Vรกlvulas de Control
Elvis Samir Do Rosario CI 24155979
Válvula de Control Una válvula se define como un aparato mecánico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulación (paso) de líquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma parcial uno o más orificios o conductos. Las válvulas son unos de los instrumentos de control más esenciales en la industria. Debido a su diseño y materiales, las válvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular, modular o aislar una enorme serie de líquidos y gases, desde los más simples hasta los más corrosivos o tóxicos La válvula de control es básicamente un orificio variable por efecto de un actuador. Constituye el elemento final de control en más del 90 % de las aplicaciones industriales. La válvula automática de control generalmente constituye el último elemento en un lazo de control instalado en la línea de proceso y se comporta como un orificio cuya sección de paso varia continuamente con la finalidad de controlar un caudal en una forma determinada. Elvis Samir Do Rosario CI 24155979
Especificaciones de las Válvulas Especificar una válvula de control implica determinar las características de: Cuerpo e internos: indicando el tipo, material y serie que se fija de acuerdo al servicio que debe prestar. También hay que indicar el diámetro que está relacionado con la capacidad y a esto se lo denomina dimensionamiento. Por último, algunos tipos de válvula permiten elegir la característica de Flujo. Actuador: una vez conocidos los detalles del cuerpo se debe elegir el tipo de motor (neumático de cabezal o pistón, eléctrico, etc.), la acción ante falla y el tamaño. Accesorios: corresponde a elementos adicionales como transductores I/P o V/P, volante para accionamiento manual, posicionador.
Dimensiones de las Válvulas Se entiende por dimensionamiento la determinación del tamaño de la válvula, que viene dado por su diámetro. Es evidente que hay razones económicas que hacen que esta tarea sea importante, hay que tratar que este dispositivo tenga el menor tamaño (y por lo tanto el menor costo). Pero también hay razones técnicas, ya que válvulas sobre dimensionadas pueden llegar a tener un pobre desempeño cuando trabajan en un lazo de control. El método más aceptado para el dimensionamiento es conocido como el Procedimiento de Cv. Cves el Coeficiente de Flujo de la válvula y depende del tipo, diámetro y grado de apertura de este dispositivo.
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Fórmulas básicas para el cálculo de Cv
Esto se aplica cuando el régimen de flujo es subcrítico Y turbulento. Además, para líquidos hay que verificar que no se produzca cavitación. Si el régimen es viscoso o de transición se deben aplicar otras fórmulas. Cuando hay vaporización parcial del líquido, el régimen es crítico y se tiene en cuenta con una ecuación de dimensionamiento distinta con un coeficiente adicional. Para gases, también se debe tener en cuenta si el régimen es critico o de transición. Para un tipo determinado de válvula, el coeficiente Cv es proporcionado por el fabricante y depende del diámetro (d) y de la apertura (x)
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Tipos de Válvulas MARIPOSA Características • Buena disponibilidad para grandes diámetros • Bajo costo en la versión estándar • Bajo costo en relación a Cv • Característica igual porcentaje salvo diseños especiales del plato • Susceptibles a cavitación y ruido • Baja pérdida de carga • Diámetros hasta 150 pulgadas • El cierre hermético requiere de recubrimientos especiales Ventajas y Desventajas La válvulas mariposa de doble excentricidad están diseñadas para soportar presiones y temperaturas de operación de acuerdo a ANSI/ASME Clase 150# a 600#. El único inconveniente que presenta este tipo de válvulas es que el cierre o sellado se hace por posición, por lo que al momento de automatizar se debe tener mucho cuidado con los ajustes de las placas de montaje y coples para evitar el desplazamiento de la misma, por efecto del torque de salida del actuador que transmite esfuerzos a los 8 tornillos de sujeción.
Su Aplicación Su uso principal es cierre y estrangulación de grandes volúmenes de gases y líquidos abaja presión. Su diseño de disco abierto, rectilíneo, evita cualquier acumulación de sólidos; la caída de presión es muy pequeña.
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GLOBO Características • Alto costo en relación al Cv • Aplicación limitada para fluidos con partículas en suspensión • Diámetros hasta 24 pulgadas • Disponible en diversos modelos (simple y doble asiento, guiado en caja, etc.) • Existen tipos especiales para aplicaciones criogénicas, para vaporización, etc. • Rangeabilidad 35:1 a 50:1 • Amplia disponibilidad de características de flujo Ventaja y desventaja Las válvulas globo tienen la ventaja de regular, pero tienen la desventaja de que al detener cierta parte del fluido para regularlo, generan una caída de presión dentro de la línea lo que debe de ser considerado en los cálculos técnicos para que esta clase de válvulas y otras circunstancias que hay dentro de la línea no impidan que el fluido deba de llegar hasta donde se requiere.
Su Aplicación Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y caída de presión considerables. Elvis Samir Do Rosario CI 24155979
SAUDERS Características • Ampliamente usadas para el manejo de fluidos corrosivos o erosivos • Construcción simple • Cierre hermético y las partes móviles no tienen contacto con el fluido • Limitado rango para presiones y temperaturas de trabajo • Rangeabilidad entre 3:1 a 15:1 Ventaja y Desventaja Para cerrar y abrir, si solo nos fijamos en la perdida de carga, las válvulas tipo Saunders serían las mas ventajosas pero si las quisiéramos para regular serian las peores Su Función El diafragma de las válvulas de asiento, y por supuesto las válvulas de cámara doble, en posición de cierre esta equilibrado y por tanto el reparto de fuerzas sobre el mismo es simétrico es decir existen siempre las mismas fuerzas en cualquiera de las dos mitades en que lo dividamos y por tanto en estas válvulas no hay deformaciones visibles del diafragma con el tiempo. Elvis Samir Do Rosario CI 24155979
ESFÉRICA (BALL) Características • Característica igual porcentaje salvo que el obturador tenga una sección especial • Apta para el manejo de suspensiones muy viscosas o con fibras y sólidos • Requiere motores de gran tamaño • Precisan posicionadores • Deben ser extraídas de la línea para mantenimiento • Rangeabilidad típica de 50:1 Ventaja y desventaja Su ventaja es que la bola perforada permite la circulación directa en la posición abierta con una pérdida de carga bastante más reducida quelas de asiento, y corta el paso cuando se gira la maneta 90° y cierra el conducto. Las válvulas de bola manuales pueden cerrarse rápidamente, lo que puede producir un golpe de ariete. Por ello y para evitar la acción humana pueden estar equipadas
Su Aplicación regular el flujo de un fluido canalizado y se caracteriza porque el mecanismo regulador situado en el interior tiene forma de esfera perforada.
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TAPON (PLUG)
Características
Utilizada en Plantas de: • Gasoductos • Plantas compresoras de gas • Plantas de tratamiento de gas (deshidratación, endulzamiento) • Servicios de bloqueo con altos diferenciales de presión • Conducción de fluidos con sólidos abrasivos • Conducción de fluidos con materiales fibrosos • Centrales termoeléctrica Ventaja y Desventaja Válvula robusta de una sola pieza, que resiste las cargas transmitidas por la cañería. Por su diseño, los diferenciales de presión no afectan a los asientos. Su Función Es una válvula que consiste en un macho de forma cilíndrica o troncocónica con un orificio transversal igual al diámetro interior de la tubería. El macho ajusta el cuerpo de la válvula y tiene un movimiento de giro de 90*. Como lubricante para evitar la fuga de fluidos como gas se utiliza grafito. Cuando la presión es muy grande el lubricante es grasa grafitada, la cual fluye por pequeños conductos del cono hacia la superficie. Se utiliza generalmente en el control manual todo-nada de líquidos o gases y en regulación de caudal.
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VALVULAS DE CONTROL Elvis Samir Do Rosario CI 24155979