tuerca la actuación de la válvula requiere aplicar más fuerza por lo que comunmente se usan manillas largas en válvulas de bola con esta tecnología. Aunque esta tecnología tiene ciertas limitantes, es relativamente económica porque requiere menos tolerancias criticas de manufactura. Empaques manufacturados de Teflon® o termoplásticos pueden resisitir condiciones químicamente agresivas, pero no son recomedables para presiones superiores a 1,000 psi, y no se desempeñarán adecuadamente en aplicaciones donde existen variaciones en la presión de operación como una condición natural del proceso. Empaquetadura © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

12 Diseños del Sello del Vastago
Tipo O-Ring Tuerca de la glandula La alternativa al uso de empaques es el O-ring. Como en el caso del empaque el O-ring se encuentra alrededor del vastago, llenado el espacio entre este y el cuerpo de la válvula. Sin embargo, a diferencia del empaque, un O-ring no requiere excesiva presión de la glandula. En vez, el O-ring es energizado por la presión del gas de proceso. A medida que la presión del gas incrementa el O-ring se deforma. Como en el caso de los empaques, el O-ring se energiza por la misma presión del gas y la estanqueidad del sello creado aumenta. Inversamente, en la medida que la presión del flujo de gas disminuye el O-ring se relaja. Debido a que es elástico, el O-ring cambia de forma, de manera de lograr la sellabilidad necesaria. El O-ring proporciona flexibilidad para aplicaciones que requieren un amplio rango de presión, como la requerida para aplicaciones en gas natural vehicular (Válvula De cilindro) que debe operar a 4500 psig cuando el cilindro está lleno y también a 500 psig cuando esta cerca de vaciarse. Un diseño apropiado del vástago con sellos de O-ring requiere anillos de contención o algún mecanismo similar que contenga el O-ring bajo alta presión. Si se permite que el O-ring escape de la cavidad del vástago se endurecerá la actuación de la válvula. Los O-ring y los anillos de contención están hechos de diferentes materiales y y tienen diferentes propiedades. Los O-rings son elásticos. Ellos se deforman fácilmente bajo presión pero regresan a su posición original una vez que la presión disminuye. En contraste, los anillos de contención son más duros y pueden contener mayor carga. Típicamente hechos de algún fluoroplástico, tal como el PTFE, un anillo de contención se deformará bajo presión pero menos que un O-ring y no retornará a su forma inicial luego que la presión disminuya. El objetivo de los anillos de contención es deformarse y llenar espacio para así definir el campo de deformación del O-ring. Tanto el O-ring como el anillo de contención deben estar hechos de materiales lubricantes de manera que no endurezcan la actuación del vástago. Dado que el O-ring debe mantenerse elástico durante todas las condiciones de operación, se debe tomar especial atención a los rangos de temperatura. Cuando se debe seleccionar el material apropiado, la opción para alta temperatura (> 450° F o 232° C) es el fluorocarbono (Viton®). Es químicamente interte y muestra una excelente capacidad para altas presiones. La opción para rangos de temperaturas bajos (< -65° F o -53° C) es Buna; aunque, Buna es sensible alalgunos contaminantes en gas natural. Nuevos materiales desarrollados, como el fluorocarbono para ultra bajas temperaturas, están basados en fluorocarbono pero proveen un buen desempeño a tan bajas temperaturas como -65° F o 53° C; son estables y resistentes al ataque químico. O-ring de sello © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

13 Diseños de la Bola Tipo Bola Florante Bola Flotante Sellos del asiento
En el diseño de bola flotante, la bola no está fija dentro del cuerpo, esta flota entre los dos asientos. En la posición de cierre, esta sella contra el asiento del lado de baja presión, empujado aguas abajo por la presión diferencial positiva. Si la p´resión diferencial se incrementa, la bola se desplazará aguas abajo, mejorando la calidad del sello. La posición de la bola es variable dependiento de la presión y la temperatura. Esta es la mayor ventaja del sistema de bola flotante: En la mayoría de condiciones, esta adopta una posición que mejora el sello. En Condiciones de extremo frío, por ejemplo, la válvula se mueve aguas abajo, compensando las contracciones del sello, incluso con variaciones de presión. Ó, por tomar otro ejemplo, cuando el asiento se daña producto del uso normal del mismo, la bola flotante transferirá suficiente presión al asiento para compensar irregularidades en la superficie del asiento, por lo tanto extenderá un poco mas el tiempo de servicio de la válvula antes que sea necesario realizar mantenimiento. Sellos del asiento © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

14 Diseños de la Bola Tipo Trunnion Bola tipo Trunnion Sellos del asiento
El diseño de bola trunnion emplea una bola, pero no es flotante. Esta bola está fija por las partes superior e inferior, las cuales son los trunnions. La unidad encaja dentro de un espacio en el cuerpo de la válvula y no puede trasladarse en la dirección del flujo. Cuando la válvula rota entre las posiciones de abierto y cerrrado, esta se desplaza con los trunnions, los cuales están fijos con un buje o anillo. La bola aun sella en el lado del asiento de baja presión, pero los trunnions soportan gran cantidad de la carga y protegen el asiento. Como resultado, el diseño trunnion se desempeña muy bien en aplicaciones de alta temperatura, (>250º F o 121°C, >6,000 psi). Bajo estas misma condiciones, la bola flotante podría transferir mucha carga al asiento, provocando daños. Por otro lado, el diseño trunnion, queda corto en aplicaciones de baja temperatura y baja presión(< -40° F o -40°C, <25-30 psi) porque el diseño no permite compensar la contracción de los asientos. Si son diseñadas bien, tanto el diseño de bola flotante como el trunnion tendrán bajas fuerzas de actuación. En el diseño trunnion, los bujes encajados en los trunnions distribuyen la carga. Si los bujes están hechos de un material duro, aceitoso (de bajo coeficiente de fricción), tal como el PEEK, la fuerza de actuación del mango será virtualmente sin esfuerzo, incluso en aplicaciones de alta presión. Sellos del asiento © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

15 Diseño del Asiento Tipo de Compresión Sello del Asiento Bola
Es el tipo más básico y primitivo de sello del vastago, utiliza empaque ubicado alrededor del vastago.En la medida que se aprieta la tueca del empaque, el empaque se comprime y llena el espacio entra la caja y el vastago. El apriete de la tuerca debe ser calibrado para la presión máxima de operación (ej psig). Como el material del empaque fluye en el tiempo, la tuerca del empaque debe ser ajustada (apretada) periodicamente. Adicionalmente, si la presión excede el rango original, se debe apretar más la tuerga para poner más presión sobre el sello. Con los todos los reaprietes es posible que el desgaste del empaque sea tal que este deberá ser reemplazado. Es tipo de sello requiere frecuente inspección y ajustes. Desafortunadamente, para un operador inexperto, no es siempre evidente cuando se requiere realizar un ajuste. Adicionalmente , a medida que se aprieta más la tuerca la actuación de la válvula requiere aplicar más fuerza por lo que comunmente se usan manillas largas en válvulas de bola con esta tecnología. Aunque esta tecnología tiene ciertas limitantes, es relativamente económica porque requieres menos tolerancias criticas de manufactura. Empaques manufacturados de Teflon® o termoplasticos pueden resisitir condiciones quimicamente agresivas, pero no son recomedables para presiones superiors a 1,000 psi, y no se desempeñarán adecuadamente en aplicaciones donde existen variaciones en la presión de operación como una condición natural del proceso. Bola © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

16 Diseño del Asiento Tipo energizado con resorte Energizing Spring
El diseño de asientos energizados constituye un significante avance sobre el diseño de sello por compresión. Este emplea un resorte en forma de arandela cónica, ubicada entre la conexión final y el asiento, la cual se convierte en una fuente de energía que provee una mejora en la fuerza generada por la presión diferencial a través de la válvula. En el caso de un sello de alta presión, el resorte proveerá presión adicional a la presión del sistema, asegurando el sello en estas condiciones. En el caso de un sello de baja presión, cuando podría haber insuficiente presión en la línea de gas para asegurar el sello, el resorte asentará la bola y aplicará presión para un sello mas fuerte. Y en el caso de un asiento dañado, el resorte provee una carga extra para crear un sello, habilitando la válvula a acomodarse por unos cuantos ciclos más de uso. While it will compensate for moderate changes in temperature and pressure, the energized seat design does not perform well on the outer limits of the temperature and pressure range for natural gas applications. For example, in extremely high-pressure applications, if the seat bottoms on the spring or O-ring with excessive force generated by the differential pressure across the ball, the forces of the spring or O-ring may decrease since they experience permanent deformation. In extremely low- temperature applications, the spring force may be insufficient since the spring or O-rings themselves are negatively effected by temperature. Energizing Spring © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

17 Diseño del Asiento Tipo Compensado con presión y energizado con resorte (Carga activa) Sello O-Ring Carga Activa El diseño de carga activa es una versión mejorada de la versión energizada. Trabajando bajo los mismos principios, el diseño de carga activa emplea un resorte para crear carga en el asiento. También utiliza presión diferencial a través del asiento para general mayor fuerza de sellado. La carga activa provee mejor performance que los diseños energizados y altamente efectiva compensado un amplio rango de temperaturas y presiones. En los límites de temperatura y presión para aplicaciones de gas natural vehicular, el diseño de carga activa funciona de manera excelente. En temperaturas de -20° F o -29°C, puede que el resorte pierda elasticidad, pero la presión diferencial a través del asiento proveerá un incremento en la fuerza de sellado entre el asiento y la bola. A altas temperaturas y altas presiones (4,500 psi, 250° F o 121° C), tanto el O-ring como el resorte trabajan juntos para proveer presión adecuada para hacer el sello en estas condiciones. Resorte cónico energizador Sello del asiento © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

18 Tabla Desempeño Presión/Temperatura
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19 Tabla Desempeño del Asiento
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20 Debe entender su aplicación para así reducir la posibilidad de fugas
Sumario Debe entender su aplicación para así reducir la posibilidad de fugas Rango de Presión Rango de Temperatura Ciclos térmicos Ciclos de operación Calidad del combustible In reviewing key issues with regard to the design of the stem, ball, and seat, keep in mind that the failure mode is always leakage. Other matters may come into play, but what is most important is a leak-tight seal. Your choice of a ball valve, then, depends first on the level and type of certification because certification represents a set of base line performance requirements. Further, your choice should depend on accurate information about the application: pressure and temperature ranges, variations in temperature, flowrates or pressure, gas quality, actuation force limitations, space and footprint restrictions, and frequency of cycling. With this information in front of you, you will be able to make an informed choice concerning design options and materials of construction. © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

21 Otros factores a considerar Mantenimiento y servicio
Sumario Otros factores a considerar Mantenimiento y servicio Caudales (tasa de flujo) Aprobaciones y certificaciones Limitantes de espacio Opciones de actuación Regardless of the design, seats must be replaced periodically. The cost of seat replacement should figure into your choice of a ball valve. Before purchasing a valve, check the cost of the seat replacement kit. Prices will vary widely. In addition, have a sales representative demonstrate how the seat is replaced. How difficult is the process? Usually, when you replace the seat, you should replace all of the seat components. How many parts are involved? Is the replacement process foolproof? An ideal assembly arrangement will prevent you from putting the parts together in any way but the right way, and will require only simple tools. © 2006 Swagelok Company. Swagelok confidential. For internal use only.

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