Código Manual 7-03-1001
Elementos Finales de Control
DIRECCIÓN RECURSOS HUMANOS
Autor: ÁNGEL DEL BUSTO GONZÁLEZ Este Manual está depositado en el Departamento de Planificación y Desarrollo de Recursos Humanos de Aceralia Corporación Siderúrgica Para adquirir ejemplares o solicitar su reproducción, dirigirse a dicho Departamento Avilés, Febrero 1998 Segunda edición, Septiembre 1998
D.L.: AS 243 98 Compuesto e impreso en Grafinsa Álvarez Lorenzana, 27. 33006 OVIEDO
INTRODUCCIÓN
Elementos finales de control
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Estructura del Manual
INTRODUCCIÓN
Pág 1 1
DESCRIPCIÓN DE LA VÁLVULA DE CONTROL
! POSICIONADORES DE VÁLVULAS Y REPETIDORES DE PRESIÓN
" DIMENSIONADO, SELECCIÓN Y AJUSTE
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Pág 2 1 Pág 3 1 Pág 4 1
DESCRIPCIÓN DE LA VÁLVULA DE CONTROL
Descripción de la válvula de control
1. Generalidades. 2. Curvas características de la válvula. 3. Tipos. 4. Despiece de la válvula. 5. Gobierno de la válvula.
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Descripción de la válvula de control
1 Generalidades
En el control de procesos industriales más o menos complejos siempre hace falta un control sobre la variable de proceso propiamente dicha. Ésta es la razón que nos obliga a realizar un estudio aunque somero de las válvulas, posicionadores y demás equipos finales de control. La válvula de control realiza la función de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida comportándose como un orificio de área continuamente variable. En la figura 1.1 puede examinarse una válvula de control típica con su servomotor. Básicamente se compone de dos partes, cuerpo y servomotor.
Figura 1.1
2 4
El cuerpo de la válvula contiene en su interior el obturador y los asientos y a su vez está provisto de rosca o de bridas para la conexión de la válvula a la tubería. El obturador es el que realiza la función de control de paso del fluido. Es accionado por el servomotor. Una primera clasificación a realizar dividiría las válvulas según el tipo de movimiento que posea aquella parte que cierra el paso de fluido. Así tenemos: •
Movimiento lineal: el obturador se desplaza por la normal al asiento en el interior de la tubería, para abrir, cerrar o variar el caudal de paso del fluido.
•
Movimiento rotatorio: el elemento de gobierno del paso de fluido posee un movimiento de tipo rotacional en el interior de la tubería.
2 5
Descripción de la válvula de control
2 Curvas características de la válvula
1. Curva de porcentaje de caudal. 2. Empaquetadura, estudio de las fugas.
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Curvas características de la válvula
2.1 Curva de porcentaje de caudal
Ésta representa la variación de caudal que responde a un desplazamiento del vástago de gobernado por el posicionador. Algunas curvas se ven en la figura 2.1.1. Esta curva se denomina curva característica de caudal inherente. Esta curva es en condiciones ideales de pérdidas de carga, fugas, etc.
Figura 2.1.1. Curva característica de caudal inherente
Hay que reseñar que en la mayor parte de las válvulas que trabajan en condiciones reales, la presión diferencial cambia cuando varía la apertura de la válvula, por lo cual la curva real que relaciona la carrera de la válvula con el caudal, se aparta de la curva característica de caudal inherente. Esta nueva curva se la denomina de caudal efectiva. En el apartado 3.2 analizaremos varios casos y se representarán de una curva lineal para diversos parámetros. 2 7
La expresión que nos proporciona el caudal circulante en el caso de líquidos es la siguiente: p1 − p2 q=K.a√
Donde: q=
caudal circulante.
K=
constante que depende de las unidades de cada magnitud y del tipos de la válvula.
a=
área de paso del líquido.
p1 =
presión delante de la válvula.
p2 =
presión detrás de la válvula.
Como vemos, el caudal que circule por la válvula dependerá de las dos variables siguientes: •
Del área de paso «a».
•
De la presión diferencial entre la entrada y la salida de la válvula.
En consecuencia, a la hora de estudiar el comportamiento de la válvula, habrá que hacerlo bajo dos condiciones diferentes: a) Modificando el área de paso «a» y manteniendo constante la presión diferencial a través de la válvula. Hablar de área de paso es equivalente a hablar de señal recibida por la válvula. Éstas son condiciones que únicamente se dan en ensayos de laboratorio; constituye la ya mencionada característica inherente de la válvula. b) En condiciones reales, la pérdida de presión a través de la válvula no se mantiene constante sino que varía con el caudal circulante. Habrá que ver como se modifican las curvas de respuesta halladas anteriormente bajo estas nuevas condiciones. Obtendremos la ya también mencionada característica resultante, real o instalada. Las características pueden ser: •
Lineal: nos proporciona iguales incrementos de caudal ante iguales incrementos en la posición del vástago.
•
Isoporcentual: produce para iguales incrementos en la posición del vástago, iguales cambios porcentuales en el caudal existente. El caudal resultante crece exponencialmente con el recorrido del vástago. 2 8
•
Todo-nada: proporciona un cambio máximo en el caudal para recorridos cortos del vástago cercanos a la posición cerrada. Aproximadamente, nos da el 90% del caudal con el 30% de apertura.
•
Otras: un ejemplo de éstas son las parabólicas, estas válvulas abren y cierran el paso del caudal cumpliendo una curva del tipo: 2
Q = K x L0
El caudal que circula por un circuito, si se trabaja con bomba que suministra presión constante, es función de la caída de presión en dicho circuito. Si se quiere regular el caudal, la válvula de control deberá crear esa caída de presión. Llamando pérdida de presión total (δpT) a la suma de la caída de presión en la válvula (δpv) más la de la línea (δpL), se observa la variación de las curvas inherentes de las válvulas en función de la relación: r=
δpv pérdidas de presión en válvula = ≤1 δpv pérdidas de presión en el sistema línea + válvula
•
Si es igual a «1» diremos que la línea no tiene pérdidas de presión, por lo que la válvula exhibirá las características inherentes estudiadas con anterioridad.
•
Si es menor que «1» la curva característica se habrá distorsionado.
En la figura 4.1.3 se representan las modificaciones de las curvas características de las válvulas cuando las instalamos. •
Cuando se cumple 1> r > 0,4 las curvas se modifican mínimamente.
•
Cuando r < 0,4, la modificación es muy importante. Si llegamos a un valor de r muy pequeño, la característica isoporcentual se convierte casi en lineal y la lineal se convierte casi en dos posiciones, todo-nada.
2 9
Curvas características de la válvula
2.2 Empaquetadura, estudio de las fugas
El fin de la empaquetadura es la de proveer a la válvula de medios elásticos para evitar la fuga del fluido de proceso a través de la parte móvil de la misma, el vástago. Tenemos dos métodos de sellado principalmente: •
El sistema de empaquetadura, con los anillos que la forman y el prensa estopas.
•
El sistema compuesto por un fuelle.
Las válvulas comerciales suelen construirse para que posean las siguientes fugas: •
Válvulas de dobles asiento, fugas < 0,1% del valor de Cv1 máximo.
•
Válvulas de simple asiento, fugas < 0,01% del valor de Cv máximo.
Refiriéndonos a las fugas que posee una válvula cuando se encuentra en posición cerrada, podemos calcularlas, a modo de reseña, mediante la expresión siguiente (para líquidos): 2
Q0 =
2
Π x (p1 − p2) x h3
r0 12 x µ x p0 x In ( ) r1
Donde: h:
dimensión relacionada con los canales intersticiales. Es la separación teórica entre dos superficies planas, para dar una velocidad de fuga entre canales, imperfecciones, etc.
1 Concepto de Cv en el apartado nº 3 2 10
P0:
presión en condiciones estándar.
p1:
presión del fluido a la entrada de la válvula.
p2:
presión del fluido a la salida de la válvula.
Q0:
caudal volumétrico de fugas en condiciones estándard.
r0, r1: radio exterior e interior del área de cierre de la válvula. µ:
viscosidad absoluta.
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Descripción de la válvula de control
3 Tipos
1. Por su forma constructiva. 2. Por su característica de funcionamiento.
2 12
Tipos
3.1 Por su forma constructiva
1. Válvulas de globo. 2. Válvulas saunders. 3. Válvulas de mariposa. 4. Otras. 5. Ejemplos comerciales.
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Por su forma constructiva
3.1.1 Válvulas de globo
También denominada globe valve, es una válvula con movimiento lineal. Se pueden clasificar en de simple asiento y de doble asiento. Las de simple asiento precisan de un posicionador de un tamaño mayor, para que el obturador cierre en contra de la presión diferencial del proceso. En la figura 3.1.1.1 podemos ver tres ejemplos de válvulas de globo diferentes.
Figura 3.1.1.1
Dependiendo de la posición relativa del obturador respecto al asiento, el caudal circulante adquirirá un valor diferente. Como podemos ver en la figura 3.1.1.2 parte a, el vástago puede ser posicionado sólo por la parte superior o puede ser también posicionado a la vez por la parte superior e inferior. El diferente uso de una válvula de simple asiento y de la de doble asiento estriba en: •
En el caso de simple asiento, las fuerzas ejercidas por el fluido sobre el obturador se oponen a la fuerza que ejerce el posicionador de la válvula. Este posicionador es el que provoca el movimiento de elevación o descenso del vástago, por lo que tendrá que utilizar un posicionador de válvula de gran tamaño y fuerza. Por lo tanto se utilizaran en fluidos con presión baja. 2 14
•
En el caso de las de doble asiento, debido a su forma constructiva, el paso del fluido a través de los dos orificios libres en los asientos provocan fuerzas opuestas. Así la fuerza resultante que ejerce el fluido es mucho mas pequeña que la que ejercería si se tratase de un único asiento. Por tanto, necesitaremos un posicionador más pequeño.
Como curiosidad podemos indicar que según la norma germana VDI/VDE estándar 2174, las fugas admisibles son del 0.05% del caudal máximo en la válvula de simple asiento y de 0.5% en la válvula de doble asiento. Asimismo, las válvulas con obturador dotadas para conseguir un cierre hermético de anillo de teflón admiten una fuga de caudal de 0.001% del caudal máximo.
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Por su forma constructiva
3.1.2 Válvulas Saunders
En esta válvula, figura 3.1.2.1, el obturador es una membrana flexible que a través de un vástago unido a un posicionador, es forzada contra un resalte del cuerpo cerrando así el paso al fluido. Por esto también se le denomina de diafragma. Es una válvula que pertenece al grupo de válvulas de accionamiento lineal. Posee una geometría muy recta. El cuerpo de la válvula se puede revestir de materiales como goma, plástico, etc, materiales resistentes a fluidos corrosivos, la misma membrana sirve de aislamiento entre el fluido y otras partes móviles de la válvula. No puede ser de gran tamaño dado que entonces el posicionador debería ser demasiado grande. Además están limitadas a bajas presiones y temperaturas. La única parte que ocasionalmente puede requerir recambio es la membrana; aunque se puede sustituir sin desmontar la válvula del proceso. Son válvulas difíciles de obtener con una característica prefijada.
Figura 3.1.2.1
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Por su forma constructiva
3.1.3 Válvulas de mariposa
Su cuerpo está formado por un anillo cilíndrico dentro del cual gira transversalmente un disco circular, figura 3.1.3.1 La válvula puede cerrar herméticamente gracias a un anillo de goma encastrado en el cuerpo.
Figura 3.1.3.1
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Por su forma constructiva
3.1.4 Otras
En las figuras 3.1.4.1, 3.1.4.2, 3.1.4.3, 3.1.4.4, 3.1.4.5 y 3.1.4.6 se describen algunas válvulas con diversas formas constructivas.
Válvula de bola
Esta válvula tiene una cavidad interna esférica que alberga un obturador de forma esférica. La bola tiene un corte adecuado, generalmente en forma de V, que fija la curva característica de la válvula, y gira transversalmente accionada por un accionador exterior. El cierre estanco se logra con un aro de teflón incorporado al cuerpo contra el que asienta la bola cuando la válvula está cerrada. Corresponde a la figura 3.1.4.1.
Figura 3.1.4.1
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Válvula de macho
Es un ejemplo de válvula de bola típica, que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta en el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de 90°. Se usa usualmente en el control manual todo-nada de líquidos y gases.
Válvula de jaula
En la figura 3.1.4.2 aparece una válvula de jaula. Se puede considerar un tercer tipo de válvula de globo. Consiste en un obturador cilíndrico que desliza en una jaula con orificios adecuados a las características del caudal deseadas. Tienen un sencillo desmonte del obturador y puede incorporar orificios que permiten eliminar prácticamente las fuerzas desequilibrio producidas por la presión diferencial favoreciendo un funcionamiento estable. Por esto se utiliza en válvulas de gran tamaño o bien a presiones diferenciales muy altas. El obturador puede estar dotado de un aro de teflón que en posición cerrada permite un cierre hermético.
Figura 3.1.4.2
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Válvula de cuerpo partido
En la figura 3.1.4.3 se puede ver su forma. Es una variación de la válvula de globo de simple asiento teniendo el cuerpo partido en dos entre los cuales está presionado el asiento. Esta disposición permite una fácil reposición del asiento y facilita un flujo suave del fluido sin espacios muertos en el cuerpo. Se emplea principalmente para fluidos viscosos y en la industria alimentaria.
Figura 3.1.4.3
Válvula en Y
En la figura 3.1.4.4 podemos examinar una válvula en Y. Es la más indicada para un uso como válvula de cierre y de control. Como válvula todo-nada tiene una característica primordial que es su baja pérdida de carga y como válvula de control presenta una gran capacidad de caudal. Posee una característica de autodrenaje cuando está instalada en una posición inclinada con un cierto ángulo. Se emplea usualmente en instalaciones criogénicas. 2 20
Figura 3.1.4.4
Otras
Las figuras 3.1.4.5/3.1.4.6 presentan otros tipos de válvula diferenciados sobre todo por su forma constructiva.
Figura 3.1.4.5
Figura 3.1.4.6
2 21
Tipos
3.2 Por su característica de funcionamiento
La figura 3.1.4.7 compara diversas válvulas entre sí sobre escala porcentual, la figura 3.1.4.8 es la misma sobre escala logarítmica.
Lineal
Nos proporciona iguales incrementos de caudal ante iguales incrementos en la posición del vástago.
Isoporcentual
Produce para iguales incrementos en la posición del vástago, iguales cambios porcentuales en el caudal existente. El caudal resultante crece exponencialmente con el recorrido del vástago.
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Figura 3.1.4.7. Curva característica de caudal inherente, escala porcentual
Figura 3.1.4.8. Curva característica de caudal inherente, escala logarítmica
Todo-nada
Proporciona un cambio máximo en el caudal para recorridos cortos del vástago cercanos a la posición cerrada. Aproximadamente, nos da el 90% del caudal con el 30% de apertura. 2 23
Otras
Un ejemplo de éstas son las parabólicas, estas válvulas abren y cierran el paso del caudal cumpliendo una curva del tipo: 2 Q = K x L0 .
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Descripción de la válvula de control
4 Despiece de la válvula
Podemos considerar varias partes independientemente de su forma constructiva. Éstas son: 1. Externas. 2. Internas de la válvula-obturador.
2 25
Despiece de la válvula
4.1 Externas
Cuerpo
El cuerpo de la válvula debe de resistir la temperatura y la presión del fluido sin pérdidas, tener un tamaño adecuado para el caudal que debe de controlar y ser resistente a la erosión o a la corrosión producidas por el fluido. El cuerpo y las conexiones a la tuberías (bridadas o roscadas) están normalizados de acuerdo con las presiones y temperaturas de trabajo en las normas ASA, DIN, ANSI, entre otras.
Conexiones
La conexión a la tubería serán roscadas o bridadas principalmente, aunque existen otras muchas. Algunas de estas conexiones que se pueden ver en la figura 4.1.1 son: •
Bridas de cara plana, flat-face flanges (a).
•
Bridas con realce plano, raised face flanges (b).
•
Bridas machihembradas, tongue and groove flanges (c).
2 26
•
Bridas con junta tórica, ring-joint flanges (d).
•
Encastre soldado, socket weld (e).
•
Soldadura a tope, butt weld (f).
•
Roscadas, screwed or threaded (g).
En general, el tipo roscado suele ser estándar para tamaños menores a 1" y es fácilmente aplicable para tamaños de hasta 2". Están limitados a altas presiones y temperaturas y cuando existan vibraciones debido a que tienden a fugar. Las bridas predominan sobre los demás métodos. Incluso pueden especificarse bridas de 1" para válvulas de menor tamaño. Un caso especial de unión con bridas es el denominado «flangeless». En este tipo, la válvula queda embutida entre las bridas de la tubería como si se tratara de un bocadillo (figura 4.1.1). Como se deduce es aplicable a válvulas de pequeña longitud, como es el caso de válvulas de mariposa. El tipo de extremos soldados es aplicable para condiciones de alta presión y temperatura, particularmente en líneas de vapor.
Figura 4.1.1
2 27
Tapa de la válvula
La tapa de la válvula de control tiene por objeto unir el cuerpo al servomotor. A su través desliza el vástago del obturador accionado por el motor. Este vástago dispones generalmente de un índice que señala en una escala la posición de apertura o cierre de la válvula. Para que el fluido no se escape a través de la tapa es necesario disponer de una caja de empaquetadura entre la tapa y el vástago. La empaquetadura que se utiliza normalmente es de teflón cuya temperatura máxima de servicio es de 220° C. A temperaturas superiores o inferiores a este valor es necesario bien emplear otro material o bien alejar la empaquetadura del cuerpo de la válvula para que se establezca así un gradiente de temperatura entre el fluido y la estopada, de esta manera esta última pueda trabajar satisfactoriamente. La empaquetadura normal no proporciona un sello perfecto para el fluido. En el caso de fluidos corrosivos, tóxicos, radioactivos, o muy peligrosos hay que asegurar un cierre total en la estopada. Los fuelles de estanqueidad lo proporcionan al estar unidos por un lado al vástago y por el otro a la tapa. La estanqueidad lograda es tan perfecta que las posibles fugas sólo pueden detectarse mediante ensayos con un espectrómetro de masas. Según las temperaturas de trabajo de los fluidos y el grado de estanqueidad deseado, existen varios tipos de tapas: 1. Tapa normal (figura 4.1.2a) adecuada para operar a temperaturas de proceso variables entre 0° y 220° C. 2. Tapa con aletas de radiación (figura 4.1.2b) circulares o verticales que pueden trabajar entre -20° y 450° C, recomendándose que por encima de 350° C, la válvula se monte invertida para facilitar el enfriamiento de la empaquetadura. 3. Tapa con columnas de extensión (figura 4.1.2c). Las columnas son adecuadas cuando el fluido está a temperaturas muy bajas. 2 28
4. Tapa con fuelle de estanquidad (figura 4.1.2d) para temperaturas de servicio entre -20° y 450° C.
Figura 4.1.2
La caja de empaquetadura de la válvula consiste en unos anillos de estopada comprimidos por medio de una tuerca (figura 4.1.3b) o bien unidos por una brida de presión regulable con dos tuercas (figuras 4.1.3b y c). La empaquetadura puede ser apretada manualmente de modo periódico o bien ser presionada elásticamente con un muelle apoyado en la tapa (figura 4.1.3c). La empaquetadura normal suele ser de aros de teflón, de sección en V, comprimidos con un resorte con la ventaja de que el teflón es autolubrificante y no necesita engrase. Cuando el fluido y las condiciones de servicio no permiten el empleo aislado se utiliza fibra formada normalmente por amianto combinado o no, con teflón mediante un lubricador y con un collarín intermedio para la lubricación. El engrase se realiza mediante un lubricador dotado de válvula aisladora (figura 4.1.3b). En los casos en que el fluido es tan tóxico que deba impedirse su fuga a través de la estopada y por alguna razón no pueden emplearse los fuelles de estanquidad, se utilizan empaquetaduras dobles (figura 4.1.3d) con dos collarines de lubricación. Esta disposición permite la in2 29
yección de gas inerte. Incluso, si partes pequeñas del fluido fugan, pueden recuperarse por succión a través de dichos collarines. Existen diversos tipos de empaquetaduras según sean las presiones y temperaturas de operación y el tipo de fluido. Las empaquetaduras con engrase pueden emplear varios tipos de lubricantes, según sea el tipo de fluido y las condiciones de trabajo exigidas.
Figura 4.1.3
2 30
Despiece de la válvula
4.2 Internas de la válvula-obturador
Como partes de la válvula se consideran generalmente las piezas metálicas internas desmontables que están en contacto directo con el fluido. Éstas son el vástago, la empaquetadura, el collarín de lubricación en la empaquetadura (si se emplea), los anillos guía del vástago, el obturador y el o los asientos. La empaquetadura ya se analizó anteriormente, mientras ahora se analizará el resto.
Obturador y asientos
El obturador y los asientos se fabrican normalmente en acero inoxidable porque este material es muy resistente a la corrosión y erosión del fluido. Se debe señalar que en su selección intervienen tres puntos primordiales: 1. Materiales normales y los especiales aptos para contrarrestar la corrosión, la erosión y el desgaste producidos por el fluido. 2. Características de caudal en función de la carrera. 3. Tamaño normal o reducido que permite obtener varias capacidades de caudal de la válvula con el mismo tamaño del cuerpo. En la figura 4.2.1 se representan varios tipos de obturadores. Diferentes curvas características se consiguen mediante mecanizados diferentes del obturador. Mediante este mecanizado se consigue variar la carrera, de esta manera variar el orificio de paso variable existente entre 2 31
el contorno del obturador y el asiento, configurando así la característica de la válvula.
Figura 4.2.1
Figura 4.2.2
En la figura 4.2.2 se representa un obturador con sus asientos.
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Descripción de la válvula de control
5 Gobierno de la válvula
Las válvulas se dividen en, según su acción, válvulas de acción directa e inversa. Las primeras se cierran al aplicar aire sobre el diafragma o se abren al quitarlo por la acción de un resorte (en servomotores eléctricos, con el motor desexcitado la válvula está abierta por medio de un resorte de retorno). Las segundas se abren al aplicar aire sobre el diafragma o se cierran al quitarlo por la acción de un resorte (en servomotores eléctricos, con el motor desexcitado la válvula está abierta por medio de un resorte de retorno). Se puede visualizar un croquis de estas válvulas en la figura 5.1. Es fácil de recordar esta clasificación teniendo en cuenta que un grifo doméstico, al girar el volante a derechas, el vástago baja y la válvula cierra; acción directa.
Figura 5.1 2 33
Examinemos las fuerzas que realizan el equilibrio del vástago de la válvula de control. Ver figura 5.2. Desglosando las fuerzas que intervienen, encontramos: •
Fp: fuerza debida a la presión aplicada sobre el diafragma. Actúa con dirección vertical y sentido hacia abajo. Fr = p.s p = presión aplicada. s = área del diafragma.
•
FR: es la fuerza debida a la reacción del resorte por ser deformado. Actúa con dirección vertical y sentido hacia arriba. FR = K(L0-L) K = constante función de las dimensiones y características elásticas del resorte. L0 = longitud inicial del resorte antes de empezar a moverse la válvula. L = longitud del resorte con la señal p.
•
FE: fuerza de fricción vástago/empaquetadura. Actúa hacia arriba si la presión aumenta y el vástago baja; y actúa hacia abajo si la presión baja y el vástago sube. Es función de: Del coeficiente de rozamiento vástago/empaquetadura. Del grado de apriete de la empaquetadura. Del estado de movimiento o de reposo del vástago, así: FE (vástago en reposo) > FE (vástago en movimiento)
•
F∆p: fuerza debida a la diferencia de presiones en la válvula. El sentido depende de la geometría interna de la válvula y del sentido de derrama. En la figura sería hacia abajo porque p1 > p2. F∆R = A(p1-p2) A = área del asiento. p1, p2 = presión antes y después del vástago de la válvula. 2 34
•
M.g: es el peso del conjunto vástago y obturador. Actúa verticalmente hacia abajo.
La ecuación de equilibrio resultante será: •
Cuando la p aumenta y el vástago baja FP - FR - FE + F∆P + Mg = 0
•
Cuando la p disminuye y el vástago sube FP - FR + FE + F∆P + Mg = 0
Podemos entonces ir centrándonos en el gobierno de esa acción de la válvula anteriormente citada.
Figura 5.2
2 35
Modos
Hay varios métodos para ese gobierno: 1. Gobierno manual. 2. Gobierno mediante elemento de control.
2 36
Gobierno de la válvula
5.1 Gobierno manual
Se coloca un accesorio que se monta junto con la válvula de control para poder llevar la válvula a la posición requerida en caso del fallo del elemento de gobierno o que se desee un control manual. En el caso de que la válvula disponga de un elemento de gobierno además del gobierno manual se deberá tener este último en la posición extrema que nos interfiera el posicionamiento del vástago, ya que si no, podría constituir un límite en la carrera del mismo.
2 37
Gobierno de la válvula
5.2 Gobierno mediante elemento de control
Éste puede ser un posicionador, un servomotor, una membrana o un émbolo principalmente, de los posicionadores hablaremos más tarde, ahora mencionaremos otros sistemas de gobierno. Antes de nada vamos a definir el termino motor de válvula, motor de válvula es aquella parte de la válvula capaz de mover el vástago de modo que el obturador cierre o abra el orificio de paso. Se prefieren actuadores de pequeño tamaño por varios motivos: precio, rapidez y mejor respuesta a la señal de control. La clasificación de las válvulas según su motor es: 1. Válvula de membrana. 2. Válvula de cilindro y émbolo. 3. Válvula gobernada por motor eléctrico.
2 38
Gobierno mediante elemento de control
5.2.1 Válvula de membrana
También denominada de muelle y diafragma, es la más extendida. Este mecanismo como motor es el mas antiguo y económico de todos. Podemos ver un ejemplo en la figura 5.1 y con más detalle en la figura 5.2. Tiene como particularidades: •
Su velocidad de movimiento está limitada a la velocidad con que el aire se pueda introducir y extraer de la caja del diafragma. Cuanto más grande sea el actuador, más lenta será su velocidad de movimiento.
•
Cuanto mayores fuerzas se requieran, se necesitarán mayores diámetros. Esto puede llevar a especificar motores demasiado grandes; con el inconveniente, además, de que cuanto mayor es el diámetro menor es la presión a la que puede trabajar, por lo que hay un límite de fuerza por encima del cual son ineficaces.
•
Se coloca sin ninguna dificultad en una posición de seguridad para el proceso en caso de fallo de la alimentación a dicho actuador (sin aire, la válvula abierta o cerrada según convenga). Esto es bastante difícil de conseguir en otro tipo de actuadores.
•
Según sea su construcción, pueden ser de acción directa o de acción inversa (aire para abrir o aire para cerrar).
•
Tienen una baja fricción.
La fuerza que tiene que ejercer depende de la presión a que lo alimentemos y de la superficie de la membrana donde incide la presión. Para conseguir mayores fuerzas podemos aumentar ambos términos, aunque dentro de un límite.
2 39
Cuando en una válvula no podemos utilizar un motor de membrana podemos acudir al motor de pistón, de émbolo o el eléctrico.
Figura 5.2.1.1
2 40
Gobierno mediante elemento de control
5.2.2 Válvulas de cilindro y émbolo
Podemos clasificar este tipo de gobierno en dos clases: •
Un émbolo actuado únicamente por un extremo. En el otro podemos colocar un muelle opuesto o podemos alimentar ese extremo del cilindro con presión constante de aire. Puede darnos, bajo ciertas condiciones, posiciones de seguridad ante fallo de la alimentación.
•
Si actuamos sobre las dos presiones a ambos lados del émbolo a la vez, obtendremos un pistón de doble efecto. Éste es verdaderamente el actuador de pistón, dado que es con el que podemos desarrollar fuerzas que el actuador de membrana (también llamado de muelle y diafragma) no puede alcanzar.
Dichos motores pueden operar con presiones mayores de 20 psi y pueden actuarse neumática o hidráulicamente. Podemos ver el mecanismo en la figura 5.2.2.1.
Figura 5.2.2.1 2 41
Gobierno mediante elemento de control
5.2.3 Válvula gobernada por motor eléctrico (servomotores)
La única posible ventaja que se les puede señalar, de momento, es que eliminan la presencia de aire u otro gas comprimido. Son todavía bastantes los inconvenientes que presentan: •
Alto coste.
•
Complejidad elevada, exigiendo mantenimiento.
•
Poseen bajas velocidades de operación.
•
Pueden presentar problemas de seguridad en áreas peligrosas.
•
Es difícil conseguir una posición de seguridad cuando se produce un fallo.
El servomotor eléctrico es un motor eléctrico acoplado al vástago de la válvula a través de un tren de engranajes. El motor se caracteriza fundamentalmente por su par y por el tiempo requerido (usualmente 1 ) para hacer pasar la válvula de la posición abierta a la cerrada o viceversa. Existen tres tipos básicos de circuitos eléctricos de control capaces de actuar sobre el motor: todo-nada, flotante y proporcional. El circuito todo-nada representado en la figura 5.2.3.1 consiste en un motor eléctrico unidireccional acoplado al vástago de la válvula con una leva que fija el principio y el final de la rotación del motor gracias a dos interruptores finales de carrera S1 y S2. Según la posición del elemento de control se excita el devanado de la derecha o el de la izquierda de la figura y el motor gira en uno u otro sentido hasta el final de su carrera. 2 42
El circuito flotante de la figura 5.2.3.2 consiste en un motor eléctrico bidireccional con interruptores de fin de carrera, acoplado al vástago de la válvula. El interruptor del controlador «flota» entre los dos contactos de accionamiento y es de disparo lento. El motor gira a derechas o a izquierdas según que el controlador cierre el contacto correspondiente y se para si el contacto móvil no toca alguno de los fijos o bien cuando llega al final de carrera.
Figura 5.2.3.1
Figura 5.2.3.2 2 43
El circuito proporcional de la figura 5.2.3.3 consiste en un motor eléctrico bidireccional, un relé de equilibrio y un potenciómetro de equilibrio. El controlador es un potenciómetro cuyo brazo móvil se mueve solidariamente al valor de la variable del proceso. El corazón del circuito es el relé de equilibrio que consiste en una armadura en forma de U que pivota en su centro entre dos bobinados de control; posee una lamina con un contacto móvil que flota entre dos contactos fijos conectados a las bobinas del motor a través de los finales de carrera. Si las posiciones del circuito de los brazos móviles en los dos potenciómetros, el del controlador y el del motor se corresponden, la corriente que fluye en los dos bobinados de control es la misma y la armadura del relé de equilibrio permanece neutra. Por el contrario, si varía la señal de salida del controlador, el brazo móvil de su potenciómetro cambia de posición, variando la corriente de paso entre los dos bobinados de control. La armadura bascula y el contacto móvil cierra el circuito de excitación de uno de los dos bobinados del motor con lo cual éste gira en el sentido correspondiente hasta que la posición del brazo móvil de su potenciómetro se corresponde con la del controlador; en este instante, la armadura se equilibra y el motor se para. Si el par necesario es grande, es preferible emplear un motor de corriente continua que tiene la ventaja adicional de reducir la energía cinética de movimiento, gracias a la miniaturización del circuito impreso. Sin embargo, presenta el inconveniente de precisar inevitablemente de un conmutador y de escobillas que influyen adversamente en su mantenimiento.
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Figura 5.2.3.3
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POSICIONADORES DE VÁLVULAS Y REPETIDORES DE PRESIÓN
Posicionadores de válvulas y repetidores de presión
1. Descripción y generalidades. 2. Válvula con posicionador hidráulico.
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Posicionadores de válvulas y repetidores de presión
1 Descripción y generalidades
El posicionador es un controlador de posición del vástago de la válvula, cuya consigna es la señal de salida del controlador de la variable. El posicionador actúa equivalentemente a un lazo de control secundario (un controlador de posición) en un conjunto en cascada. Existe una señal de feedback para comprobar que el vástago está en la posición requerida. Las fuerzas que actúan en la válvula son: •
La fuerza de rozamiento del vástago al deslizarse a través de la empaquetadura, variable según que el vástago esté en movimiento o parado y según el estado de su superficie.
•
La fuerza estática del fluido sobre el obturador que depende de la presión diferencial existente, o sea, del grado de apertura de la válvula y de las presiones anterior y posterior a la misma.
Estas fuerzas pueden compensarse empleando un posicionador. Esencialmente es un controlador proporcional de posición con una consigna procedente del controlador, variable entre 3 a 15 psi (o bien, 0,2-1 kg/cm2 según sea la señal estándar adoptada). El uso principal del posicionador es: •
Primeramente un control rápido y preciso en aquellas válvulas en las que el vástago no se coloca en la posición deseada por el controlador.
•
Para invertir la acción del actuador. Si la señal que recibe el posicionador es de 3-15 psi, hacer que la señal de salida sea inversa, por ejemplo 15-3 psi.
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•
Para cambiar el campo de actuación con dos válvulas en aplicaciones de rango partido. Por ejemplo que una válvula actúe cuando la señal del controlador varía entre 3-9 psi, y otra cuando cambie entre 9-15 psi.
•
Amplificar la presión o aumentar la capacidad de la señal (boosting).
El posicionador realiza su trabajo de la siguiente manera: •
Primeramente recibe la señal de salida del controlador, y dicho valor lo repite en su salida y lo aplica a la válvula.
•
Posteriormente compara la señal que ha recibido del controlador con la posición del vástago.
•
Si la posición del vástago obedece la consigna del controlador, el posicionador no produce ninguna modificación. Pero si el vástago está en una posición diferente a la consignada por el controlador, el posicionador aumentará o disminuirá (según convenga) su señal de salida para lograr que la posición del vástago sea la deseada (la que corresponda a la señal enviada por el controlador).
En la figura 1.1 podemos ver un posicionador.
Figura 1.1 3 5
Según sean las señales de entrada y salida, éstos pueden ser: •
Neumáticos.
•
Electroneumáticos.
•
Electrohidráulicos.
•
Eléctricos.
•
Digital/neumáticos.
En la figura 1.2 aparece representado el esquema de un posicionador electroneumático. En la actualidad, y debido a que las señales que manejamos son eléctricas y digitales, pueden salir a cuenta el colocar un posicionador, ya que además de la función de posicionar propiamente dichas, también ejercería la función de convertidor I/P o D/P.
Figura 1.2
El posicionador empleado para los motores de cilindro y émbolo es diferente al anteriormente esquematizado en la figura 1.2. Dependiendo del valor de la señal procedente del controlador, el posicionador presurizará la cámara superior y despresurizará la inferior, o a la inversa. Los 3 6
ajustes de cero y amplitud están indicados en la figura 1.3.
Figura 1.3
Una de las funciones que realiza el posicionador la puede realizar otro instrumento denominado Booster. Un Booster es un repetidor de presión 1:1, con la particularidad de que acepta una señal neumática y proporciona una presión de aire equivalente pero de mayor capacidad. Tiene su aplicación en óptima cuando el problema se plantea debido a la resistencia que supone la línea y la capacidad del motor de la válvula (en señales neumáticas). Cuanto mayor es la longitud de la línea, ésta posee una mayor resistencia y cuanto mayor es el volumen del actuador, posee una mayor capacidad. La constante de tiempo de este sistema se define como el producto (R.C). Cuanto mayor sea la constante de tiempo, a la válvula le costará más reaccionar ante un cambio de la señal de salida del controlador. La solución a este problema consiste en hacer el volumen del compartimento de llegada lo suficientemente pe3 7
queño para que la constante de tiempo total disminuya. Así la respuesta del sistema total será mas rápida. Lo que posee el Booster es una cámara de recepción de aire reducida, con lo que su capacidad es pequeña. El precio de un Booster es bastante inferior al de un posicionador al que podría sustituir en muchos casos. Se suele alimentar a la presión de la red de aire 4-5 kg/cm2.
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Posicionadores de válvulas y repetidores de presión
2 Válvula con posicionador hidráulico
Cuando un posicionador de una válvula tiene que vencer fuerzas elevadas, se utilizan en ocasiones posicionadores hidráulicos. Vamos a comentar un ejemplo de desarrollo de una válvula con posicionador electro hidráulico de REINEKE. A través de la bobina de la servoválvula electrohidráulica (7) fluye la señal de corriente continua que viene del regulador. El campo de fuerza de la bobina, en unión con el campo de fuerza del sistema de imán permanente (3), ejercen una fuerza sobre el áncora (69 giratoria. Esta fuerza actúa contra la fuerza producida por la tensión del resorte de retroceso (2a). Con la desviación del áncora retenido a través del muelle (2) y del resorte de retroceso, la placa de rebotamiento (14) tapa ambas toberas (13) de forma desigual. En el flujo de aceite que fluye a la tobera de rebotamiento (13) a través de dos toberas previas (9), se origina una diferencia de presión que actúa sobre la superficie frontal de la compuerta de mando (16). La compuerta de mando, que sirve como amplificador de fuerza, es desviada y da libremente el flujo de aceite al o del cilindro (26). El émbolo de trabajo del cilindro se mueve y modifica la posición del (2a) resorte de retroceso barra de retroceso (27) en accionamientos de empuje, banda de retroceso (28) en accionamientos de giro . hasta que la fuerza del resorte y del imán se equilibren. El sistema completo vuelve a la situación del émbolo de trabajo o bien el órgano de ajuste es proporcional a la señal de entrada. Lleva una válvula de bloqueo doble. Si la alimentación de aceite falla, cierran ambas válvulas. También lleva depósito de aceite propio. Ver hoja siguiente.
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Posicionador por desplazamiento vertical
Posicionador por desplazamiento giratorio Figura 2.1
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DIMENSIONADO, SELECCIÓN Y AJUSTE
Dimensionado, selección y ajuste
1. Descripción y generalidades. 2. Montaje e instalación.
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Dimensionado, selección y ajuste
1 Descripción y generalidades
La necesidad universal de normalizar el cálculo de las dimensiones de las válvulas, no sólo en cuanto a tamaño sino también en cuanto a capacidad de paso del fluido ha llevado a los fabricantes y a los usuarios a adoptar un coeficiente que refleja y representa la capacidad de las válvulas de control. El primer coeficiente de dimensionamiento de válvula que se utilizó fue el denominado Cv, que empleado inicialmente en los Estados Unidos, se define como: «Caudal de agua en galones USA por minuto que pasa a través de la válvula en posición completamente abierta y con un pérdida de carga de una libra por pulgada cuadrada (psi)». En los países que emplean unidades métricas se suele utilizar además el coeficiente Kv, que la norma VDI/VDE 2.173 (septiembre de 1962) define del siguiente modo: «Caudal de agua (de 5 a 30° C) en m3/h que pasa a través de la válvula a una apertura dada y con una pérdida de carga de 1 kg/cm2». El coeficiente Kv para una válvula totalmente abierta se denomina Kvs mientras que el mínimo valor recibe el nombre de Kv0. Por lo tanto la relación Kvs , Kv0 relación entre el caudal máximo controlable y el caudal mínimo igualmente controlable, se denomina controlabilidad (en inglés rangeability) o campo de control que expresa la relación de caudales que la válvula puede controlar. Para poder realizar correctamente el cálculo del tamaño de la válvula, hemos de disponer de todas las condicio4 4
nes reales de servicio. Por regla general, alguna de estas condiciones tendremos que suponerla, por lo que la estimación que hagamos de la misma influirá en el resultado final. La mayoría de los errores de dimensionamiento de las válvulas son debidos a suposiciones incorrectas de las condiciones de trabajo reales del fluido. Por lo general, la tendencia es a diseñar una válvula mayor al requerido, para así, «cubrirnos en salud». El diseño de una válvula excesivamente grande se produce como consecuencia de la suposición de excesivos factores de seguridad. El problema que representa una válvula demasiado grande estriba en que sólo será operacional una zona pequeña alrededor de la posición cerrada. El parámetro que plante un mayor problema a la hora de determinar, es la pérdida de presión producida en la válvula. En casos de válvulas de descarga y reductoras de presión, la pérdida de presión puede conocerse con exactitud. Respectivamente, la presión debida a la diferencia de altura menos la debida a las pérdidas por fricción y en el segundo caso la presión anterior menos la presión deseada después de la válvula. Pero en un porcentaje amplio de aplicaciones, la pérdida de carga en la válvula ha de escogerse arbitrariamente. Criterios para fijarla: •
El 50% del valor de pérdida de carga por fricción total del sistema incluyendo tuberías, intercambiadores, accidentes, etc) ha de ser asignada a la válvula.
•
Para válvulas instaladas en líneas muy largas o de gran pérdida de carga puede fijarse para la válvula un 15-25% de dicha pérdida.
Sin embargo, una válvula sólo puede regular un caudal absorbiendo y produciendo pérdida de carga en el sistema. Cuando la proporción de pérdida de carga disponible para la válvula se reduce, disminuye igualmente la habilidad de la válvula para regular adecuadamente. Una vez escogida la válvula, ha de poder manejar un caudal de un 15-50% superior al máximo requerido por el proceso, para situaciones de emergencia.
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Una vez calculada la válvula podemos hablar de los dos tipos de controlabilidad, a igual que la característica hay dos tipos: •
Controlabilidad inherente, si los caudales utilizados son medidos bajo la misma pérdida de presión en la válvula.
•
Controlabilidad instalada, si los caudales se miden bajo diferentes pérdidas de presión en la válvula se halla mediante la expresión:
R0 =
q1 √ ( δ p2) x q2 √ ( δ p1)
Definimos como cavitación a la transformación de una porción de líquido a fase vapor durante el instante de gran aceleración del líquido a su paso por el orificio, y el posterior colapso de estas burbujas de vapor aguas abajo. Este colapso causa ondas de muy alta presión (>7.000 bars) que pueden destruir el equipo. La cavitación, generalmente asociada a las bombas, adquiere importancia para válvulas que trabajan con altas caídas de presión para líquidos y válvulas de alta capacidad. Ocurre en el manejo de líquidos, cuando la presión estática del líquido en circulación baja a valores inferiores por debajo de la presión de vapor. Como la mayoría de válvulas manifiestan una recuperación en la presión, la presión aguas abajo es mayor que la presión en el asiento (lugar donde es mínima); las burbujas colapsan y revierten en fase líquida. La recuperación de presión en una válvula depende de su construcción interna. Cuanto más suave sea su perfil interno, tanto mayor será la recuperación de presión. La caída de presión en la válvula a la que se produce la cavitación, se denomina caída de presión crítica. Ver figura 1.1. Las condiciones de existencia de la cavitación son que: •
La pérdida de presión real sea mayor que la pérdida de presión critica.
•
La presión de salida sea mayor que la presión de vapor del fluido.
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La definición de pérdida de presión crítica es: 2
δPCRÍTICA = CF x (P1 - Pv)
Con conos de reducción: 2
CFr δPCRÍTICA = ( ) x (P1 - Pv ) r Para evitar la cavitación debemos reducir la caída de presión en la válvula por debajo de la δpcrítica. Esto se puede conseguir mediante: •
Una elevación de p1 mediante la elección de un nuevo emplazamiento.
•
De una nueva selección de válvula con un Cf mayor (un obturador con lumbreras en V en lugar de uno contorneado, por ejemplo).
•
Un cambio de sentido del fluido puede ocasionar un aumento de Cf.
•
Instalar dos válvulas de control idénticas en serie. El factor Cf total combinado será: Cf = √ C f de una sola válvula.
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Figura 1.1
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La selección propiamente dicha debe de ser realizada mediante un procedimiento exacto. Este procedimiento puede ser: 1. Seleccionar el tipo correcto de válvula. Para fluidos limpios podemos escoger entre: •
Isoporcentual/lineal, la elección de una u otra característica no entra dentro de los objetivos de este curso. En principio en la mayoría de procesos será preferible una válvula isoporcentual.
•
Todo-nada, para controladores de dos posiciones.
Todo esto se puede lograr con un cambio en el diseño del obturador. Por ejemplo una válvula para alta presión es preferible con obturador macizo que con el en V. 2. Tipo de asiento (un asiento o doble asiento). Se utiliza un asiento cuando se quiere lograr un buen cierre y doble asiento cuando se permite un cierto porcentaje de fuga en posición cerrada. Los motores de diafragma se utilizan para válvulas de un asiento con tamaños de hasta 6" si la presión de la línea es moderada. 3. Materiales del cuerpo, vástago y obturador. Las partes expuestas al proceso deben resistir la corrosión y la erosión. 4. Tipo de conexiones. Las vistas con anterioridad. 5. Determinar el tamaño de la válvula. Calculando el valor de Cv y posteriormente, acudiendo al catálogo de un fabricante elegir un tamaño de válvula que tenga el Cv un paso por encima del calculado. 6. Elegir el actuador para la válvula. Los más comunes son los de muelle y diafragma. Cuando definamos el actuador, colocar la acción de la válvula en caso de fallo del aire de alimentación. ATC o ATO. En algunas aplicaciones específicas se han de contemplar el montaje de complementos especiales como aletas de convicción, encamisadas, etc. Como lista resumen, los parámetros principales que debemos conocer son: •
Tipo de fluido, composición y estado.
•
Presión de operación aguas arriba.
•
Presión máxima aguas arriba. 4 9
•
Pérdida de presión admisible en la válvula estando ésta completamente abierta y cuando circule el caudal máximo.
•
Temperatura de operación.
•
Temperatura máxima.
•
Caudal máximo.
•
Caudal de operación.
•
Caudal mínimo.
•
Densidad a la temperatura de operación.
La pérdida de presión en la válvula es un parámetro más interpretado a menudo. Para controlar el caudal, la válvula ha de tener una pérdida de presión a su través. Una válvula, para que funciones satisfactoriamente, ha de ser de una sección inferior a la de la tubería. Si para controlar el caudal que circula por una tubería necesitamos una válvula de igual diámetro, quedaremos limitados hacia caudales grandes. La tubería está mal calculada, por defecto. También se corre el peligro de dimensionar la válvula por exceso. Esta circunstancia se detecta mediante: •
Si se dimensionó por exceso, la válvula estará la mayor parte del tiempo en posición casi cerrada del todo. La solución consiste en colocar una restricción en serie con al tubería para crear una pérdida de carga adicional y que la válvula tenga que estar más abierta en funcionamiento normal. Figura 1.2.
•
Por defecto, la válvula estará la mayor parte del tiempo en posición de casi abierta del todo. Para solucionarlo se puede abrir un poco la válvula del bypass. Cuidado, si el controlador manda cerrar del todo, hemos de recordar que tenemos el bypass algo abierto, con lo que sólo se conseguirá cerrar del todo si también cerramos éste.
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Otra solución es aumentar la captación de bombeo o aumentar el diámetro de la tubería para que haya menos pérdidas de carga.
Figura 1.2
En cuanto al ajuste de la válvula de control con motor de diafragma se realiza de la siguiente forma: •
El ajuste de cero se realiza dando una tensión inicial al muelle, de modo que la válvula no se mueva con una presión menor a 3 psi y empiece a moverse con señales mayores de esos 3 psi.
•
El ajuste de amplitud o de SPAN, variando la longitud del muelle. Cuantas más espiras trabajen, con la misma fuerza recorrerá más milímetros.
Normalmente, las válvulas sólo tienen ajuste de cero. Por lo que para cambiar la amplitud es necesario cambiar el resorte.
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Dimensionado, selección y ajuste
2 Montaje e instalación
Para elegir el emplazamiento de la válvula se seguirán los criterios de: •
Primero, lugar de funcionamiento, se colocará donde produzca un mejor funcionamiento del proceso y en segundo lugar se procurará que tenga un fácil acceso en un sitio lo suficientemente despejado como para permitir una fácil sustitución o reparación in situ por el departamento de mantenimiento. También se situará cerca del indicador de la variable controlada para permitir la acción manual desde la misma.
•
Intentaremos, así mismo, alejar la válvula de fuentes de calor que puedan deteriorar las diferentes partes de la misma.
•
Las válvulas de globo y las demás válvulas con movimiento lineal del vástago han de ser instaladas verticales. Esto permite una mayor movilidad del vástago de la válvula. El problema que se puede plantear al montar una válvula con movimiento lineal con el actuador por debajo de la empaquetadura, consiste en la posibilidad de fuga de líquido de proceso. Una válvula con movimiento rotatorio es preferible que se monte con el vástago en posición horizontal. La dirección de apertura de válvulas de bola y de mariposa ha de ser tal, que cuando comience a abrir, puedan pasar los sólidos que se hayan podido acumular en la parte anterior de la válvula. Así, en la válvula de mariposa, la parte posterior del obturador ha de moverse en sentido ascendente.
•
La presencia de accidentes aguas arriba puede influir sobre el comportamiento de la válvula. Por ejemplo, el plano en que se encuentre un codo por delante de una válvula de mariposa puede hacer variar las fuerzas incidentes en la misma. 4 12
•
Sería conveniente mantener una distancia de tramo de tubería recta por delante de la válvula de 6 diámetros de tubería. Hay que tener cuidado cuando se instalan tramos de tubería o válvulas, recubiertos interiormente. Hemos de procurar que se mantenga una continuidad en el diámetro para que la fuerza provocada por el paso del fluido no produzca una extrusión del recubrimiento.
El manifold de la válvula de control suele consistir en: •
Una válvula de bloque antes u otra después de la válvula de control.
•
Un bypass con válvula alrededor del conjunto.
Las válvulas de bloqueo han de ser del tamaño de la línea, o por lo menos, mayores que la válvula de control. Las válvulas de bloqueo y bypass no son necesarios si: •
Cuando se quiere minimizar el riesgo de fuga de un producto peligroso como hidrógeno, fenol, etc. La válvula de bypass puede ser un punto de fuga.
•
Donde se puedan producir depósitos que obstruyan la conducción al estar el fluido estacionarios en ese punto.
•
En servicios limpios donde las condiciones de operación y la omisión del manifold no intervienen en la seguridad.
El montaje de las válvulas entre reductores podemos hacerlo de la forma anteriormente indicada en la figura 1.31. En la figura 1.3 tenemos diferentes montajes de válvulas de bloqueo y bypass.
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Figura 1.3
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