válvulas de control en los procesos industriales

VVáálvulas de Control en los lvulas de Control en los Procesos IndustrialesProcesos Industriales

Facilitador: T.S.U Franklin A. CalancheFacilitador: T.S.U Franklin A. Calanche

VVáálvulas de controllvulas de control

VVáálvula de lvula de control

VALVULASVALVULAS

Actuadas con Actuadas con energenergííaa

Actuadas Actuadas manualmentemanualmente

PosiciPosicióónn

VVáálvulas de lvulas de bloquebloque

control

AutoreguladaAutoregulada

VVáálvulas de lvulas de alivioalivio


GloboGlobo

Movimiento Movimiento lineal CompuertaCompuertalineal

DiafragmaDiafragma

VALVULASVALVULAS

BolaBolaMovimiento Movimiento

rotatorio MariposaMariposarotatorio

TapTapóónn

Bola segmentadaBola segmentada

Bola completaBola completa

CilindricaCilindrica

EsfericaEsferica


Una válvula manual se utiliza para manipular el flujo de un fluido en una tubería. El requisito principal es de paso y cierre. Utiliza un dispositivo macánico manual, como un volante rotatorio o palanca, para mover de posición el vástago de la válvula.

Los nombres generales de algunas válvulas para este servicio son:

VALVULAS MANUALVALVULAS MANUALESES


VVáálvulas de venteo:lvulas de venteo:

VVáálvulas de cierre:lvulas de cierre:Son válvulas que están normalmente abiertas, para

permitir un flujo pleno, se pueden cerrar para desviar el flujo o para aislar un equipo para mantenimiento.

Se suelen colocar en el punto más alto de una tubería, recipiente u otro equipo para permitir la descarga de vapores o gases. Casi todos los procesos, necesitan por lo menos, una válvula de venteo para expulsar al aire durante el arranque y para descargar los vapores del proceso antes de la inspección y mantenimiento.


VVáálvulas de drenaje:lvulas de drenaje:Están instaladas en un punto bajo de la tubería,

recipiente u otro equipo para descargar los líquidos del sistema. En condiciones normales, están cerradas y solo funcionan ocasionalmente.

VVáálvulas de purga:lvulas de purga:Son pequeñas y se colocan en sistemas en donde se

espera un cierre de vez en cuando mientras están sometidas a presión. Las válvulas de purga permiten desahogar con seguridad la presión en un sistema aislado antes de abrirlo para inspección o mantenimiento.


VVáálvula lvula Mariposa

VVáálvula de lvula de Purga MariposaPurga

VVáálvula de lvula de venteo o alivio

VVáálvula de lvula de Bolaventeo o alivio Bola


VALVULAS DE CONTROLVALVULAS DE CONTROL

Una válvula de control es un orificio de área continuamente variable, esto significa que produce una cierta caída de presión en la línea donde se instale teniendo una relación directa con el flujo del fluido a través de la válvula.

Tiene como función controlar el paso de un fluido por una tubería por medio de un embolo o vástago


COMPONENTES BASICOS DE UNA VALVULA COMPONENTES BASICOS DE UNA VALVULA DE CONTROLDE CONTROL

Dispositivo o mecanismo que transforma una señal en un movimiento para controlar la posición del mecanismo de regulación interna (vástago) de la válvula de control.

Una válvula de control esta formada básicamente por el actuador y el cuerpo.

ActuadorActuador


CLASIFICACION DE LOS ACTUADORESCLASIFICACION DE LOS ACTUADORES

Actuador NeumActuador Neumáático a Pisttico a Pistóónn

Actuador que permite efectuar movimientos con fuerza en ambos sentidos, normalmente esta acompañado por un posicionador o un mecanismo de inversión adecuado. Seaplican en caso donde la necesidad de esfuerzo y velocidad es grande, utilizan una alimentación entre 50 –150 psig.


Actuador ElActuador Elééctricoctrico

Dispositivo cuya fuerza motriz directa se obtiene por medio de un motor eléctrico el cual actúa directamente sobre el vástago. El motor eléctrico opera el vástago de la válvula a través de un sistema de engranajes. Los actuadores eléctricos se utilizan en válvulas ON-OFF. La literatura técnica utiliza las iniciales MOV (Motor Operated Valve), para asignar este conjunto válvula motor.


Actuador HidrActuador Hidrááulicoulico

Utiliza un fluido hidráulico como medio de transporte de fuerza motriz. La forma usual de un actuador hidráulico es un cilindro de doble acción. El fluido hidráulico proveniente de una fuente externa es inyectado por una parte del pistón y liberado por el otro lado a través de una válvula piloto o utilizando un arreglo de tubería.

Los actuadores hidráulicos se caracterizan por las enormes fuerzas que pueden manejar


Actuador ElActuador Elééctricoctrico Actuador HidrActuador Hidrááulicoulico

Actuador PistActuador Pistóónn


Actuador NeumActuador Neumáático tipo Diafragmatico tipo Diafragma

El actuador más utilizado y común en las válvulas de control es el tipo diafragma. Consiste en un diafragma de material flexible y sensible (neopreno), colocado sobre un plato impulsor entre dos tapas, la cual recibe el fluido de potencia (aire), formándose por lo menos en una de las dos secciones una cámara de aire que permite controlar la posición del vástago. Tiene por lo general un resorte la cual contrarresta la fuerza creada por la cámara de aire y a la vez determina el rango de calibración de la válvula.


ACCION DE LOS ACTUADORES NEUMATICOSACCION DE LOS ACTUADORES NEUMATICOS

Actuador NeumActuador Neumáático de Accitico de Accióón directan directa

Si la señal de control actúa comprimiendo el resorte y empujando el vástago hacia abajo, se dice que el actuador es de acción directa.


Plato del DiafragmaPlato del Diafragma

ResorteResorte

Asiento del ResorteAsiento del Resorte

Yoke u Yoke u HorquillaHorquilla

DiafragmaDiafragma

Tapas Tapas

Superior e Superior e InferiorInferior

Escala Escala Indicadora de Indicadora de

RecorridoRecorrido

Indicador de Indicador de RecorridoRecorrido

ConexiConexióón de n de AireAire

Vástago


Actuador NeumActuador Neumáático de Accitico de Accióón n InversaInversa

Si la señal de control actúa sobre el diafragma comprimiendo el resorte pero impulsando el vástago hacia arriba, se dice que el actuador es de acción inversa.


DiafragmaDiafragma

Plato del DiafragmaPlato del Diafragma

Tapa Tapa Superior/InferiorSuperior/Inferior

ResorteResorteConexiConexióón de Airen de Aire

Asiento del ResorteAsiento del Resorte Yoke u Yoke u HorquillaHorquilla

Escala Indicadora Escala Indicadora de Recorrido

Indicador de RecorridoIndicador de Recorridode RecorridoVVáástagostago


EL CUERPO EN UNA VALVULA DE CONTROLEL CUERPO EN UNA VALVULA DE CONTROL

Es el encargado de manipular el fluido suministrado al proceso. Es el componente que va instalado directamente en la línea de proceso. En su interior contiene el asiento, tapón y juego de accesorios.

El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la presión del fluido, debe tener un tamaño adecuado para el caudal que debe manipular y ser resistente a la erosión y corrosión que produce el fluido.


Prensa EstopaPrensa Estopa

EmpacadurasEmpacaduras

ConexiConexióón de n de la Grasera Bonete o CuelloBonete o Cuellola Grasera

AsientoAsientoTaponesTapones

CuerpoCuerpo


TIPOS DE CUERPOSTIPOS DE CUERPOS

Se fabrican diferentes tipos de cuerpos de válvulas de control, debido a que estos dependen de su aplicación.

El cuerpo de las válvulas de control puede tener un asiento sencillo o asiento doble, o sea, el fluido tiene que pasar a través de uno o dos orificios.

Básicamente, los cuerpos de las válvulas se pueden dividir, considerando a aquellas válvulas destinadas al control en :


Tipo Globo con Asiento SencilloTipo Globo con Asiento SencilloSu construcción se distingue por el control del flujo

mediante un movimiento lineal del vástago, con uno o más pasajes de fluido y que normalmente tiene forma globular a la altura de dichos pasajes.

Se emplean principalmente cuando se requiere de un cierre hermético.


Tipo Globo con Asiento Tipo Globo con Asiento DobleDobleLa ventaja de este tipo de cuerpo esta en la reducción de

las fuerzas que se requieren del actuador debido a que la presión que actúa sobre el tapón esta equilibrada.

Las válvulas de doble asiento necesitan una fuerza del actuador relativamente pequeña.


Tipo Globo Cuerpo ReversibleTipo Globo Cuerpo ReversibleEs un tipo de cuerpo que se puede invertir, logrando que

al bajar el vástago la válvula abra en lugar de cerrar o sea que se le puede cambiar la acción a la válvula de control.

Para realizar esta inversión hay que intercambiar los asientos, el tapón de un extremo a otro del vástago y la tapa inferior del cuerpo.


Tipo MariposaTipo MariposaConsta de un cuerpo cilíndrico con un disco que

gira sobre un eje que se instala perpendicularmente al eje del cilindro. Este tipo de cuerpo cuando se acciona por un actuador neumático, el movimiento del vástago se convierte en un movimiento rotatorio. Se emplean cuando se necesita una mínima caída de presión o cuando la línea de proceso es de diámetro grande.


Tipo Tipo Tres VTres VííasasEste tipo de cuerpo de válvula, se utiliza donde es

necesario controlar dos flujos con una sola válvula; por ejemplo en el caso de mezclar dos flujos o para dividir en dos un flujo.


Tipo Tipo SaundersSaundersEs recomendable en aquellas aplicaciones en que se

manejan líquidos viscosos o corrosivos, o que contengan sólidos en suspensión, también cuando se desea que cierre herméticamente.


EL TAPON EN LAS VALVULAS DE CONTROLEL TAPON EN LAS VALVULAS DE CONTROL

Dispositivo que permite variar el tamaño de la abertura de pase en el cuerpo de la válvula y regula el fluido de acuerdo a una característica determinada del proceso. La posición del tapón esta entre la posición cerrada y la posición abierta y varía continuamente para controlar el fluido según los requisitos del proceso.


TIPOS DE TAPONESTIPOS DE TAPONES

TapTapóón Perfil en n Perfil en ““VV”” o Isoporcentualo IsoporcentualEste tipo de tapón produce características de igual

porcentaje. Tienden a vibrar cuando son de 4” en adelante, especialmente para servicio de gas y vapor.

Perfil en Perfil en ““VV””

Doble TapDoble Tapóón

Perfil en Perfil en ““VV””

TapTapóón Sencillon n Sencillo


TapTapóón Parabn ParabóólicolicoSe utilizan para flujos bajos porque se necesita un

recorrido del tapón relativamente grande para cambiar el flujo.

Tomando como punto de partida el tapón perfil en “V” se desarrollo la característica lineal modificada o parabólica.

ParabParabóólico lico Doble TapDoble Tapóón

ParabParabóólico lico TapTapóón Sencillon n Sencillo


TapTapóón n Abertura RAbertura RáápidapidaEste tipo de tapón mantiene una relación lineal entre el

flujo y su abertura hasta más o menos un 70% de su recorrido, aunque el tapón esta diseñado de modo que se obtenga un flujo máximo con un recorrido pequeño.

Se emplea frecuentemente en sistemas de control ON-OFF (dos posiciones) entre otros.

Abertura RAbertura Ráápidapida

Doble TapDoble Tapóón

Abertura RAbertura Ráápida pida

TapTapóón Sencillon n Sencillo


TRIM EN TRIM EN UNA UNA VALVULA DE CONTROLVALVULA DE CONTROLEs el contorno geométrico de las partes internas de la

válvula que esta en contacto directo con el fluido.

Objetivos del TRIMObjetivos del TRIMOObtener una relación deseada entre el movimiento del tapón con respecto al siento y el caudal que deja pasar la válvula.

MMinimizar algunas fuerzas indeseadas que se ejercen en la válvula.MMinimizar los efectos de erosión, cavitación, vaporización y corrosión.


Trim Reducido en las vTrim Reducido en las váálvulas de controllvulas de controlUn TRIM reducido permite que una válvula de control

trabaje con una capacidad reducida mediante un puerto de tamaño menor que el normal. Los fabricantes han normalizado esta reducción de capacidad aproximadamente en un 40% máximo.

Algunas razones para reducir la capacidad de una válvula de control son:

DDisponer de cuerpos con tamaños suficientemente grandes como para acomodar aumentos de capacidad a futuro, pero con tapones diseñados para las condiciones actuales.


DDisponer de cuerpos con puertos suficientemente grandes para reducir la velocidad del fluido en la entrada y la salida de la válvula.

EEvitar el empleo de reductores en las líneas.

PPosibilidad de corregir errores por sobre diseño.


CURVAS CARACTERISTICAS EN LAS CURVAS CARACTERISTICAS EN LAS VALVULASDE CONTROLVALVULASDE CONTROL

Es la relación que existe entre la posición del obturador (fracción de abertura) y el caudal de flujo a través de la válvula.

Se representa usualmente considerando como abscisas la carrera del obturador y como ordenadas el porcentaje de caudal máximo a una presión diferencial constante.

Las curvas características se obtienen mecanizando el obturador para que al variar el recorrido, el orificio variable entre el contorno del obturador y el asiento configure la característica de la válvula.


CaracterCaracteríísticas de Caudal Inherentesticas de Caudal InherenteEs la característica de un fluido incomprensible fluyendo

en condiciones de presión diferencial constante a través de la válvula.


CaracterCaracteríísticastica LinealLinealIguales incrementos de recorrido determinan iguales

variaciones de caudal.Su expresión matemática es:

Donde:Donde:

SS = Señal del instrumento.

QQ = Caudal correspondiente a una señal S cualquiera.

( Q / Q ( Q / Q maxmax ) = ( ) = ( ∆∆SS / S/ SSS )) con un con un ∆∆p constantep constante


QmaxQmax = Caudal correspondiente cuando la válvula esta completamente abierta.

∆∆S S = Variación correspondiente a la señal del instrumento (Sc – S).

SScc = Señal del instrumento correspondiente a la posición de cierre de la válvula.

SSoo = Señal del instrumento correspondiente a la posición de abertura de la válvula.


SSss = Amplitud de la señal del instrumento (So – Sc )



CaracterCaracteríística Perfil en stica Perfil en ““VV”” o Isoporcentualo Isoporcentual

Donde:Donde:


En este tipo de característica, cada incremento en el recorrido del obturador determina variaciones de caudal manteniendo siempre el mismo porcentaje de caudal existente. Su expresión matemática es:

( Q / ( Q / QQmaxmax )) / R ( / R ( ∆∆S / S ) S / S ) -- 11


Q Q = Caudal correspondiente a una señal S cualquiera del instrumento.

QmaxQmax = Caudal correspondiente cuando la válvula esta completamente abierta.

∆∆S S = Variación correspondiente a la señal del instrumento (Sc– S).

SScc = Señal del instrumento correspondiente a la posición de cierre de la válvula.

SSoo = Señal del instrumento correspondiente a la posición de abertura de la válvula.



SSss = Amplitud de la señal del instrumento (So – Sc )

R R = Rangoabilidad (dinámica de medida)


CaracterCaracteríística Abertura Rstica Abertura RáápidapidaEste tipo de característica produce una máxima variación

de caudal a través de la válvula con mínimo recorrido. Esta característica posibilita el pase de casi la totalidad del caudal con una pequeña abertura del 25 % del recorrido total del obturador. No es definible matamáticamente.


CARACTERISTICAS DE CAUDAL INSTALADACARACTERISTICAS DE CAUDAL INSTALADA

La característica de flujo instalada describe el comportamiento de la válvula estando esta en servicio(condiciones reales), donde la caída de presión a través de ella varía con su apertura y otros cambios en el sistema.


Instalada la válvula de control en el proceso, su característica de caudal inherente sufre alteraciones, por lo que la curva real que relaciona el recorrido con el caudal se aparta de las característica de caudal inherente ya estudiadas, generándose una nueva curva que recibe el nombre de característica de caudal instalada.

El diferencial de presión ∆∆pp varía (ya no es constante), depende de las resistencias de la tubería, de las características de las bombas, tanques del proceso entre otros.∆∆pp = = ff (resistencias de las tuberías, características de las bombas, tanques del proceso)


Coeficiente Coeficiente ““αα””Factor que permite medir la influencia de una característica

de flujo instalada.

αα = = ∆∆Pv min (vPv min (váálvula completamente abiertalvula completamente abierta∆∆Pv max (vPv max (váálvula en la menor apertura)lvula en la menor apertura)


∆∆PPTT = = ∆∆PPV V + + ∆∆PPLL

Cuando αα = 1 1 significa que toda la pérdida de carga se concentra en la válvula independientemente del flujo que circule, por lo tanto la línea no tiene ninguna influencia en la característica de flujo. Valores menores de αα indicaran una creciente incidencia de la instalación.

Si la característica de caudal inherente fuera lineal, ésta tiende a la apertura rápida conforme la relación αα disminuya, mientras que las características inherentes igual porcentaje y parabólica tienden a lineal a medida que aumenta αα.


Concluyendo se puede decir que, si se toma en cuenta que la característica de caudal instalada tipo lineal es la mejor solución para la estabilidad del proceso, en la mayoría de los casos la mejor elección sería una característica de caudal inherente tipo igual porcentaje o la del tipo parabólica, ya que presentan una tendencia, una vez instalada, hacia la linealización.

La importancia de caracterizar una válvula de control es para compensar los cambios y mantener la estabilidad en un proceso y mantener constante el producto.


CaracterCaracteríística de caudal stica de caudal instalada, utilizando una instalada, utilizando una caractercaracteríística de caudal stica de caudal inherente tipo igual porcentaje.inherente tipo igual porcentaje.

CaracterCaracteríística de caudal stica de caudal instalada, utilizando una instalada, utilizando una caractercaracteríística de caudal stica de caudal inherente tipo inherente tipo parabparabóólicalica..


HERMETICIDAD EN LAS VALVULAS DE CONTROLHERMETICIDAD EN LAS VALVULAS DE CONTROL

La clase de fuga deberá ser determinada según la aplicación de servicio. La norma que rige la hermeticidad de las válvulas de control es FCI 70-2 (Fluids Control Institute)y esta formada por las clases II--III, IV, V y VI.III, IV, V y VI.

La circunferencia del asiento se define como el punto de contacto entre el tapón y el asiento cuando la válvula se encuentra totalmente cerrada.


CLASECLASE FUERZA REQUERIDA PARA MANTENER LA FUERZA REQUERIDA PARA MANTENER LA VALVULA CERRADAVALVULA CERRADA

I - III

IV

Según recomendación del vendedor

5,4 Kgf/mm ó 300 Lbf/pulg de circunferencia del asiento

V8,9 Kgf/mm ó 500 Lbf/pulg de circunferencia del asiento

Según recomendación del vendedorVI

MSS-SP-6117,9 Kgf/mm ó 1000Lbf/pulg de circunferencia del asiento.


ACCION DE UNA VALVULA DE CONTROLACCION DE UNA VALVULA DE CONTROLLa acción de una válvula de control es generalmente

definida como Aire Para Cerrar (A.P.CA.P.C) o Aire Para Abrir (A.P.AA.P.A)

La válvula A.P.CA.P.C sin aplicarle aire al actuador esta abierta, se cierra cuando se le aplica aire al diafragma o se abre cuando se le quita aire al diafragma debido a la acción del resorte.

La válvula A.P.A sin aplicarle aire al actuador esta cerrada, se abre cuando se le aplica aire al diafragma o se cierra cuando se le quita aire al diafragma debido a la acción del resorte.


Para válvulas con cuerpo no reversible la Acción Aire Aire parapara CerrarCerrar se obtiene con un actuador neumático directo, y para las válvulas Aire Para AbrirAire Para Abrir con actuador neumático inverso.

La elección de la acción de la válvula, Aire Para AbrirAire Para Abrir o Aire para CerrarAire para Cerrar, depende de la posición que debe tomar la válvula en caso de falla de aire para que cause el menor daño posible al equipo y al proceso.


CONSIDERACIONES SOBRE PROTECCICONSIDERACIONES SOBRE PROTECCIÓÓN N CCONTRA FALLAONTRA FALLA

Las válvulas de control deben diseñarse para tener protección contra fallas para cumplir con requisitos operacionales y de seguridad.

La protección contra falla significa la posición en que se queda la válvula después de la interrupción de la alimentación del actuador, sea neumático, electrónico o eléctrico.


ActuadorActuador NeumNeumáático de tico de AcciAccióón Directan Directa

APCAPC

ActuadorActuador NeumNeumáático de tico de AcciAccióón Inversan Inversa

APCAPC

ActuadorActuador NeumNeumáático de tico de AcciAccióón Inversan Inversa

APA

ActuadorActuador NeumNeumáático de tico de AcciAccióón Directan Directa

APA APAAPA


Objetivos de la ProtecciObjetivos de la Proteccióón contra Fallan contra Falla en en Procesos QuProcesos Quíímicosmicos

CCortar alimentación al proceso.

EEliminar fuente de energía térmica.

RReducir la presión de funcionamiento del sistema.

De no lograrse los objetivos anteriores se tiene:De no lograrse los objetivos anteriores se tiene:

AAumento de la velocidad de las reacciones químicas con aumentos consecuentes en el calor y la presión.


PPérdida de productos valiosos.

SSalida de desechos por el sistema de alivio.

PPosible daño a los equipos por quemadura, puntos calientes, carbonización o rotura.

PPosibilidad de lesiones al personal.


AcciAccióón de la n de la VVáálvula

Tipo de Tipo de Proceso

Falla Falla Segura

SimboloSimbololvulaProceso Segura

Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerradaAlimentaciAlimentacióón para n para quemadores de quemadores de calderascalderas

AlimentaciAlimentacióón paran paraColumnas de Columnas de FraccionamientoFraccionamiento

Aire para CerrarAire para Cerrar AbiertaAbierta

Suministro de Vapor a Suministro de Vapor a un un RehervidorRehervidor

Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerrada

Salida en un Tanque Salida en un Tanque de Reflujode Reflujo

Aire para CerrarAire para Cerrar AbiertaAbierta

AlimentaciAlimentacióón a n a reactoresreactores

Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerrada


DIMENSIONAMIENTO DE UNA VALVULA DE DIMENSIONAMIENTO DE UNA VALVULA DE CONTROLCONTROL

Dimensionar una válvula de control es seleccionar correctamente el diámetro del orificio para que permita dejar pasar el caudal necesario en una tubería.

Un correcto dimensionamiento provee un mejor funcionamiento de la válvula y hace que el lazo de control cumpla eficazmente su objetivo.

Para el año 1944, el fabricante de válvulas Masoneilan introdujo el concepto de CV o KV con la finalidad de normalizar el cálculo del dimensionamiento.


DEFINICIDEFINICIÓÓN DE N DE ““CVCV”” Y Y ““KVKV””

CCvv es el caudal de agua en gal/min y a una temperatura de 60 °F que pasa a través de la válvula completamente abierta produciendo una caída de presión de 1psi.

KvKv es el caudal de agua en m3/h y a una temperatura de 15 °C que pasa a través de la válvula completamente abierta produciendo una caída de presión de 1Kg/cm2.

1 Cv = 1,17 Kv y 1Kv = 0,86 Cv1 Cv = 1,17 Kv y 1Kv = 0,86 Cv

FACTORESFACTORES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE PARA EL DIMENSIONAMIENTO DE UNA VALVULA DE CONTROLUNA VALVULA DE CONTROL


CCaída de presión en la válvula

CCaudal

TTemperatura de presión y diseño

CCaracterísticas de flujo y rangoabilidad

GGravedad especifica

CCalidad de vapor

PPresiones de operación


FORMULAS UTILIZADAS EN EL FORMULAS UTILIZADAS EN EL DIMENSIONAMIENTO DE UN VALVULA DEDIMENSIONAMIENTO DE UN VALVULA DE

CONTROLCONTROL

Formulas RecomendadasFormulas RecomendadasLLííquidos:quidos:

_______ _______ Cv = QCv = QLL * * √√ GGL L / / ∆∆PP

∆P : Diferencial de presión (P1 – P2)

QL : Flujo gpm

GL : Gravedad específica para el líquido


Gases:Gases:

√963963 ∆∆P (PP (Pa1a1 –– PPa2a2))CvCv = = QQGG

GGGG TT

QG = Flujo (SCFG)

∆P = Caída de Presión

GG = Gravedad específica del gas

T = Temperatura absoluta


Vapor :Vapor :

CvCv == WW63,463,4√ VV22

((∆∆P)P)

W = Vapor en Lbs/hr

∆P = Máximo diferencial de presión (P1-P2)

V2 = Volumen especifico


FENOMENOS DE CAVITACION Y FLASHINGFENOMENOS DE CAVITACION Y FLASHING

Para mantener un caudal constante en las inmediaciones de la restricción la velocidad debe incrementarse a medida que disminuye el área.

La vena contracta en una válvula de control es el punto donde la velocidad del caudal alcanza un punto inmediatamente posterior al área mínima, esto es a la salida de la válvula, correspondiéndole un punto de mínima presión. Después de la vena contracta, el líquido comienza a disminuir su velocidad y aumenta la presión.


CondiciCondicióón Normaln Normal


VAPORIZACIVAPORIZACIÓÓN ( FLASHING)N ( FLASHING)En este tipo de fenómeno el fluido entra a la válvula y la

presión estática en la vena contracta disminuye por debajo de la presión de vapor del fluido, la presión de salida es también menor que la presión de vapor del fluido. En este fenómeno el fluido entra a la válvula como líquido y sale como vapor.


CAVITACIONCAVITACIONOcurre en una válvula cuando la caída de presión a

través del orificio primero resulta en una disminución de la presión por debajo de la presión de vapor del fluido y luego esta presión se recupera por encima de la presión de vapor, formándose un burbujeo de vapor y su desaparición a la salida de la válvula.


ACCESORIOS EN UNA VALVULA DE CONTROLACCESORIOS EN UNA VALVULA DE CONTROL

POSICIONADORESPOSICIONADORESEl posicionador es un accesorio cuyo objetivo es

compensar las fuerzas de desequilibrio que actúan en una válvula y que influyen en la posición del vástago y hacen que el control sea errático.

Es un dispositivo semejante a un controlador proporcional y su función es comparar la señal de salida del controlador con la posición del vástago de la válvula.


Cuando usar un posicionadorCuando usar un posicionador

CCuando existe retardo en actuadotes de gran capacidad.

FFricción del vástago debido a la empaquetadura.

FFricción debida a fluidos viscosos o pegajosos.

CCuando la respuesta del conjunto válvula – posicionador es mucha más rápida que el mismo proceso.

RReduce la histéresis y mejora la linealidad.

CCuando se requiere control gama partida.


Posicionador NeumPosicionador Neumááticotico


Posicionador Posicionador Electro Electro -- NeumNeumááticoticoEl Posicionador recibe una señal electrónica de 4 – 20

ma proveniente del controlador y la convierte en una señal neumática de 3 – 15 psi. Se comporta como un convertidor I/P.


POSICIONADOR INTELIGENTEPOSICIONADOR INTELIGENTEEs un dispositivo electrónico basado en

microprocesadores que ofrece beneficios desde unaprogramación digital para obtener un mejor beneficio en la posicion de la válvula de control.

Una ventaja del posicionador inteligente es que puede ser programado para usar un algoritmo de control de posición para lograr una mejor respuesta dinámica que unposicionador neumático convencional.

Un posicionador inteligente debe contener inicialmente información del fluido del proceso (líquido, gas o vapor), densidad característica de flujo inherente, entre otros.


Ventajas del Posicionador Ventajas del Posicionador InteligenInteligentete

CControl PID y algoritmos avanzados

CCorrección de la dinámica del actuador

CCompensación de histéresis

SSe puede realizar diagnostico de la válvula a distancia,sin tener que colocar el control en modo manual.

CCorrección de la curva característica de la válvula.


VALVULAS DE CONTROL INTELIGENTEVALVULAS DE CONTROL INTELIGENTEUna válvula inteligente es una válvula con un

posicionador inteligente, teniendo capacidad de control, esta formada por sensores de presión y temperatura instalados en el cuerpo de la válvula.

El propósito de los sensores es sensar la presión del proceso aguas arriba / aguas abajo y la temperatura del fluido a través del posicionador inteligente, también existe otro sensor que determina la posición del vástago, permitiendo así determinar la cantidad de flujo a través de la válvula. Los sensores están instalados cerca de la entrada y salida de las bridas.


BridaBrida


Interruptor Final de CarreraInterruptor Final de CarreraEs utilizado para indicar eléctricamente la posición de la

válvula, así como para actuar sobre otros elementos como electro-válvulas.


VVáálvula Solenoidelvula Solenoide

Es una válvula que trabaja en función de señales eléctricas que excitan una bobina y que permite mover un vástago y de esa manera deja o no deja pasar fluido.

Se utiliza como dispositivo de seguridad ya que en ausencia de tensión se desenclava pasando a la función de seguridad utilizando la apertura o no de la válvula dadas las condiciones del lazo de control.


Escape a la Escape a la atmosferaatmosfera

Entrada de Entrada de aireaire

Salida de aire al Salida de aire al actuadoractuador


Volante ManualVolante ManualSon considerados como un respaldo o alternativa al medio

de potencia que energiza al actuador.

Se fabrican como cajas de engranaje para permitir el embrague o desembrague al actuador.


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