valvulas de control para servicio severo - boletin tecnico

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VALVULAS DE CONTROL PARA SERVICIO SEVERO - BOLETIN TECNICO
©COMEVAL, S.L. www.comeval.es Depto. Técnico. Ref. BOL-TEC-CONTROL-SEVERO-04/06
Queda reservado el derecho de modificación técnica de los datos y textos comprendidos en el presente documento.
Este Boletín Técnico analiza el comportamiento de las Válvulas de Control enServicios Severos
y los beneficios en la utilización del sistema de obturador caracterizado LIMIPHHON®.
1.- Consideraciones Generales.
Es práctica muy común del Ingeniero de Aplicación de válvulas, técnicos de ventas y cuantos formamos parte, de
uno u otro modo, del proceso de selección de válvulas para procesos el seleccionar válvulas de control sin otorgarle al proceso de aplicación a solucionar la categoría de crítico ó severo en un porcentaje demasiado elevado
en aras al rendimiento de las válvulas en planta libres de problemas en el tiempo.
Ante distintas variables de proceso como pueden ser alta temperatura o abruptas caídas de presión que generan
fenómenos como cavitación y niveles de sonoridad superiores alos 90 Db, comúnmente se tiende a la selección
de válvulas provistas de internos más resistentes, obturadores provistos de mayor cantidad de jaulas, difusores
ó restrictoresde sonido.
Si bien todos estos elementos mejoran el rendimiento de la válvula, tan sólo atenúan los problemas en lugar de
eliminarlos.
El resultado de este proceso es una notable disminución en la vida útil de la válvula generando costes muy altos
de mantenimiento así como de necesidades de stock de repuestos en el almacén de planta.
Dentro de los parámetros de selección de válvulas de control se consideran comúnmente para su cálculo y selección el valor Cv (Kv), rentabilidad, porcentaje de carrera, ratings de presión y materiales. Estos factores adecuaran el rendimiento de la válvula a lo exigido por el proceso.
La velocidad del fluido en la entrada y la salida de la válvula es un factor muy importante y tal vez el más denominado clave a tener en cuenta dentro del campo de control para PROCESOS CRÍTICOS ó SEVEROS que
mayoritariamente no es considerado como factor de diseño en la selección de válvulas.
Si pudiéramos controlar la salida V2 a la velocidad de entrada V1 hasta llegar a un punto de equilibrio en el cual
V2 sea igual a V1 estaremos logrando ELIMINAR LOS PROBLEMAS DE CAVITACIÓN Y DE RUIDOS.
Gráficamente podemos observar este fenómeno del control de velocidad en los
siguientes esquemas:
El gráfico I muestra como un flujo de agua es abruptamente cortado mediante unapendiente. Todo el caudal a la velocidad y presión de arrastre se concentrará en un
solo punto produciendo un desgaste prematuro en este caso la parte inferior de la
pendiente .
El gráfico II, en cambio, nos muestra como controlando “gradualmente” la caída del
curso de agua mediante “etapas” el resultado final será que en el punto más bajo de
la pendiente la velocidad se encuentra en equilibrio e iguala la velocidad inicial.
Este es, de una forma muy esquemática, el principio de control que rige dentro del
campo de servicio severo o crítico y es el que se debe emplear para la selección de
válvulas de control de acuerdo a lo establecido por ISA en su apéndice de selección
de válvulas de control para SERVICIO CRÍTICO O SEVERO. De esta manera y bajo
este principio quedan definidos los tipos de válvulas de control para cada aplicación.
2.- Jaulas contra Discos Caracterizados.
2.1.- Jaulas (Cages).
Los orificios de las jaulas están preparados para controlar la velocidad de diferentes fluidos y es el sistema comúnmente más utilizado en todos los servicios. Aquí el problema no son las jaulas ni la cantidad de orificios que
cada jaula posee, sino que este principio de funcionamiento tiene una límite en la geometría del cuerpo de la
válvula.No se pueden colocar más jaulas que las que el interior del cuerpo permita.
De esta manera se diseñan y calculan válvulas de control sobre el límite geométrico dela válvula: ratio cuerpo /
diámetro y no en función al requerimiento que el proceso exige; en consecuencia todo el proceso intrínseco de la
válvula queda sujeto a parámetros preestablecidos.
Para el trabajo dentro del campo del servicio severo este principio de funcionamiento no es el más recomendable
ya que cuanto más crítico y exigente es el proceso, el rendimiento de este tipo de válvulas disminuye notablemente provocando que la vida útil sea inferior que aquellas con sistema de disco caracterizado. (LIMIPHON tm).
2.2 Discos Caracterizados Sistema LIMIPHON tm.
El sistema de discos caracterizados LIMIPHON tm se basa en establecer sobre un disco un camino crítico mediante cortes a 90º en donde el fluido debe chocar e ir superando etapas tal como lo muestra las siguientes fotografías:
La velocidad de entrada irá decayendo a medida que el fluido cruce el camino laberíntico hasta llegar al punto en
que la velocidad de salida sea igual a la velocidad de entrada. La cantidad de etapas que el fluido deba superar
dependerá exclusivamente delas condiciones de proceso. Una vez establecida, los discos se caracterizan y se
apilan formando y caracterizando la curva de control. Tal como se muestra en el siguiente esquema:
Inclusive este “apilamiento” se puede diseñar con diferentes tipos de discos caracterizados permitiéndonos cubrir
todo el rango de caudal desde el momento 0 ó arranque del sistema hasta el máximo caudal eliminando por
completo los problemas de cavitación y ruidos.El eventual problema de corrosión en el proceso es también contemplado por el sistemaLIMIPHON tm el cual provee una gama de materiales que cubren distintas exigencias.
Ventajas:
Si bien la principal ventaja de este tipo internos es la eliminación de los problemas de mantenimiento, debemos
destacar otros puntos a considerar en la selección de válvulas para servicio severo:
*El diseño, cálculo y dimensión de un interno LIMIPHONTM no depende de la geometría de la válvula permitiendo
la adaptación a distintos tipos de aplicaciones tanto para gas o líquidos.
*Los discos caracterizados se fabrican de acuerdo a las exigencias del proceso y del cliente y no de un tipo de
válvula de construcción seriada ó “de estantería”.
*La curva de control, Cv, rentabilidad, diámetros, nivel de ruidos,… etc, se “diseñan a medida” por ello la aplicación
es ilimitada.
*Mayor vida útil de la válvula gracias a los menores costos de mantenimiento de la misma. Esto se traduce en un
ahorro de producción en planta evitando paradas del sistema para reparación y mantenimiento de la válvula.
*Aplicaciones y experiencia en diferentes segmentos de industrias Refinerías, Gas,Térmicas, Química, Petroquímica.
El sistema LIMIPHONTM ya esta disponible en el mercado Español, contando con el aval de innumerables instalaciones y aplicaciones de probado rendimiento en la industria de procesos internacional.
Este concepto es ya una realidad que los Ingenieros de Aplicación, junto a los equipos responsables de la operación de las plantas de proceso están valorando en su justa medida en aras del adecuado rendimiento de las
válvulas de control.
Presentación:
* Tipos de Cuerpo:
* Tamaños:
* Rango de Presión:
* Conexiones:
* Material Cuerpo:
* Tipo de Trim:
* Clase de Estanqueidad:
* Actuadores:
Globo, ángulo, off-set
1” a 34”
ANSI 150# hasta 2500#
Bridas o Butt Weld
Acero Carbono, Alloy St, Duplex St. St.
Compensado o No Compensado
ANSI/IEC class IV, IVS1, V, VI
Neumáticos, Hidráulicos, Eléctricos
Recomendaciones:
Para Selección:
* Usar únicamente para servicios críticos
* Usar con fluídos limpios
Para Commisioning:
* Instalar filtros aguas arriba
* Previo set-up de planta, remover el apilamiento y limpiarlo.
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