2014

1 Grado de Ingeniera Nutica

Asignatura: Sistemas Auxiliares del Busque

23/03/2014

Vlvulas de Seguridad

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INTRODUCCIN

Segn el diccionario de la Real Academia, una vlvula es un Mecanismo que regula el flujo

de la comunicacin entre dos partes de una mquina o sistema. Sin embargo las tres

acepciones siguientes se refieren a mecanismo que dejan pasar un fluido en un sentido y lo

impiden en el contrario (incluido el llamado fluido elctrico). En la industria, a menudo se

refiere la palabra a estos ltimas acepciones, pero en el lenguaje, ha tomado en muchas

ocasiones el sentido de la primera acepcin. De este modo, podra definirse una vlvula

como un dispositivo mecnico con el cual se puede iniciar, detener o regular la circulacin

(paso) de lquidos o gases mediante una pieza movible que abre, cierra u obstruye en forma

parcial uno o ms orificios o conductos.

La vlvula es uno de los instrumentos de control ms esenciales en la industria. Debido a su

diseo y materiales, las vlvulas pueden abrir y cerrar, conectar y desconectar, regular,

modular o aislar una enorme serie de lquidos y gases, desde los ms simples hasta los ms

corrosivos o txicos. Sus tamaos van desde unos milmetros hasta los 90 m o ms de

dimetro (aunque en tamaos grandes suelen llamarse compuertas). Pueden trabajar con

presiones que van desde el vaco hasta ms de 140 MPa (megapascales) y temperaturas

desde las criognicas hasta 1100 K (kelvin). En algunas instalaciones se requiere un sellado

absoluto; en otras, las fugas o escurrimientos no tienen importancia

En este informe trataremos en especial un tipo de vlvula, las de seguridad, cuya importancia

es tal, que a da de hoy no existe ninguna industria, buque o cualquier actividad que implique

riesgo que no las posea.

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NDICE

1.DEFINICIN Y CARACTERSTICAS..4

2.TIPOS DE VLVULAS5

2.1.FUNCIONAMIENTO GENERAL..5-6

2.2. .VLVULAS DE SEGURIDAD.6

2.2.1.Modelo 2400 (Provindus).6-7

2.2.2.Modelo SV73 (Spirax Sarco)7-9

2.2.3.Modelo 64GC/CF (Nacional)10-12

2.3. VLVULAS DE DESAHOGO...13

2.3.1. Modelo 1700 (Provindus)13-14

2.3.2. Modelo 1800 (Provindus)14-15

2.3.4.Modelo SV615 (Spirax Sarco)..15-16

2.4. VLVULAS MIXTAS . . . . . . . . . .17

2.4.1. Modelo 3-50 (Nacional)17-18

3.BIBLIOGRAFA19

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VLVULAS DE SEGURIDAD

1.DEFINICIN Y CARACTERSTICAS

Regulan la circulacin del fluido. La nica forma de bajar la presin es desalojando fluido,

por esa razn son vlvulas de desalojo. Son automticas, y deben estar cerradas

habitualmente. En instalaciones de ms de 10 aos nunca se ha saltado, por lo que su grado

de seguridad es bastante alto. Son vlvulas sencillas: tienen cuerpo a 90, entre la entrada y la

salida. Son vlvulas muy parecidas a las de globo de asiento a 90 (Y, Aguja, 90). Tienen un

disco manejado por un vstago. Tiene tapa: abierta o cerrada, y como algo antagnico, tienen

en la parte superior un muelle, el cual genera una fuerza de resistencia frente a la fuerza del

fluido. Tienen disparo manual: si no dispara a la presin que debe hacerlo, tienen un sistema

de doble bloqueo que libera la presin (slo en aquellos casos en que es necesario el disparo

manual por fallo de la vlvula). Hay que tener en cuenta los siguientes factores:

o Presin Nominal (la presin de funcionamiento, de trabajo)

o Presin de timbre (Presin a la que acta la vlvula. Tensin mxima. Rotura de tubera).

Es un valor que me da el fabricante. Por debajo, me da la presin nominal.

o Presin de diseo (la presin mxima que soporta el sistema).

Estas vlvulas suelen trabajar en rango: se pueden calibrar mediante timbrado de la vlvula

(la presin a la que puedo timbrar). El timbrado consiste en situar la presin de timbrado

entre la Nominal y la de diseo.

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2.TIPOS DE VLVULAS 2.1.FUNCIONAMIENTO GENERAL

La vlvula de seguridad que protege un recipiente o una instalacin presurizada,

permanecer cerrada hasta el momento en el que la fuerza ejercida por la presin del fluido

P, contra el disco, iguale la fuerza del resorte Fr. (fig1). A partir de ese punto de equilibrio, el

disco obturador se separa del asiento, dejando escapar una pequea cantidad del fluido,

(presin de regulacin de la vlvula) que se depositar en la cmara angular (C) formada

entre el disco obturador y el anillo de regulacin (fig.2). LA presurizacin de la cmara (C)

crea una fuerza adicional que contribuye a la apertura total e instantnea de la vlvula (fig.3).

Una vez desaparece la causa que ha creado la sobrepresin, la presin se ir reduciendo en la

instalacin, hasta un cierto punto por debajo de la presin de regulacin y la presin de

reinicio (Blowdown), puede estar entre un 7% y un 15% en funcin de si la vlvula trabaja

con gas o lquido.

Los valores de la sobrepresin y de presin de reinicio, pueden ser corregidos, posicionando

el anillo de regulacin ms o menos distante de la superficie interna del obturador

DEFINICIONES

Presin de regulacin: presin predeterminada a la que la vlvula de seguridad comienza a

abrirse en las condiciones de servicio.

Presin mxima admisible: Presin mxima para la cual est diseado el equipo, tal y

como especifique el fabricante.

Sobrepresin: Aumente de presin con respecto a la presin de regulacin, para que la

vlvula de seguridad alcance la carrera mxima especificada por el fabricante, y que

normalmente e exprese como un porcentaje con relacion a la presin de reculacin

Presin de reinicio: Valor de la presin esttica de entrada para el cual el disco restablece

contacto con el asiento ola carrera pasa a ser cero.

Presin de descarga: Presin utilizasa por el dimensionado de la vlvula de seguridad, que

es mayor o igual a la presin de regulacin ms la sobrepresin

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Contrapresin generada: Presin existente en la salida de la vlvula de seguridad

provocada por el paso del fluido a travs de la vlvula y del sistema de descarga.

Contrapresin inicial: Presin existente en la salida de la vlvula de seguridad en el

momento en que el dispositivo va a entrar en funcionamiento.

2.2.Vlvulas de seguridad: Tiene disparo manual y la tapa es abierta para la refrigeracin del propio muelle. Segn el

encamisado, en la brida de entrada, el encamisado puede sobresalir (que seran las vlvulas

de seguridad tipo semi-boquilla). Tienen un caracterstica muy importante: a partir del ao

83 se obliga a que el disparo de las vlvulas de seguridad no se expulse a la atmsfera. A

partir de entonces, se obliga a que el disparo sea canalizado a una zona segura o, incluso, que

los gases se puedan recoger en una cisterna. Tienen problemas de contrapresin, por lo que

cierra la propia vlvula. Tienen que disparar a plena apertura, pues de lo contrario no sera

una vlvula de seguridad de todo o nada: disparo total a plena apertura.

2.2.1.MODELO 2400 (PROVINDUS)

Pensado para vapor de agua sobrecalentado, y vapor de agua saturado. Este modelo es tpico

encontrarlo en calderas, sobrecalentadores, turbinas, etc. Asimismo consta de 14 orificios

segn API 526 y un rango de presin de servicio desde 0,5 bar hasta 413 bar. Su Rango de

temperatura de servicio desde 29C hasta 540 C. Respecto al tipo de unin con el sistema

tenemos Conexiones bridadas, por ambos extremos. Series: 150 a 2500 ANSI B 16.5. Por

ltimo en cuanto a sus dimensiones, oscilan entre 1 x 2 hasta 8 x 10. Esta vlvula ha

sido construida segn el Cdigo ASME Seccin VIII Div.1

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PARTES CONSTITUTIVAS

D IMENSIONAMIENTO

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2.2.2.MODELO SV73 (SPIRAX SARCO)

La serie de vlvulas SV73 en hierro fundido son fabricadas segn la normativa ASME

Seccin I y VIII; para calderas y recipientes presurizados.

Este modelo est pensado para la proteccin de sistemas de vapor aguas abajo de estaciones

reguladoras de presin, en la entrada de equipos como bateras de aire, intercambiadores de

calor y recipientes de procesos. Tambin para proteger los tanques de revaporizado en los

sistemas de retorno de condensado. En sistemas de aire para proteger al caldern de

sobrepresin. Calderas de vapor y generadores.

CARACTERSTICAS GENER ALES

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PARTES CONSTITUTIVAS

D IMENSIONAMIENTO

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2.2.3.MODELO 64GC/GF (NACIONAL)

El fabricante de vlvulas Nacional muestra las siguientes propuestas en cuanto a vlvulas

de seguridad especializadas en gases, como pueda ser el vapor de agua. Claro est que habr

una notable diferencia entre la diferencia de materiales para diferentes fluidos, por ejemplo

acero para el vapor de agua. Adems este fabricante hace una diferencia entre estos dos

modelos, el primero es el convencional, no corrige automticamente el problema de la

contrapresin,; el segundo utiliza un fuelle, que si corrige automticamente la contrapresin.

Adems todas las vlvulas ha sido diseadas bajo las normas ASME VIII DIV-1, e ISO-

4126-1.

A continuacin, se exponen algunas caractersticas ms.

CARACTERSTICAS GENER ALES

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PARTES CONSTITUTIVAS 64GC

PARTES CONSTITUTIVAS 64GF

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D IMENSIONAMIENTO 64GC/GF

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2.3.VLVULAS DE DESAHOGO

Estn pensadas para lquidos, y su estructura es igual que las de seguridad pero sin disparo y

con tapa cerrada. Su caracterstica principal, a diferencia de las de seguridad, es que tiene

disparo a una apertura adicional para pequeos incrementos de presin. En bombas, en su

descarga, son muy utilizadas (en las volumtricas, sobretodo). Tambin se ponen en canales

que llevan el agua en intemperie. El problema son los caudales trmicos y su consecuente

dilatacin del fluido, y la Presin Nominal del sistema se incrementa. Esto es agresivo para

la tubera, y por esta razn se ponen estas vlvulas en zonas crticas (de calor, sobretodo).

2.3.1.MODELO 1700 (PROVINDUS)

Este tipo de vlvula est pensado para la liberacin de gases, vapores y lquidos, y

especialmente orientada para compresores, acumuladores, tanques. Apta para proteccin de

equipos ante los efectos de expansin trmica. Respecto a los rangos de presin de servicio,

este modelo oscila desde 5 bar hasta50 bar.

En lo referente a las conexiones; En las entradas, hay tanto rocadas (rosca Macho o Hembra)

o bridadas (brida: Serie 150 - 300 600 ANSI B16.5); En la salida puede haber rosca

(hembra) o brida (150 ANSI B 16.5)

Adems, esta vlvula ha sido construida segn el Cdigo ASME Seccin VIII Div.1.Por

ltimo, en cuanto a los rangos de temperatura de servicio varan desde 29C hasta 250 C.

PARTES CONSTITUTIVAS

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D IMENSIONAMIENTO

2.3.2.MODELO 1800 (PROVINDUS)

Al igual que el modelo anterior, este tipo de vlvula se usa para gases, vapores, lquidos, y

tambin vapor de agua saturado. Sin embargo se suelen encontrar en las industrias de

proceso en general. Respecto al rango de presin de servicio, este oscila desde 0,2 bar hasta

21 bar. En lo referente a las conexiones; la entrada puede ser rocada (macho o hembra) o

bridada, a partir de 1 se ofrece serie 150 o 300 ANSI B16.5; La salida ser o rocada

(hembra) o bridada (150 ANSI B 16.5.).

En cuanto al rango de temperaturas de servicio, oscilan entre 29C hasta 200 C. Para

finalizar, esta descripcin, comentar que comparte la misma normativa que el modelo

anterior.

PARTES CONSTITUTIVAS

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D IMENSIONES 1700/1800

2.3.4.MODELO SV615 (SPIRAX SARCO)

Este modelo de Spirax Sarco est diseada para fluidos como vapor, aire, gases

industriales inertes, y lquidos no peligrosos. Por lo tanto es recomendable su uso

para la proteccin de calderas de vapor o agua caliente, generadores, recipientes,

calderines y compresores de aire, autoclaves etc. Respecto a la normativa, la SV615

cumple con los requisitos EN ISO 4216:2004 y lleva la marca (CE) indicando que

cumple totalmente con los requisitos de la Directiva Europea de Equipos a Presin

97/23/EC(PED).

En la siguiente tabla se adjuntan algunas de sus caractersticas tcnicas

CARACTERSTICAS TCNICAS

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PARTES CONSTITUTIVAS

D IMENSIONES

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2.4VLVULAS MIXTAS

Son de caractersticas muy similares a las anteriores, pero con el matiz de que se pueden

utilizar como seguridad o desahogo.

2.4.1MODELO 3-50 (NACIONAL)

Se trata de una vlvula de seguridad tipo angular a 90 de apertura total instantnea, asiento

completo, cargada a resorte, anillo de regulacin. Se utilizan indistintamente como vlvulas

de seguridad o alivio, tanto para gases como para lquidos. Es tpica su instalacin en

industrias qumicas o farmacuticas, su compacto tamao limita su uso a un caudal medio o

bajo.

PARTES CONSTITUTIVAS

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D IMENSIONAMIENTO

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3.BIBLIOGRAFA

http://www.provindus.com.py/Contenidos/Productos/Aerre/Catalogos/Aerre_Catalogo.pdf

http://www.spiraxsarco.com/es/products-services/products/control-systems/safety-

valves.asp#sb

http://www.valvulasnacional.com/articles-mostra-1970-esp-modelo_64.htm

http://www.spiraxsarco.com/es/pdfs/TI/p316-01.pdf

http://www.spiraxsarco.com/es/pdfs/TI/sv851.pdf

http://www.spiraxsarco.com/es/pdfs/TI/sv851.pdf

http://www.valvulasnacional.com/index.php?md=documents&id=1126&lg=esp

http://www.valvulasnacional.com/articles-mostra-1974-esp-modelo_3_50.htm

http://www.provindus.com.py/Productos_Aerre.htm

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