Descripción
Protección automática contra sobrepresión para bombas y manifolds
GPE fabrica válvulas de alivio de emergencia de acción directa y rearme automático para bombas alternativas de émbolo, sistemas de fracturación hidráulica, unidades de cementación, manifolds de alta presión, líneas de control de presión y sistemas Flow Iron para líquidos.
La válvula utiliza una estructura metálica de bola y asiento cargada por resorte. Un paquete calibrado de resortes de disco transmite la fuerza de cierre a la bola a través del retenedor interno. Cuando la presión de entrada supera la presión de alivio ajustada, la fuerza hidráulica levanta la bola del asiento y abre el conducto de descarga.
Cuando la presión de entrada disminuye por debajo de la fuerza de cierre del resorte, la bola vuelve automáticamente al asiento y restablece la barrera de presión.
Un tornillo de ajuste instalado en la parte superior modifica la precarga del resorte y determina la presión de apertura. Después de la calibración, el ajuste queda protegido mediante una estructura de bloqueo, precintado y control contra manipulaciones.
GPE suministra configuraciones con presiones de ajuste de 5,000 a 20,000 psi, dentro de los límites aprobados del cuerpo de presión, el paquete de resortes y las conexiones de la válvula.
La configuración estándar es una válvula para líquidos de alta presión de 2 in, con conexiones Flow Iron macho × hembra. Está disponible para servicio estándar, servicio a baja temperatura y servicio H₂S, con ajustes de presión, conexiones, paquetes de resortes y kits de reacondicionamiento específicos para cada proyecto.
Esta válvula proporciona protección automática frente a eventos de sobrepresión de corta duración. No es un regulador de presión, una válvula de bypass continuo, una válvula de estrangulación ni un sustituto del correcto dimensionamiento del sistema de alivio.
¿Necesita proteger una bomba o manifold contra sobrepresión?
GPE calibra cada válvula de alivio de acuerdo con el equipo protegido, la presión máxima admisible, la presión normal de operación, la presión de apertura requerida, el fluido de servicio y las conexiones de entrada y salida.
Envíenos el modelo de la bomba de émbolo, la presión nominal del manifold, la presión de ajuste requerida, el tipo de conexión y la temperatura de funcionamiento. Nuestro equipo de ingeniería preparará la configuración adecuada y una cotización directa de fábrica.
Información requerida: equipo protegido · presión de operación · MAWP · presión de ajuste · conexión · fluido · temperatura · cantidad
Solicitar una cotización de válvula de alivio
Enviar los datos de presión y conexión
Correo electrónico: info@gpepump.com
Características principales
- Funcionamiento de alivio de presión por acción directa
- Apertura automática al alcanzar la presión calibrada
- Rearme automático después del evento de sobrepresión
- Tamaño nominal de conexión de 2 in
- Presión de ajuste de 5,000 a 20,000 psi
- Rango métrico de ajuste de 35 a 140 MPa
- Configuraciones de cuerpo de presión 15K y 20K
- Estructura vertical compacta
- Bola y asiento metálicos cargados por resorte
- Paquete calibrado de resortes de disco
- Tornillo superior para ajuste de presión
- Estructura de bloqueo y control contra manipulaciones
- Bola, asiento, sellos y resortes reemplazables
- Cuerpo de presión de acero aleado forjado
- Tratamiento térmico controlado
- Asiento y superficies de presión mecanizados mediante CNC
- Respuesta rápida ante aumentos de presión del líquido
- Rearme mecánico estable
- Conexiones Flow Iron de alta presión macho × hembra
- Configuración Fig 1502 para sistemas 15K
- Conexiones de alta presión diseñadas para sistemas 20K
- Servicio estándar
- Servicio a baja temperatura
- Servicio H₂S y servicio ácido
- Clase de temperatura PU de -29 °C a 121 °C
- Selección de materiales conforme a NACE MR0175 / ISO 15156
- Calibración hidráulica de la presión de apertura
- Prueba hidrostática del cuerpo
- Verificación de la presión de apertura
- Inspección de la presión de rearme
- Inspección de fugas externas
- Certificado de prueba de fábrica
- Kits completos de resorte, bola, asiento y sellos
- Fabricación compatible para sustitución
Especificaciones técnicas principales
| Parámetro | Rango de fabricación de GPE |
|---|---|
| Producto | Válvula de alivio de emergencia |
| Nombre alternativo | Válvula de seguridad y alivio de alta presión |
| Tipo de válvula | Acción directa, cargada por resorte y autorrearmable |
| Servicio principal | Servicio de líquidos a alta presión |
| Tamaño nominal | 2 in |
| Presión de ajuste regulable | 5,000–20,000 psi |
| Rango métrico de ajuste | 35–140 MPa |
| Clases del cuerpo de presión | 15,000 y 20,000 psi |
| Temperatura estándar de trabajo | -29 °C a 121 °C |
| Clase de temperatura | PU |
| Entorno de servicio | Servicio estándar, baja temperatura o H₂S |
| Elemento de cierre | Bola metálica |
| Asiento | Asiento metálico reemplazable y mecanizado con precisión |
| Sistema de resorte | Paquete calibrado de resortes de disco |
| Ajuste de presión | Tornillo de ajuste roscado instalado en la parte superior |
| Protección del ajuste | Estructura de bloqueo, precintado y control contra manipulaciones |
| Método de rearme | Reasentamiento mecánico automático |
| Construcción del cuerpo | Acero aleado forjado y tratado térmicamente |
| Configuración estándar de los extremos | Macho × hembra |
| Opciones de conexión | Fig 1502 y conexiones Flow Iron de alta presión diseñadas para el proyecto |
| Posición de instalación | Instalación vertical con descarga libre de restricciones |
| Aplicaciones principales | Bombas de émbolo, bombas Frac, unidades de cementación, manifolds y líneas de prueba |
| Selección de materiales para H₂S | NACE MR0175 / ISO 15156 |
| Inspección | UT, MPI, dureza, inspección dimensional y funcional |
| Pruebas de presión | Prueba hidrostática del cuerpo, calibración, apertura y reasentamiento |
| Alcance del suministro | Válvula completa, paquete de resortes calibrado y kit de reacondicionamiento |
Confirme la presión de ajuste y la conexión correctas
La presión de alivio debe proteger el componente con la clasificación de presión más baja de la bomba, el manifold y el sistema Flow Iron.
La presión de ajuste se selecciona por encima de la presión normal máxima de operación y dentro de la presión admisible del equipo protegido.
Envíe a GPE los siguientes datos:
- Presión máxima de operación
- MAWP del equipo
- Presión de ajuste requerida
- Tipo de fluido
- Temperatura de funcionamiento
- Conexión de entrada
- Recorrido y conexión de descarga
- Clase de servicio
Seleccionaremos el cuerpo de presión, el paquete de resortes y la configuración de conexión adecuados.
Confirmar la configuración correcta de la válvula
Enviar los requisitos de presión de ajuste
Configuraciones estándar de presión
| Rango requerido de presión de ajuste | Rango métrico | Configuración de la válvula |
|---|---|---|
| 5,000–10,000 psi | 35–70 MPa | Válvula ERV calibrada de 2 in para líquidos |
| 10,000–15,000 psi | 70–105 MPa | Válvula ERV de alta presión de 2 in con cuerpo 15K |
| 15,000–20,000 psi | 105–140 MPa | Válvula ERV de 2 in con configuración diseñada para 20K |
El paquete de resortes seleccionado determina el rango ajustable de presión. El cuerpo, el diámetro de la garganta del asiento, la conexión de los extremos y el sistema de descarga deben corresponder a la clase de presión requerida.
Un cuerpo con clasificación de 15,000 psi no permite establecer una presión de alivio superior a su presión nominal. La placa de identificación final indica la clasificación del cuerpo, la presión calibrada, la clase de servicio, la clase de temperatura y el número de serie.
Presión de ajuste, presión de trabajo y MAWP
Presión de ajuste
Es la presión de entrada calibrada a la que la bola comienza a levantarse del asiento y la válvula inicia la descarga.
Presión de trabajo de la válvula
Es la presión nominal máxima del conjunto completo que contiene la presión.
MAWP del equipo protegido
La presión máxima admisible de trabajo de la bomba, el manifold o el componente Flow Iron es la presión más alta permitida para ese equipo.
La válvula debe seleccionarse de modo que:
- La presión normal de operación permanezca por debajo de la presión de ajuste
- La presión de ajuste proteja el componente del sistema con menor clasificación
- La clasificación del cuerpo sea igual o superior a la presión máxima del sistema
- La capacidad de descarga corresponda a la fuente creíble de sobrepresión
- La contrapresión de salida permanezca dentro del diseño aprobado
La presión de ajuste se determina a partir del diseño completo del sistema, no únicamente de la potencia de la bomba.
Principio de funcionamiento de acción directa
La válvula funciona mediante un equilibrio directo entre la fuerza del resorte y la fuerza hidráulica de entrada.
Funcionamiento normal
Durante el funcionamiento normal, el paquete calibrado de resortes de disco empuja el retenedor hacia abajo. El retenedor aplica la fuerza de cierre sobre la bola metálica y la mantiene apoyada contra el asiento.
La válvula permanece cerrada mientras la fuerza hidráulica que actúa sobre la bola sea inferior a la fuerza calibrada de los resortes.
Condición de sobrepresión
Cuando la presión de entrada supera la presión ajustada, la fuerza hidráulica que actúa a través de la garganta del asiento excede la fuerza de los resortes.
La bola se levanta del asiento y abre el paso desde la entrada de alta presión hasta la salida de descarga. El líquido descargado reduce la presión del sistema protegido.
Reasentamiento automático
Cuando la presión de entrada cae por debajo de la fuerza de cierre de los resortes, el retenedor empuja nuevamente la bola contra el asiento.
La válvula se cierra automáticamente y vuelve a contener la presión.
La presión de reasentamiento es inferior a la presión inicial de apertura. Esta diferencia evita una apertura y un cierre rápidos e inestables alrededor de un único punto de presión.
Paquete de resortes de disco
El sistema utiliza un paquete calibrado de resortes de disco para generar una elevada fuerza de cierre dentro de una estructura vertical compacta.
La estructura proporciona:
- Alta fuerza en un espacio reducido
- Carga axial estable
- Ajuste controlado mediante el tornillo superior
- Cierre mecánico repetible
- Paquetes de resortes reemplazables
- Rangos de resortes independientes para distintas presiones de ajuste
Los componentes de los resortes se inspeccionan para detectar:
- Grietas
- Deformación permanente
- Corrosión
- Daños superficiales
- Secuencia incorrecta de apilamiento
- Pérdida de altura libre
- Daños térmicos
- Incompatibilidad con la clase de servicio
Los resortes se instalan según la secuencia aprobada. No deben añadirse, retirarse ni invertirse individualmente fuera del procedimiento controlado de calibración.
Estructura de bola y asiento
La bola metálica y el asiento reemplazable forman el sello principal de presión.
Este conjunto proporciona:
- Apertura hidráulica directa
- Fuerza de cierre concentrada
- Estructura interna compacta
- Respuesta rápida a la presión
- Componentes de alto desgaste reemplazables
- Área controlada de la garganta del asiento
- Calibración estable de la presión
La bola y el asiento se inspeccionan como una interfaz emparejada de control de presión.
Los daños que requieren sustitución incluyen:
- Picaduras
- Erosión en forma de canal
- Erosión general
- Rayaduras
- Sólidos incrustados
- Corrosión
- Deformación del borde del asiento
- Pérdida del contacto de sellado
La bola y el asiento no deben repararse mediante esmerilado no controlado ni modificación manual en campo.
Sistema de ajuste de presión
El tornillo superior modifica la compresión del paquete de resortes de disco. Al girarlo, se aumenta o reduce la precarga de los resortes y cambia la presión de apertura.
El proceso completo de ajuste incluye:
- Instalar el paquete de resortes correcto
- Montar la válvula en un banco calibrado de presión hidráulica
- Eliminar todo el aire atrapado en el sistema de prueba
- Aumentar gradualmente la presión
- Ajustar la precarga de los resortes
- Verificar la presión de apertura
- Verificar el reasentamiento
- Repetir la prueba para confirmar la estabilidad
- Bloquear el mecanismo de ajuste
- Aplicar el precinto y la identificación de calibración
La presión de ajuste nunca debe modificarse mientras la válvula esté conectada a un sistema presurizado en campo.
Protección autorrearmable
La válvula vuelve automáticamente a la posición cerrada después de que la presión de entrada disminuye por debajo de la fuerza de cierre del resorte.
Protege contra:
- Picos breves de presión de la bomba
- Bloqueos temporales del flujo
- Aumentos rápidos de presión en la línea
- Fallo de una válvula de control
- Sobrepresión en la descarga de la bomba
- Transitorios de presión durante cambios de línea
- Aislamiento accidental de una sección presurizada
El rearme automático evita tener que sustituir un elemento de corte después de cada evento de alivio.
La válvula debe inspeccionarse después de una descarga, ya que la bola, el asiento, los resortes y el conducto de descarga han estado expuestos a presión y flujo anormales.
Válvula autorrearmable frente a válvula con pasador de corte
| Válvula de alivio cargada por resorte | Válvula de alivio con pasador de corte |
|---|---|
| Abre mediante el equilibrio entre la presión hidráulica y la fuerza del resorte | Abre cuando se rompe el pasador calibrado |
| Vuelve a cerrar automáticamente cuando disminuye la presión | Requiere sustituir el pasador antes de reutilizarla |
| La presión se ajusta y calibra en un banco de pruebas | La presión se determina mediante la especificación del pasador |
| Permite protección repetida frente a transitorios | Proporciona una única apertura por cada pasador instalado |
| Utiliza resortes, bola y asiento reutilizables | Utiliza un elemento mecánico de corte reemplazable |
| Requiere inspección después del evento | Requiere sustitución del pasador e inspección |
Válvula de alivio frente a regulador de presión
La válvula de alivio de emergencia permanece cerrada durante la operación normal y solo abre cuando la presión supera el valor calibrado.
Un regulador modifica continuamente el caudal para mantener una presión determinada aguas abajo.
La válvula GPE no se utiliza para:
- Control continuo de presión
- Regulación del caudal de la bomba
- Funcionamiento normal en bypass
- Estrangulación
- Despresurización rutinaria del sistema
Una descarga continua indica una condición de sobrepresión sin resolver, un ajuste incorrecto, contaminación del asiento o daños en los componentes.
Válvula de alivio frente a válvula de estrangulación
Una válvula de estrangulación crea una restricción controlada para regular el caudal y la presión.
La válvula de alivio permanece cerrada hasta que se supera la presión de ajuste.
- Válvula de estrangulación: regulación de caudal y presión
- Válvula de alivio: protección contra sobrepresión
La salida de alivio no debe estrangularse mediante una válvula aguas abajo ni conectarse a una línea bloqueada.
Capacidad de alivio y dimensionamiento
El tamaño de la conexión y la presión de ajuste no determinan por sí solos la capacidad de descarga.
La capacidad requerida depende de:
- Caudal máximo de la bomba
- Número de bombas conectadas
- Condición creíble de bloqueo del flujo
- Presión de entrada
- Presión de ajuste
- Acumulación de presión admisible
- Diámetro de la garganta del asiento
- Elevación de la bola
- Densidad del fluido
- Viscosidad del fluido
- Contenido de sólidos
- Pérdida de presión en la entrada
- Contrapresión en la salida
- Diámetro y longitud de la tubería de descarga
GPE revisa la fuente de presión y la disposición de descarga antes de finalizar el diámetro de paso, el paquete de resortes y las conexiones.
La válvula no debe seleccionarse únicamente porque su conexión coincida con el sistema Flow Iron.
Diseño para servicio de líquidos
Esta válvula está diseñada para líquidos de alta presión.
Los fluidos habituales incluyen:
- Agua limpia
- Slickwater
- Aceite hidráulico compatible
- Agua para cementación
- Fluido de perforación compatible
- Fluido de completación compatible
- Líquidos de servicio de pozo con bajo contenido de sólidos
Los sólidos abrasivos, las partículas de cemento y los residuos pueden quedar atrapados entre la bola y el asiento. La válvula debe instalarse en una posición que reduzca la acumulación de sólidos y debe inspeccionarse después de trabajar con fluidos contaminados.
Los servicios de gas, vapor, flujo bifásico y alivio por incendio requieren una evaluación de ingeniería independiente y equipos de alivio seleccionados específicamente para esas condiciones.
Requisitos de instalación
La válvula se instala directamente sobre el sistema de líquidos de alta presión que debe proteger.
La instalación debe proporcionar:
- Conexión de entrada corta y sin restricciones
- Clasificación correcta de presión en la entrada
- Orientación vertical de la válvula
- Soporte adecuado del peso
- Dirección segura de la salida
- Conducto de descarga de sección completa
- Ausencia de válvulas o tapones que bloqueen la descarga
- Ausencia de líquido de alta presión atrapado
- Drenaje y contención controlados
- Acceso para calibración, inspección y desmontaje
La salida se dirige hacia un sistema seguro de contención, retorno o recogida de baja presión.
El personal nunca debe situarse frente al conducto de descarga.
Conexión de entrada
La conexión de entrada recibe la presión completa del sistema y se conecta a la descarga de la bomba o a la sección del manifold protegida.
La instalación debe evitar:
- Tuberías largas de diámetro reducido
- Pérdidas excesivas de presión
- Restricciones bruscas
- Válvulas de aislamiento que puedan desactivar la protección
- Figuras de unión incorrectas
- Anillos de sellado dañados
- Cargas mecánicas sin soporte
La clasificación de la conexión de entrada debe ser igual o superior a la del sistema protegido.
Conexión y recorrido de descarga
La salida transporta el líquido descargado fuera de la válvula.
El sistema de salida debe estar:
- Libre de restricciones
- Mecánicamente soportado
- Orientado lejos del personal
- Diseñado para soportar la reacción de descarga
- Protegido frente a bloqueos
- Dirigido hacia una ubicación controlada
- Dimensionado para limitar la contrapresión
- Inspeccionado antes de cada operación
La salida nunca debe taparse, bloquearse ni aislarse mientras el equipo protegido esté en servicio.
Una contrapresión excesiva modifica el funcionamiento de la válvula y reduce su capacidad efectiva de alivio.
Configuración Flow Iron Fig 1502
La configuración principal para sistemas 15K utiliza una conexión Flow Iron de alta presión Fig 1502 de 2 in, macho × hembra.
Esta conexión proporciona:
- Instalación rápida en campo
- Compatibilidad con líneas de tratamiento de alta presión
- Montaje compacto
- Anillo de unión reemplazable
- Orientación macho y hembra definida
- Conexión mecánica con clasificación de presión
La verificación incluye:
- Número de figura
- Tamaño nominal
- Extremo macho o hembra
- Geometría de la rosca y la tuerca
- Perfil del anillo de sellado
- Clasificación de presión
- Servicio estándar o H₂S
- Compatibilidad dimensional
Las conexiones visualmente similares no deben considerarse intercambiables sin verificar sus dimensiones y clasificación de presión.
Configuración de alta presión 20K
La configuración de 20,000 psi utiliza un cuerpo, paquete de resortes, garganta de asiento y conexiones diseñados y aprobados para la clase de 140 MPa.
El diseño 20K incluye:
- Mayor resistencia del cuerpo de presión
- Espesor de pared controlado
- Pieza forjada de acero aleado cualificada
- Conexión con clasificación 20K
- Bola y asiento para ultraalta presión
- Paquete de resortes calibrado para 20K
- Prueba hidrostática del cuerpo
- Verificación de la presión de ajuste
- Trazabilidad mediante número de serie
Servicio estándar
Las válvulas para servicio estándar manejan líquidos compatibles sin presencia de gas ácido utilizados en:
- Fracturación hidráulica
- Cementación
- Pruebas de presión
- Protección de la descarga de bombas
- Protección de manifolds
- Circulación durante servicios de pozo
- Transferencia de líquidos limpios
Los componentes internos y repuestos para servicio estándar se mantienen separados de los componentes destinados a servicio H₂S.
Servicio a baja temperatura
Las configuraciones para baja temperatura utilizan materiales para el cuerpo, resortes, sellos y lubricantes cualificados para la temperatura mínima especificada.
El control de fabricación incluye:
- Acero aleado forjado cualificado
- Tratamiento térmico controlado
- Ensayo de impacto a la temperatura especificada
- Selección de sellos para baja temperatura
- Lubricante para baja temperatura
- Verificación de dureza
- Trazabilidad completa de materiales
La temperatura mínima de funcionamiento se indica en la ficha técnica y en la placa de identificación.
Servicio H₂S y servicio ácido
Las válvulas GPE para H₂S utilizan:
- Materiales de dureza controlada para el cuerpo de presión
- Procedimientos cualificados de tratamiento térmico
- Componentes de sellado compatibles con H₂S
- Materiales para bola y asiento compatibles con servicio ácido
- Inspección de dureza
- Trazabilidad completa del número de colada
- Selección de materiales conforme a NACE MR0175 / ISO 15156
La especificación debe indicar:
- Presión parcial de H₂S
- Concentración de CO₂
- Concentración de cloruros
- pH del fluido
- Temperatura máxima
- Presión total del sistema
- Aditivos químicos
Protección de bombas de émbolo
La válvula se instala en sistemas de descarga de bombas tríplex y quíntuplex para protegerlos frente a presiones superiores al límite aprobado.
Las fuentes habituales de sobrepresión incluyen:
- Línea de descarga bloqueada
- Válvula aguas abajo cerrada
- Error durante el cambio de un manifold
- Posición incorrecta de una válvula de control
- Restricción repentina del flujo
- Fallo del sistema de control de la bomba
- Sobrepresión durante pruebas
La presión de ajuste se coordina con:
- Clasificación del extremo fluido de la bomba
- Clasificación del manifold de descarga
- Clasificación de las líneas Flow Iron
- MAWP del equipo conectado
- Presión normal de operación
- Caudal máximo de la bomba
- Capacidad del sistema de descarga
Aplicaciones de fracturación hidráulica
Las válvulas GPE protegen:
- Líneas de descarga de bombas Frac
- Manifolds de descarga
- Frac Missiles
- Zipper Manifolds
- Líneas de tratamiento de alta presión
- Secciones de prueba de presión
- Ramales individuales de bombas
La válvula se instala donde pueda detectar la presión del equipo protegido sin pérdidas excesivas en la entrada.
La supervisión remota de presión y el apagado automático de la bomba complementan la protección mecánica, pero no la sustituyen.
Para completar el sistema Flow Iron también puede consultar nuestras válvulas de tapón de alta presión y juntas giratorias de alta presión.
Aplicaciones de cementación
La válvula protege:
- Bombas de cementación
- Manifolds de cementación
- Líneas de desplazamiento de alta presión
- Cabezas de cementación
- Conexiones del cabezal del pozo
- Circuitos de prueba de presión
Después del servicio de cementación, la válvula debe lavarse antes de que los residuos de cemento se endurezcan alrededor de la entrada, la bola o el asiento.
Aplicaciones de pruebas de presión
La válvula protege sistemas de prueba contra:
- Sobreimpulso de la bomba
- Error del operador
- Líneas de prueba bloqueadas
- Aumento térmico de presión
- Secuencia incorrecta de aislamiento
La presión de ajuste debe permanecer por debajo de la presión nominal del equipo sometido a prueba y de todos los componentes conectados que contienen presión.
Integración en manifolds y skids
GPE integra la válvula en:
- Skids de bombas Frac
- Paquetes de bombas de émbolo
- Unidades de pruebas de presión
- Unidades de cementación
- Manifolds de alta presión
- Conjuntos Flow Iron
- Equipos de bombeo montados sobre remolque
Los planos de integración definen:
- Posición de la válvula
- Orientación de entrada y salida
- Acceso para mantenimiento
- Espacio para el tornillo de ajuste
- Recorrido de descarga
- Estructura de soporte
- Espacio para desmontaje
- Identificación de la presión de ajuste
Fabricación compatible para sustitución
GPE fabrica válvulas de sustitución y componentes de reparación a partir de:
- Números de pieza existentes
- Planos dimensionales aprobados
- Mediciones de las conexiones
- Datos del paquete de resortes
- Registros de presión de ajuste
- Muestras físicas de válvulas
- Muestras de bola y asiento
- Dimensiones de kits de sellos
La verificación incluye:
- Clase de presión
- Rango de presión de ajuste
- Diámetro de la garganta del asiento
- Configuración del paquete de resortes
- Dimensiones del cuerpo
- Conexiones macho y hembra
- Dimensiones de la bola y el asiento
- Materiales de los sellos
- Servicio estándar o H₂S
- Clase de temperatura
Para interfaces Flow Iron SPM confirmadas, GPE reproduce las conexiones, dimensiones y programas de piezas de repuesto aprobados.
Proceso de fabricación
- Verificación del acero aleado forjado
- Asignación y trazabilidad del número de colada
- Inspección ultrasónica de la pieza forjada
- Mecanizado preliminar del cuerpo
- Temple y revenido controlados
- Ensayos de propiedades mecánicas
- Inspección de dureza
- Mecanizado de los conductos de entrada y salida
- Mecanizado del alojamiento del asiento
- Mecanizado de la cámara de los resortes
- Mecanizado de la rosca de ajuste
- Mecanizado de los extremos de unión
- Fabricación de la bola y el asiento
- Inspección y agrupación de los resortes de disco
- Mecanizado del retenedor y los componentes internos
- Mecanizado de las ranuras de sellado
- Inspección por partículas magnéticas de las áreas críticas
- Inspección dimensional y del espesor de pared
- Montaje de la bola, el asiento, los resortes y los sellos
- Ajuste inicial de la precarga
- Prueba hidrostática del cuerpo
- Calibración de la presión de ajuste
- Prueba de apertura y reasentamiento
- Inspección de fugas externas
- Bloqueo y precintado del ajuste
- Marcado permanente
- Revisión de documentación
- Embalaje para exportación
Control de calidad
- Verificación de certificados de materias primas
- Verificación de la composición química
- Trazabilidad mediante número de colada
- Registros de tratamiento térmico
- Ensayo del límite elástico
- Ensayo de resistencia a la tracción
- Ensayo de alargamiento
- Ensayo de impacto para pedidos de baja temperatura
- Inspección de dureza del cuerpo
- Inspección de dureza para servicio H₂S
- Inspección ultrasónica de piezas forjadas
- Inspección por partículas magnéticas
- Inspección del diámetro interior
- Inspección del espesor de pared
- Inspección dimensional del alojamiento del asiento
- Inspección dimensional de la bola
- Inspección de la garganta del asiento
- Inspección dimensional de los resortes de disco
- Inspección de la rosca de ajuste
- Inspección de los extremos de unión
- Inspección de las ranuras de sellado
- Inspección de las holguras de montaje
- Prueba hidrostática del cuerpo
- Calibración de la presión de apertura
- Inspección del reasentamiento
- Inspección de fugas externas
- Inspección visual final
Calibración y pruebas de presión
Cada válvula GPE recibe:
- Prueba hidrostática del cuerpo de presión
- Inspección de sellado a baja presión
- Verificación del paquete de resortes
- Calibración de la presión de ajuste
- Prueba de presión de apertura
- Observación del reasentamiento
- Repetición de la prueba de apertura
- Inspección de fugas externas
- Verificación del bloqueo del ajuste
- Precintado final de la calibración
El registro de calibración identifica:
- Modelo del producto
- Número de serie
- Clase de presión del cuerpo
- Presión de ajuste
- Medio de prueba
- Temperatura de prueba
- Resultado de apertura
- Resultado de reasentamiento
- Fecha de prueba
- Identificación del banco de pruebas
- Inspector responsable
La calibración se realiza con un líquido compatible y después de eliminar todo el aire atrapado.
Marcado del producto
Cada válvula se marca permanentemente con:
- Identificación de GPE
- Nombre del producto
- Tamaño nominal
- Clase de presión del cuerpo
- Presión calibrada
- Clase de servicio
- Clase de temperatura
- Identificación de entrada y salida
- Número de serie
- Número de colada del cuerpo
- Fecha de fabricación
- Dirección del flujo
- Identificación del precinto de ajuste
Documentación del producto
- Certificado de Conformidad
- Ficha técnica
- Plano de disposición general
- Plano de conexiones
- Certificado de ensayo de materiales
- Registro de tratamiento térmico
- Informe de propiedades mecánicas
- Informe de dureza
- Informe de impacto a baja temperatura cuando se especifique
- Informe de inspección ultrasónica
- Informe de inspección por partículas magnéticas
- Informe de inspección dimensional
- Informe de espesor de pared
- Informe de prueba hidrostática del cuerpo
- Certificado de calibración de la presión de ajuste
- Registro de apertura y reasentamiento
- Lista de trazabilidad de números de serie
- Instrucciones de instalación
- Procedimiento de calibración
- Manual de operación y mantenimiento
- Instrucciones de reacondicionamiento
- Lista de repuestos
- Lista de embalaje
Inspección antes de la instalación
- Verificar el número de serie
- Verificar la clasificación de presión del cuerpo
- Verificar la presión calibrada
- Verificar la clase de servicio
- Verificar la clase de temperatura
- Verificar la orientación de entrada y salida
- Inspeccionar las roscas y superficies de sellado de las uniones
- Inspeccionar el conducto de descarga
- Confirmar que la salida esté abierta y sin restricciones
- Confirmar que la válvula no haya sido manipulada
- Confirmar que el precinto esté intacto
- Confirmar el certificado de calibración
- Confirmar el MAWP del equipo protegido
Una válvula sin identificación, con el precinto dañado o cuya calibración sea incierta debe retirarse del servicio y volver a probarse.
Mantenimiento rutinario
- Limpieza exterior
- Inspección de la placa de identificación
- Inspección del precinto de ajuste
- Inspección de entrada y salida
- Inspección de las roscas de unión
- Inspección del anillo de sellado
- Inspección del conducto de descarga
- Inspección de corrosión
- Inspección de la cámara de resortes
- Inspección de bola y asiento
- Verificación de la presión de ajuste
- Recertificación hidrostática
- Sustitución de componentes desgastados
La válvula debe inspeccionarse y recalibrarse después de:
- Cualquier evento de descarga por sobrepresión
- Cualquier evidencia de fuga en el asiento
- Comportamiento anormal de presión
- Desmontaje
- Sustitución de resortes
- Sustitución de bola o asiento
- Exposición severa a fluidos abrasivos
- Almacenamiento prolongado
- Cambio de clase de servicio
Kits de reacondicionamiento y repuestos
GPE suministra:
- Bolas metálicas
- Asientos reemplazables
- Juegos de resortes de disco
- Retenedores
- Guías de resorte
- Tornillos de ajuste
- Componentes de bloqueo
- Tapas de precintado de fábrica
- Sellos del cuerpo
- Sellos de unión
- Anillos de retención
- Componentes de uniones de golpe
- Kits completos de sellos
- Kits completos de resortes
- Kits completos de bola y asiento
- Kits completos de reacondicionamiento
Cada kit se identifica mediante:
- Modelo de válvula
- Tamaño nominal
- Clase de presión
- Rango de presión de ajuste
- Servicio estándar o H₂S
- Clase de temperatura
- Rango de números de serie
Modos de fallo habituales
La válvula abre por debajo de la presión ajustada
Causas principales:
- Fatiga de los resortes
- Paquete de resortes incorrecto
- Movimiento del mecanismo de ajuste
- Daños en la bola o el asiento
- Corrosión
- Calibración incorrecta
- Cambio excesivo de contrapresión en la salida
Acciones correctivas:
- Retirar la válvula del servicio
- Inspeccionar el precinto de ajuste
- Inspeccionar el paquete de resortes
- Inspeccionar la bola y el asiento
- Sustituir los componentes dañados
- Recalibrar en un banco hidráulico para líquidos
La válvula no abre a la presión ajustada
Causas principales:
- Entrada bloqueada
- Salida de descarga bloqueada
- Paquete de resortes incorrecto
- Precarga excesiva
- Componentes internos corroídos
- Sólidos atrapados alrededor de la bola
- Montaje incorrecto
Acciones correctivas:
- Detener el equipo protegido
- Aislar y despresurizar el sistema
- Inspeccionar la entrada y la salida
- Desmontar y limpiar la válvula
- Verificar el paquete de resortes
- Recalibrar y volver a probar
La válvula presenta fugas durante el funcionamiento normal
Causas principales:
- Bola dañada
- Asiento dañado
- Sólidos incrustados
- Corrosión
- Daños en los sellos
- La válvula no se ha reasentado completamente
- Eventos repetidos de descarga con fluidos abrasivos
Acciones correctivas:
- Aislar y despresurizar la válvula
- Inspeccionar la bola y el asiento
- Sustituir los componentes de desgaste emparejados
- Limpiar la cámara interna
- Verificar la presión de ajuste y el reasentamiento
La válvula continúa descargando
Causas principales:
- La presión del sistema permanece por encima de la presión de reasentamiento
- El conducto de salida genera contrapresión inestable
- Contaminación de la bola o el asiento
- Daños en los resortes
- Erosión del asiento
- Presión de ajuste incorrecta
Acciones correctivas:
- Detener la fuente de presión
- Confirmar la presión del sistema
- Inspeccionar la línea de descarga
- Inspeccionar la bola, el asiento y los resortes
- Recalibrar antes de devolver la válvula al servicio
Apertura y cierre inestables
Causas principales:
- Garganta de la válvula sobredimensionada
- Entrada restringida
- Pérdida excesiva de presión en la entrada
- Contrapresión excesiva en la salida
- Tubería de descarga demasiado larga
- Gas atrapado en el sistema de líquidos
- Paquete de resortes incorrecto
Acciones correctivas:
- Revisar el dimensionamiento del sistema
- Eliminar las restricciones
- Purgar el aire atrapado
- Corregir el recorrido de descarga
- Verificar la capacidad de la válvula y el rango del resorte
- Completar una nueva prueba calibrada
Por qué las empresas de bombeo a presión eligen GPE
- Construcción de 2 in para líquidos de alta presión
- Rango de ajuste de 5K a 20K
- Clases de presión 15K y 20K
- Respuesta mecánica de acción directa
- Rearme automático
- Conexiones Fig 1502 y conexiones diseñadas para ultraalta presión
- Configuraciones estándar, de baja temperatura y H₂S
- Fabricación compatible para sustitución
- Pruebas de presión calibradas
- Kits completos de reparación
- Trazabilidad mediante número de serie
Por qué los fabricantes de bombas y manifolds eligen GPE
- Ingeniería de la presión de ajuste
- Integración en paquetes de bombeo
- Planos de conexiones de entrada y salida
- Soporte para el diseño del recorrido de descarga
- Planos de disposición general
- Coordinación del diseño del skid
- Documentación de materiales y pruebas
- Certificados de calibración
- Pruebas presenciadas por el cliente
- Paquetes de repuestos
Cómo seleccionar la válvula de alivio correcta
- Identifique el equipo que debe protegerse.
- Confirme el MAWP más bajo del sistema.
- Confirme el rango normal de presión de operación.
- Defina la presión de ajuste requerida.
- Confirme el caudal máximo creíble de la bomba.
- Confirme el tipo y la viscosidad del líquido.
- Confirme el contenido de sólidos y el nivel de contaminación.
- Confirme la conexión de entrada y su clase de presión.
- Confirme el recorrido de salida y la contrapresión.
- Seleccione servicio estándar, baja temperatura o H₂S.
- Confirme el rango de temperatura de operación.
- Confirme el paquete de resortes requerido.
- Confirme los requisitos de inspección y documentación.
- Confirme los kits de bola, asiento, resorte y sellos de repuesto.
Preguntas frecuentes
¿Qué tamaño de válvula fabrica GPE?
La configuración estándar de alta presión utiliza conexiones Flow Iron de entrada y salida de 2 in.
¿Qué rango de presión de ajuste está disponible?
GPE fabrica válvulas calibradas de 5,000 a 20,000 psi, equivalentes a 35–140 MPa.
¿Puede ajustarse la presión de apertura?
Sí. El tornillo superior modifica la precarga aplicada por el paquete calibrado de resortes de disco. El ajuste final se realiza y se bloquea sobre un banco hidráulico de calibración.
¿La válvula se rearma automáticamente?
Sí. Cuando la presión de entrada cae por debajo de la fuerza de cierre, la bola vuelve automáticamente al asiento.
¿Es una válvula cargada por resorte?
Sí. La fuerza de cierre se genera mediante un paquete calibrado de resortes de disco que actúa sobre la bola a través del retenedor.
¿Es una válvula con pasador de corte?
No. Este modelo utiliza una estructura reutilizable de bola, asiento y resortes, por lo que no requiere sustituir un pasador después de cada evento.
¿Puede utilizarse para bypass continuo?
No. Protege frente a sobrepresiones temporales. No está diseñada para bypass continuo, estrangulación ni regulación normal de presión.
¿Puede conectarse la salida a una línea cerrada?
No. El recorrido de descarga debe permanecer abierto, sin restricciones y dirigido a un punto seguro de contención o retorno.
¿Puede ajustarse mientras el sistema está presurizado?
No. La calibración se realiza con la válvula aislada sobre un banco de presión para líquidos y después de eliminar todo el aire atrapado.
¿Cuál es el rango estándar de temperatura?
La clase PU cubre de -29 °C a 121 °C.
¿GPE puede fabricar una versión para baja temperatura?
Sí. GPE utiliza materiales cualificados, ensayos de impacto, sellos para baja temperatura y lubricantes compatibles.
¿Puede utilizarse en servicio H₂S?
Sí. Las configuraciones H₂S utilizan materiales de dureza controlada, tratamiento térmico cualificado y selección de materiales conforme a NACE MR0175 / ISO 15156.
¿Qué conexión se utiliza en un sistema Flow Iron 15K?
La configuración principal utiliza una conexión Fig 1502 de 2 in, macho × hembra.
¿GPE puede fabricar una válvula 20K?
Sí. La versión de 20,000 psi utiliza un cuerpo 20K, un paquete calibrado de resortes, una bola y un asiento cualificados y conexiones aprobadas para alta presión.
¿Protege las bombas Frac?
Sí. Se instala en la descarga de bombas Frac y bombas de émbolo para proteger el extremo fluido, el manifold de descarga y las líneas Flow Iron conectadas.
¿Puede trabajar con fluido cargado de apuntalante?
La válvula protege sistemas de líquidos de alta presión, pero los sólidos abrasivos aceleran el desgaste de la bola y el asiento y pueden impedir un cierre hermético.
Debe instalarse donde se reduzca la acumulación de sólidos e inspeccionarse después de eventos de descarga con fluidos contaminados o abrasivos.
¿Es adecuada para servicio de gas?
Este modelo está diseñado para líquidos. Los servicios de gas, vapor, flujo bifásico y alivio por incendio requieren un dimensionamiento independiente y equipos específicos.
¿Qué ocurre después de que la válvula descarga?
La válvula vuelve a cerrarse automáticamente cuando disminuye la presión. A continuación, el sistema debe detenerse y la válvula debe inspeccionarse porque se ha producido un evento de sobrepresión.
¿GPE proporciona un certificado de calibración?
Sí. El registro identifica el número de serie, la clase del cuerpo, la presión calibrada, el medio de prueba, el resultado y la fecha.
¿GPE puede fabricar válvulas compatibles para sustitución?
Sí. GPE fabrica conjuntos de sustitución a partir de planos aprobados, números de pieza, datos dimensionales y muestras físicas.
¿Hay kits de reparación disponibles?
Sí. GPE suministra kits de bola y asiento, paquetes de resortes de disco, kits de sellos, componentes de unión y kits completos de reacondicionamiento.
Solicite una propuesta técnica
GPE fabrica válvulas de alivio de emergencia de acción directa y rearme automático para bombas de alta presión, sistemas de descarga de bombas Frac, unidades de cementación, manifolds y líneas Flow Iron para líquidos.
Nuestro rango de fabricación incluye:
- Tamaño nominal de 2 in
- Presión ajustable de 5,000 a 20,000 psi
- Clases de presión 15K y 20K
- Estructura de bola y asiento cargada por resorte
- Reasentamiento mecánico automático
- Conexiones Fig 1502 y conexiones diseñadas para alta presión
- Servicio estándar, baja temperatura y H₂S
- Clase de temperatura PU
- Pruebas calibradas de presión
- Dimensiones compatibles para sustitución
- Kits de bola, asiento, resortes y reacondicionamiento
Envíe la clasificación del equipo protegido, la presión de operación, la presión de alivio requerida, la conexión, el fluido, la temperatura, la clase de servicio y la cantidad para recibir la propuesta técnica correcta.
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Enviar los requisitos por correo electrónico
Correo electrónico: info@gpepump.com
Consulte también la categoría de manifolds y componentes Flow Iron para fracturación.
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