Válvula de reflujo frente a válvula de retención: diferencias clave para tuberías de plástico industriales

Por qué una válvula de retención y una válvula de reflujo no son intercambiables

Considere una bomba dosificadora de productos químicos que extrae de un tanque de almacenamiento y se inyecta en una línea de agua. Si la bomba se detiene y la presión en el lado de descarga es mayor que en el lado de la bomba, el medio intentará fluir hacia atrás. Una válvula de retención puede cerrar ese camino inverso, pero no le demostrará a un inspector de códigos que el suministro de agua potable está protegido. Una válvula de contraflujo, en el sentido de un conjunto de prevención de contraflujo, está construida exactamente para esa prueba: dos elementos de cierre independientes, puertos de prueba y una estrategia de aislamiento que permite la verificación sin ingresar a la tubería. La diferencia es importante mucho antes de pedir la válvula.

En las discusiones de ingeniería, a una válvula de retención a veces se le llama válvula de reflujo porque ambos dispositivos detienen el flujo inverso. Esa redacción vaga crea un riesgo real de adquisición. Una válvula de retención es un cuerpo de válvula único con un elemento móvil. Un dispositivo de prevención de reflujo es un conjunto diseñado para evitar que medios de proceso o no potables entren en un suministro potable. Son diferentes niveles de protección, con diferente pérdida de presión, instalación, pruebas y coste. Para los sistemas de tuberías de plástico industriales, saber cuál es realmente necesario depende del fluido, el punto de conexión y las reglas locales de control de conexiones cruzadas.

¿Qué hace realmente una válvula de retención?

Una válvula de retención es una válvula automática de dos vías que permite el flujo en una dirección y se cierra cuando el flujo se invierte. No tiene manija externa, ni actuador eléctrico ni control manual en su forma más simple. El elemento de cierre, ya sea una bola, un disco articulado o un conjunto de placas, se sale del asiento cuando la presión de avance supera la presión de apertura y luego regresa al asiento cuando el flujo de avance se detiene o se invierte.

Cómo se construye una válvula de retención termoplástica

En las tuberías termoplásticas industriales, las piezas húmedas se mecanizan o moldean a partir de materiales como PVC, CPVC, HPP, PVDF o FRPP. Una válvula de retención de plástico es atractiva porque no se oxida, no introduce iones metálicos en el fluido y resiste productos químicos agresivos. El diseño interno sigue siendo similar a una válvula de retención de metal: un cuerpo, un asiento, un disco o bola y un mecanismo de retorno por resorte o por gravedad.

• Las válvulas de retención de bola utilizan una bola que flota libremente y se asienta en un asiento curvo cuando aparece el flujo inverso.
• Las válvulas de retención oscilantes utilizan un disco articulado que se abre como una puerta y se cierra por gravedad o presión inversa.
• Las válvulas de retención tipo wafer se ubican entre dos bridas y utilizan un cuerpo corto con dos medios discos o un solo disco basculante.
• Las válvulas de pie son válvulas de retención colocadas en la parte inferior de una línea de succión para mantener el cebado de la bomba.

Lo que una válvula de retención no puede hacer

Una válvula de retención no es un sello mecánico positivo cuando está cerrada. Es un dispositivo dinámico y puede vibrar, atascarse o pasar pequeñas cantidades de líquido durante el cierre. Tampoco proporciona una barrera comprobable entre un suministro potable y una fuente contaminante. En un programa de control de conexiones cruzadas, una válvula de retención generalmente se considera un componente, no un conjunto protector completo.

Diseños de válvulas de retención y servicio típico.

Cada diseño tiene una velocidad de respuesta diferente. Una válvula de retención tipo wafer con resorte tiende a cerrarse más rápido que una válvula de retención de oscilación por gravedad, lo que afecta el golpe de ariete en los sistemas de bombeo rápidos. Una válvula de retención de bola puede tolerar fluidos sucios mejor que un diseño de bisagra, pero la acción de la bola puede ser más lenta en servicios de baja viscosidad. Cuando un ingeniero de planta pregunta qué válvula de retención instalar, la respuesta comienza con el fluido, el caudal, el perfil de presión y la caída de presión permitida, no con la preferencia de marca.

Qué significan realmente una válvula de reflujo y un dispositivo de prevención de reflujo

El término válvula de reflujo se utiliza de diferentes maneras. En plomería y trabajos de agua municipal, una válvula de contraflujo generalmente se refiere a un conjunto de prevención de contraflujo, que es un dispositivo que protege una conexión de agua potable. En trabajos de drenaje, una válvula antirretorno es un producto diferente que se utiliza para evitar que las aguas residuales regresen a un edificio. En el lenguaje de la industria de procesos, algunos ingenieros llaman a cualquier válvula de retención válvula de reflujo porque detiene el flujo inverso. Esos términos deben separarse antes de escribir una especificación.

Componentes del conjunto de prevención de reflujo

Un dispositivo de prevención de reflujo típico contiene más de una función de verificación. Un conjunto de zona de presión reducida incluye dos válvulas de retención y una válvula de alivio de presión diferencial entre ellas. Un conjunto de válvula de retención doble contiene dos válvulas de retención en serie. Ambos diseños permiten pruebas de campo con llaves de prueba y válvulas de aislamiento. La válvula adicional crea una zona mensurable que protege el suministro potable aguas arriba incluso si el lado aguas abajo se contamina.

Esta es la razón por la que generalmente no se acepta una sola válvula de retención de plástico como dispositivo de prevención de reflujo. La válvula de retención puede cerrarse, pero no hay forma de probar el sello en condiciones reales. Un dispositivo de prevención de reflujo está diseñado para verificar su desempeño. La distinción no es teórica; está escrito en estándares de control de conexiones cruzadas y códigos de plomería. Para obtener más detalles sobre cómo se tratan estos términos en el lenguaje de código, consulte esto guía de terminología de prevención de reflujo .

Válvula de remanso versus válvula de retención

Una válvula de retención es un accesorio similar a una compuerta instalado en una salida de drenaje. Está diseñado para cerrarse automáticamente cuando el agua del alcantarillado aguas abajo sube, evitando que las aguas residuales fluyan hacia el edificio. Una válvula de retención no está diseñada para impedir que los fluidos de proceso se inviertan dentro de una línea química. Se utiliza una válvula de retención en las tuberías de presión para evitar el reflujo del fluido bombeado. Ambos tienen el "flujo inverso" en común, pero los materiales, el estándar y la lógica de instalación son completamente diferentes.

Diferencias clave entre una válvula de contraflujo y una válvula de retención

La diferencia de pérdida de presión suele ser la primera pista de lo que está instalado. Una válvula de retención de giro simple puede tener una caída de presión similar a la de un tramo corto de tubería. Un conjunto de zona de presión reducida puede crear una caída de presión varias veces mayor, razón por la cual los ingenieros deben recalcular la altura disponible cuando se agrega un dispositivo de prevención de contraflujo a una línea. Una válvula de retención por sí sola es más fácil de instalar y cuesta menos, pero no brinda el mismo nivel de seguridad o cumplimiento de códigos.

Tipos de válvulas de retención termoplásticas utilizadas en tuberías industriales

Como fabricante de válvulas y sistemas de tuberías termoplásticos, clasificamos las válvulas de retención por cuerpo, bola y tipo de conexión. El diseño con bridas es común en líneas más grandes donde se necesita acceso atornillado para mantenimiento. El diseño de unión permite retirar la válvula sin desmontar toda la sección de tubería. Los diseños de oblea reducen el peso y se ajustan entre las bridas existentes. Se seleccionan válvulas de pie para líneas de succión. Si elige una válvula para una línea de productos químicos, la compatibilidad de las piezas húmedas es más importante que la etiqueta de la marca en el mango.

Válvula de retención de bola con bridas para líneas de productos químicos corrosivos Esta válvula de retención con brida totalmente esférica evita la obstrucción con partículas y ofrece opciones de bola de PTFE, lo que la convierte en un ajuste confiable para servicios químicos corrosivos. Ver producto →

Válvula de retención oscilante con baja resistencia al flujo y fácil mantenimiento Una válvula de retención de brazo oscilante que proporciona una resistencia mínima al flujo y un acceso sencillo al casquete para mantenimiento, ideal para sistemas de tuberías de plástico exigentes que manejan medios corrosivos. Ver producto →

Válvula de retención tipo wafer liviana para instalación compacta Esta válvula de retención tipo wafer resistente a la corrosión presenta una longitud de cara a cara corta, lo que simplifica la instalación entre bridas y sigue siendo rentable para líneas de plástico industriales. Ver producto →

Cuando una válvula de retención es suficiente

• Líneas de descarga de la bomba donde la única preocupación es evitar la rotación inversa de la bomba.
• Líneas de transferencia de productos químicos donde el reflujo mezclaría fluidos de proceso incompatibles.
• Líneas de alivio de presión y derivación donde el procedimiento operativo acepta una barrera unidireccional simple.
• Circuitos de agua industrial no potable donde el sistema no se conecta a un suministro público de agua potable.

Cuando es obligatorio un conjunto de reflujo

• Conexiones entre agua de proceso y agua potable municipal.
• Sistemas de alimentación de químicos que inyectan aditivos al agua potable.
• Líneas de riego con inyección de fertilizantes o pesticidas.
• Conexiones de alimentación de calderas o torres de enfriamiento que necesitan una separación comprobable.

Para la mayoría de las aplicaciones químicas corrosivas, una única válvula de retención termoplástica es la opción práctica de ingeniería. Si la misma línea también crea una posible conexión cruzada con agua potable, el diseño debe incluir un conjunto adecuado de prevención de contraflujo en el punto de conexión. Los dos trabajos no deben combinarse en una sola válvula. Una comparación de diferentes opciones de válvulas de retención de plástico está disponible en la válvulas de retención de plástico industriales sección de este sitio.

Caída de presión y comportamiento del flujo.

La caída de presión es la forma más directa de comparar una válvula de retención y un conjunto de contraflujo porque afecta el tamaño de la bomba. Una válvula de retención se abre cuando la presión diferencial excede la presión de apertura. El disco o bola permanece parcialmente elevado mientras continúa el flujo. La forma del recorrido del flujo y el peso del elemento de cierre determinan la pérdida de carga. Una válvula de retención oscilante con un cuerpo ancho tiene una menor pérdida de carga que una válvula de retención de bola accionada por resorte con un diámetro más pequeño.

Un conjunto de prevención de contraflujo tiene dos módulos de retención y, a veces, una válvula de alivio, por lo que la ruta del flujo es más compleja. La pérdida de carga no es simplemente el doble que la de una válvula de retención; puede ser tres o cuatro veces mayor dependiendo de la reducción interna en el tamaño del orificio. Por esta razón, la descarga de una bomba que actualmente funciona con una válvula de retención no puede simplemente reemplazarse con un dispositivo de prevención de contraflujo a menos que se vuelva a verificar el cabezal de la bomba disponible.

Compatibilidad química y de materiales

Se seleccionan válvulas de retención de plástico porque el fluido ataca al metal. El material mojado debe resistir la concentración química, la temperatura y la presión de la aplicación. Los materiales termoplásticos comunes no son todos iguales. El UPVC es rígido y rentable para muchas aplicaciones de ácidos y agua, pero tiene un techo de temperatura más bajo. El CPVC amplía el rango de temperatura y se utiliza para medios corrosivos calientes. El PPH proporciona buena resistencia química y soldabilidad. PVDF se utiliza para servicios químicos de alta pureza y alta temperatura. FRPP agrega refuerzo de fibra de vidrio para mayor resistencia en algunos sistemas de tuberías.

La diferencia entre una válvula antirretorno y una válvula antirretorno también es visible a nivel del material. La mayoría de los dispositivos de prevención de reflujo utilizados en la protección del agua potable están hechos de latón, bronce o acero inoxidable. No se seleccionan por su compatibilidad química; se seleccionan por su confiabilidad mecánica y aceptación de códigos. Por otro lado, se puede fabricar una válvula de retención de plástico con la misma familia de polímeros que la tubería, lo que brinda una línea de proceso verdaderamente totalmente de plástico. Esto es importante en una planta donde la resistencia a la corrosión es la principal prioridad y donde no se pueden introducir iones metálicos en el líquido del proceso.

Orientación de instalación y requisitos de espacio.

La orientación es una fuente frecuente de falla de la válvula de retención. Una válvula de retención oscilante depende de la gravedad para que el disco regrese al asiento. Si se instala al revés o con la bisagra en el plano incorrecto, es posible que el disco no cierre completamente y la válvula tenga fugas en condiciones de flujo inverso. Se puede instalar una válvula de retención accionada por resorte en más orientaciones, pero el resorte agrega resistencia y puede fatigarse con el tiempo. Una válvula de retención de bola es menos sensible a la gravedad porque el resorte empuja la bola hacia el asiento, pero la bola aún debe instalarse en la orientación indicada en el cuerpo.

Reglas básicas de orientación.

• Instale la válvula de manera que la flecha o la marca de flujo apunte en la dirección del flujo permitido.
• Utilice un elevador vertical para válvulas de retención de bola que necesitan que la bola se levante limpiamente del asiento.
• Apoye la tubería a ambos lados de la válvula para evitar tensiones de flexión en el cuerpo de plástico.
• Deje suficiente espacio para retirar la tapa o la unión para su limpieza e inspección.
• No instale una válvula de retención inmediatamente contra la descarga de una bomba sin considerar la longitud de tubería recta necesaria para estabilizar el flujo.

Un conjunto de prevención de contraflujo requiere más espacio porque tiene múltiples módulos de verificación y grifos de prueba. Debe permanecer accesible para las pruebas anuales. Muchos propietarios prefieren instalarlo sobre el nivel del suelo en un recinto con calefacción si el clima puede congelar la línea. Se puede enterrar una única válvula de retención dentro de un patín de equipo en la tubería, lo que reduce el riesgo de daños mecánicos pero también dificulta el mantenimiento. Si el sistema necesita una limpieza frecuente, una válvula de retención de plástico tipo unión es más fácil de quitar que un conjunto bridado con juegos de pernos largos.

Mantenimiento y modos de falla comunes.

A menudo se olvida una válvula de retención hasta que una bomba comienza a girar hacia atrás, una línea pierde el cebado o un tanque de mezcla recibe el producto químico incorrecto. Debido a que una válvula de retención no tiene partes externas móviles, su disco interno, sello o resorte pueden fallar sin ser visibles desde el exterior. La única manera de detectar el problema a tiempo es realizar inspecciones periódicas.

Los preventores de reflujo se mantienen de manera diferente. Necesitan una prueba certificada para confirmar que ambas válvulas de retención mantienen la presión y que la válvula de alivio se abre con el diferencial correcto. El intervalo de prueba normalmente lo establece el proveedor de agua local. Un dispositivo de prevención de reflujo no sólo se limpia; se verifica con un medidor calibrado. Esta es una razón más por la que una válvula de retención no puede tratarse como una válvula de contraflujo en una conexión de agua regulada, incluso si es físicamente capaz de detener el flujo inverso el día de su instalación.

Elegir el producto adecuado para la aplicación

La forma más rápida de elegir entre una válvula de reflujo y una válvula de retención es identificar exactamente qué es necesario proteger. Si el límite es una línea de proceso entre dos servicios no potables, una válvula de retención suele ser suficiente. Si el límite involucra agua potable, las reglas de control de conexión cruzada requieren un dispositivo de prevención de contraflujo que cumpla con las normas. Si el límite es la salida de drenaje de un edificio, una válvula de retención es el producto correcto, no una válvula de retención.

Para un sistema de tuberías de plástico industrial típico, la secuencia de selección debe ser: identificar el fluido, identificar el tipo de conexión, confirmar el nivel de protección requerido, calcular la caída de presión y luego elegir una válvula de retención o un conjunto de contraflujo. Un fabricante experimentado de válvulas termoplásticas puede suministrar una válvula de retención en el material y estilo de conexión correctos, pero la decisión de instalar un dispositivo de prevención de contraflujo generalmente está controlada por las especificaciones del proyecto y las regulaciones locales, no por la preferencia de la válvula.

Preguntas frecuentes

¿Puedo utilizar una válvula de retención como dispositivo de prevención de reflujo?

Una válvula de retención no se puede utilizar como sustituto de un dispositivo de prevención de contraflujo comprobable cuando la aplicación está regulada por un código de conexión cruzada de agua potable. Una válvula de retención tiene solo un elemento de cierre y no tiene puertos de prueba. Puede detener el flujo inverso, pero no proporciona la protección de doble barrera verificada para la cual está diseñado un dispositivo de prevención de reflujo.

¿Es lo mismo una válvula de retención que una válvula de retención?

No. Se instala una válvula de retención en una línea de drenaje para evitar que las aguas residuales regresen a un edificio. Se instala una válvula de retención en una línea de presión para detener el flujo inverso del fluido bombeado o de proceso. Los principios operativos son similares, pero los productos no son intercambiables.

¿Necesito una válvula de reflujo para la descarga de una bomba de productos químicos?

Si la línea de descarga de la bomba de productos químicos está aislada del suministro de agua potable y la única preocupación es el flujo inverso del fluido del proceso, normalmente es suficiente una válvula de retención termoplástica. Si la succión de la bomba o una conexión de agua de enjuague está conectada a un suministro de agua potable, el sistema también necesita un dispositivo de prevención de reflujo adecuado en ese punto de conexión.

¿Por qué los dispositivos de prevención de reflujo tienen dos válvulas de retención?

Dos válvulas de retención crean redundancia. Si la verificación descendente falla, la verificación ascendente aún se cierra. El espacio entre los dos controles también se puede probar o monitorear con una válvula de alivio o una llave de prueba. Una sola válvula de retención no puede proporcionar el mismo nivel de seguridad porque no tiene respaldo ni punto de prueba.

¿Qué válvula de retención de plástico tiene la caída de presión más baja?

Una válvula de retención oscilante generalmente tiene la caída de presión más baja entre las válvulas de retención de plástico porque el diámetro total permanece abierto cuando se levanta el disco. Las válvulas de retención con resorte Wafer son compactas pero el resorte crea cierta resistencia. Las válvulas de retención de bola pueden tener una mayor caída de presión porque la bola obstruye parcialmente la ruta del flujo. El valor exacto depende del tamaño de la válvula, el caudal y el diseño del cuerpo, así que solicite la curva de flujo del fabricante antes de finalizar el servicio de la bomba.