UNIVERSIDAD TECNOLGICA EQUINOCCIAL CARRERA DE TECNOLOGA DE PETRLEOSMODALIDAD A DISTANCIA GUA DE ESTUDIOS MDULO III Profesor:Ingeniero. Ral Balden Ttulos: Tecnlogo en Electrnica y Telecomunicaciones. EPN. Ingeniero en Administracin de Procesos EPN Especialidad:Especialista Mantenimiento Petrocomercial. Profesor Equipos y Herramientas I Y II UTE. Profesor Control Automtico UTE. Profesor Electrnica Bsica UTE. Telfonos:09-7350478 241-1367 E-mail: rbaldeon@petrocomercial.com Horario de Asesoramiento:sbado de 09:00H a 13:00H PERODOOCT 2003 MAR 2004 - 2003 - V L V U L A S I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 1 INTRODUCCIN Elpropsitodeestaasignaturaeslograrqueelestudianteconozcalosdiferentes tipos de vlvulas existentes dentro del rea industrial y en especial en el rea petrolera, as mismoquepuedareconocerlosdiferentescomponentesdelasmismasaligualquesus funciones. Lamateriatratardeabarcarlaparteoperacionalenelmanejodelasvlvulasya quelapartedeclculosestructuralesaligualquedediseoselospodrconfirmarenlos catlogosdelosdiferentesproveedoresymarcasexistentesenelmercadonacionale internacional que abastecen a las compaas que desarrollan su trabajo en el pas. Usted seor estudiante deber tener presente quela idea deeste modulo es abarcar elporquedelosdiferentesusosdelasvlvulasyasjustificarenformatcnicaenel proceso de sus labores las causas de fallos, malas operaciones y cambios. La asignatura de Vlvulas es la primera parte del Modulo de Instrumentacin de ah que su correcta comprensin determinar queconforme se avanceen el tratamiento, usted vaya desarrollando herramientas necesarias para el complemento de la asignatura con la de Control de Vlvulas. Usted deber sentir con este estudio la necesidad de pensar, imaginar, crearconceptosquepermitantomarlascorrespondientesdecisionesenmejoradel desarrollo de su empresa. Debe estudiar todos y cada uno de los contenidos del texto bsico seleccionado para esta asignaturay respaldar su aprendizaje con consultas en manualesy bibliografa alterna disponibleencadareacorrespondientedetrabajo,estoafianzarenmayorformasus conocimientos. Seor estudiante tenga en cuenta que, solo trabajando mucho y de manera continua, es la nica forma de comprender un tema tan especial como este. El aprendizaje no es un estado del sujeto, sino un proceso en construccin. Loscontenidosdeestaasignatura,sehandivididoencuatrocaptulosloscuales debern ser desarrollados por el estudiante para ser evaluados en las pruebas respectivas en losdosperodos,estossonlossiguientesensuorden:Vlvulas:tiposycomponentes, funcionamiento de las mismas y operacin, mantenimiento y componentes sensibles de las mismas. Esto implica que el estudiante deber tener conocimientos bsicos relacionados con estarea,haberprestadoserviciosconestosequiposotenerunarelacindirectaconlos mismos en reas inherentes a su aplicacin, servicio o mantenimiento. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 2 OBJETIVOS OBJETIVOS GENERALES 1.Conoceryfamiliarizarseconloscomponentesytiposdeelementosdecontrol como son las vlvulas. 2.Caracterizarlosequiposdecontroldefluidosenlaslneasdeoperaciny transporte. 3.Identificar sus funciones y los elementos susceptibles de daos. 4.Seleccionarlosequiposadecuadosparaquecumplalasfuncionesespecficas necesarias. 5.Determinar el mantenimiento recomendado para cada equipo. 6.Identificar los equipos en un rea operativa de transporte. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 3 OBJETIVOS ESPECFICOS Definirlosdiferentestiposdevlvulasexistentesenelreapetrolerae industrial. Comprenderyreconocerloscomponentesdecadaunadelasvlvulas,materia de estudio y aplicacin. Aplicar metodologas adecuadas para definir la funcin ms ptima en la que se pueda aplicar cada tipo de vlvula. Distinguirentrelosdiferentestiposdevlvulaslasqueseadaptananuestra necesidad. Reconocer de acuerdo a su funcionamiento el tipo de vlvula que se tiene. Distinguir el mtodo de operacin de cada tipo de vlvulas. Comprender las ventajas de un correcto mantenimiento y cmo desarrollarlo. Reconocereltipodemantenimientoespecficoencadatipodevlvulasypara cada tipo de vlvulas. Aplicarcorrectamenteacadaelementodelavlvulaeladecuadomanejodel mismo. Distinguir los diferentes elementos y componentes sensibles en las vlvulas. Manejarlostrminosadecuadosyespecficosconquesedistinguenalas vlvulas y sus partes. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 4 CONTENIDOS PRIMER PERIODO CAPTULO I: ASPECTOS BSICOS DE LAS VLVULAS. Seleccin 1.1Seleccin y especificacin de vlvulas para plantas1.2Seleccin de vlvulas para la IPQ 1.3Seleccin de vlvulas de alto rendimiento1.4Seleccin de vlvulas Instalacin, operacin y mantenimiento 1.5Instalacin, operacin y mantenimiento de vlvulas 1.6Reacondicionamiento Otro tipo de vlvulas 1.7Vlvulas de mariposa para fluidos de proceso 1.8Forma de evitar mezclas de fluidos con una vlvula de retencin modificada 1.9Seleccin y aplicacin de vlvulas para cierre de tuberas CAPTULO II: DISPOSITIVOS PARA DESAHOGO DE PRESIN Generalidades 2.1Dispositivos para desahogo de presin 2.2Sistemas para desahogo de presin I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 5 Vlvulas de desahogo 2.3Vlvulas de desahogo de presin para plantas de procesos 2.4Dimensionamiento de vlvulas de desahogo 2.5Mal funcionamiento de las vlvulas de seguridad 2.6Sensibilidaddelasvlvulasdedesahogosegnlalongituddelastuberasde entrada y salida I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 6 SEGUNDO PERIODO CAPTULO III: VLVULAS DE CONTROL Generalidades 3.1. Vlvulas de control en plantas de proceso 3.2Vlvulas de control 3.3Seleccin de vlvulas de control de flujo de lquidos 3.4Instalacin, mantenimiento y deteccin de fallas en vlvulas de control3.5 Vlvulas de control en sistemas optimizados 3.6Vlvula de control versus bomba de velocidad variable 3.7Mejoramiento de funcionamiento de vlvulas de control en la tubera Control de ruido 3.8Ruido de las vlvulas de control: causas y correccin 3.9Vlvulas de control especiales que reducen el ruido y la vibracin CAPTULO IV: VLVULAS DE OPERACIN MANUAL Y AUTOMTICA 4.1Seleccin de vlvulas manuales para plantas de proceso 4.2Vlvulas de operacin manual 4.3Actuadores mecnicos para vlvulas I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 7 ORIENTACIONESPARA EL ESTUDIO Para que el estudio resulte significativo, el alumno debe aprender a estudiar por si mismo, es importante que se imponga un horario mnimo para su estudio. Las orientaciones dadas son referencias que conducen al logro de las metas propuestas, esnecesarioponerenjuegotodassuscapacidades,habilidades,destrezase iniciativaspersonales.Sucompromisoesemprenderunestudioserioyponderado de esta asignatura. A continuacin le sugerimos algunas estrategias de estudio trabajo. Lea comprensivamente todos los contenidos Subrayeenelprocesolasideasprincipalesyconotrocolorlasideas secundarias Observar y analizar detenidamentelos grficos Al terminar cada tema, elaborar fichas, las cuales resuman acertadamente el tema, para lo cual se sugiere utilizar, cuadros, mapas conceptuales, grficos estructurados, que ayuden a su estudio Correlacionar los fundamentos tericos con la prctica. Resolver las autoevaluaciones propuestas una vez que ha terminado el tema, hgalosinrevisareltexto,conelfindemedirsusconocimientos;sisus respuestas no son correctas, se sugiere revisar nuevamente el tema. RESUMEN DE CADA CAPTULO ACTIVIDADES RECOMENDADAS EN CADA TEM AUTOEVALUACIONES PARA CADA CAPITULO PRIMER TRABAJO Y EVALUACIN A DISTANCIASEGUNDO TRABAJO Y EVALUACIN A DISTANCIA I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 8DESARROLLO DE ACTIVIDADES INTRODUCCIN Las vlvulas, incluso aquellas que son usadas como dispositivos de deshogo (alivio) de presin, son una de las partes bsicas en cualquier planta industrial y ms aun en el rea petrolera.Estemdulosepreparparatodoslosquetienenalgunarelacinconlas vlvulas, sean operadores, personal de mantenimiento e instrumentistas. Elmdulosehadivididoencuatrocaptulos,CADAUNODEBESER ESTUDIADO EN UNA SEMANA, LO QUE EQUIVALE EN TOTAL A 4 SEMANAS. PRIMERA SEMANA CaptuloI.Estseccintienetrespartes.Laprimerapartetratadeunaformade seleccin,yaquepuedenexistirmuchasmas;asimismoaspectosbsicosdel funcionamientodevlvulas;especificacindevlvulasparacamposnuevosyseleccin paraunaltorendimientoenreposicindelasusadas.Lasegundaparteabarcaenforma rpidalainstalacin,operacinymantenimientoeincluyealgunasformasde reacondicionamientodevlvulasviejas.Laterceratratardealgunostiposdevlvulasen especial de las ms usadas en el rea petrolera, vlvulas mariposa, vlvulas de retenciny vlvulas de cierre de tubera. SEGUNDA SEMANA CaptuloII.Enestecaptulosetratardedispositivosdealiviodepresin,parala seleccin y prevencin del mal funcionamiento de los dispositivos para deshogo de presin. TERCERA SEMANA CaptuloIII.Setratantemasimportantes:seleccingeneral,controlderuido,se darinformacinbsicadedelasvlvulasdecontrol,inclusosuempleoyseleccin,se incluirartculosacercadelusodevlvulasespecialesdecontrolenvezdebombasde velocidad variable y para mejorar el funcionamiento de la tubera. En la parte de control de ruido se comentarn las causas y se ofrecen mtodos para corregir ese problema. Se hablar de vlvulas especiales de control que disminuyen el ruido y la vibracin. CUARTA SEMANA Captulo IV. Cundo se debe utilizar una vlvula de operacin manual y cuando se debe emplear un actuador? Aqu trataremos de contestar est y otras preguntas, definiremos tambin el funcionamiento de los actuadotes. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 9PRIMER PERIODO PRIMERA SEMANA CAPTULO 1: ASPECTOS BSICOS DE LAS VLVULAS. SELECCIN Y ESPECIFICACIN DE VLVULAS PARA PLANTASVLVULAS INTRODUCCINQu es una vlvula? Usos domsticos Industriales GENERALIDADESVlvulas funcionamiento Clases de Vlvulas COMPONENTES DE VLVULAS Vlvulas de Compuerta Presiones Vlvulas de BolaTemperaturas Vlvulas Globo Lquidos / Slidos Vlvulas MariposaVolante, Vstago, Compuerta, Asientos, Vlvulas Aguja Cuerpo, Sellos. *Vlvulas de ControlMateriales de construccin para asientos, se Vlvulas de SeguridadDesfogue Desahogo,Respiracin, Tanques, Techo fijo Vlvulas.-lasvlvulassondispositivosdepasoycierrepararegularelflujode gases y/o fluidos (lquidos o semilquidos) por una tubera. En mecnica seconocecon el nombre de vlvula al rgano de regulacin del paso de un lquido o de un gas a travs de orificios y conductos. Las vlvulas pueden adoptar en su mayora infinitas posiciones que determinan otras tantas fases de regulacin del volumen de fluido que pasa, desde la completa obstruccin hasta el libre flujo de lquido. Losparmetrosdediseodelprocesocomosonlatemperatura,presin,flujo, procedimientosparaarranqueypare,etc.,sondeterminadosporeldiseo,porloquese hace necesario regirse al mismo. Para la seleccin de una vlvula se debe tomar en cuenta: Tipo de vlvula, tamao, fabricante, modelo. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 10Capacidades, presin y temperatura de trabajo. Material de construccin. Material de las empaquetaduras y juntas. Materialdelasguarnicionesdelavlvula,estosincluyenelvstago,anillode asiento, disco, etc. Costo de las mismas y disponibilidad. Recomendaciones de uso del fabricante. Hayquerecordarquelasvlvulasseusanporlogeneral,paradosfunciones bsicas: cierre y estrangulacin, cualquier vlvula que no esta ni abierta del todo ni cerrada deltododurantesufuncionamientosepuedeconsiderarcomovlvuladebloqueo,las vlvulasdeoperacinmanualcuyafinalidadesregularelflujo,lapresinoambos,se denomina vlvulas de estrangulamiento. TIPO DE VLVULAS El tipo de vlvulas depender de la funcin que debe efectuar, sea como ya se dijo de cierre (bloqueo), estrangulacin o para impedir el flujo inverso. Dado que hay diversos tiposdevlvulasdisponiblesparacadafuncin,tambinesnecesariodeterminarlas condicionesdelservicioenqueseemplearanlasvlvulas.Esdeimportanciaprimordial conocer las caractersticas qumicas y fsicas de los fluidos que se manejan, en resumen, se debe prestar atencin a: Funcin de la vlvula Vlvulas de cierre, tambin llamadas de bloqueo Vlvulas de estrangulacin Vlvulas de retencin Tipo de servicio LquidosGases Lquidos con gases Lquidos con slidos Gases con slidos Vaporesgeneradosinstantneamenteporlareduccinenlapresin del sistema I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 11Con corrosin o sin corrosin Con erosin o sin erosin Unavezdeterminadaslafuncinyeltipodeservicio,sepuedeseleccionareltipo de vlvula segn su construccin. Enestalista,lasfuncionesgeneralesdelavlvulasonsologuasdelusoms adecuado o ms comn de determinado tipo de construccin. A menudo hay ms de un tipo de construccin apto para una funcin especfica. Lascaractersticasprincipalesylosusosmscomunesdelosdiversostiposde vlvulas para servicio de bloqueo o cierre son: Vlvulasdecompuerta:resistenciamnimaalfluidodelatubera. Se utiliza totalmente abierta o cerrada. Accionamiento poco frecuente. Vlvulasdemacho:cierrehermtico.Debenestarabiertaso cerradas del todo. Vlvulasdebola:nohayobstruccindelflujo.Seutilizanpara lquidosviscososypastasaguadas.Cierrepositivo.Seutilizatotalmenteabiertao cerrada. Vlvulasdemariposa:suusoprincipalesparacierrey estrangulacin degrandes volmenes de gasesy lquidos a baja presin. Su diseo dediscoabierto,rectilneo,evitacualquieracumulacindeslidos;lacadade presin es muy pequea. Lascaractersticasprincipalesylosusosmscomunesdelosdiversostiposde vlvulas para servicio de estrangulacin son: Vlvulasdeglobo:sonparausopocofrecuente.Cierrepositivo.El asientosueleestarparaleloconelsentidodelflujo;produceresistenciaycadade presin considerable. Vlvulasdeaguja:estasvlvulasson,bsicamente,vlvulasde globo que tienen un macho cnico similar a una aguja, que ajusta con precisin en un asiento. Se puede tener estrangulacin exacta de volmenes pequeos porque el orificioformadoentreelmachocnicoyelasientocnicosepuedevariara intervalos pequeos y precisos. Vlvulas en Y: las vlvulas en Y son vlvulas de globo que permiten el paso rectilneo y sin obstruccin igual que las vlvulas de compuerta. La ventaja es una menor cada de presin en esta que en la de globo convencional. Vlvulasdengulo:son,enesenciaigualesquelasvlvulasde globo. La diferencia principal es que el flujo del fluido en la vlvula de ngulo hace un giro de 90 grados. Vlvulademariposa:suusoprincipalesparacierrey estrangulacin de grandes volmenes de gases y lquidos a baja presin (desde 150 I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 12psihastaelvaci).Sudiseodediscoabierto,rectilneoevitaacumulacinde slidos no adherentes y produce poca cada de presin. Lasvlvulasquenopermitenelflujoinverso(deretencin)actanenforma automtica ante los cambios de presin para evitar que se invierta el flujo. TIPOS DE VLVULAS I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 13 Normas de la Industria Muchas veces hemos hablado de calidad en nuestro lugar de trabajo, as, en la industria petrolera mencionamos calidad respecto a la evaluacin de las ofertas de nuestros proveedores lo cual no es tan correcto. Por esto es necesario definir con ms precisin. La calidad, en este contexto, est basada en las normas de la industria. La industria manufacturera de vlvulas y sus partes es antigua y se encuentra tanto en Estados Unidos como en muchos otros pases. El perfeccionamiento de la mayor parte de las vlvulas en uso actual tuvo lugar hace dcadas y, al igual que muchos otros productos manufacturados, se han establecido normas para asegurar la uniformidad entre los diversos fabricantes. Normas y Capacidades para vlvulas y accesorios I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 14Estetipodenormasabarcadesdelafabricacindelasvlvulashastatodoslos elementos que la componen as, como se indica en el ejemplo Paraespecificarvlvulas,seacostumbramencionarquedebencumplirconlos requisitosdelosmateriales,diseo,manufactura,pruebaseinspeccindeunanorma determinada.Estoaseguraciertacalidaddentrodelauniformidadestablecidaporla industria. Sin embargo, es posible obtener una calidad mejor que la incluida en la norma.Se pueden utilizar piezas forjadas en vez de fundidas y los componentes pueden ser msfuertes.Adems,lamanodeobrapuedesermuchomejorquelarequeridaporlas normas.Lacalidadserelacionaconlascaractersticasquedebenofrecerlosfabricantesy todos deben cumplir con las normas mnimas. Se recomienda el desarrollo de la terminologa utilizada en esta rea especfica, al igual, que la investigacin de las entidades que norman la utilizacin de materiales y construccin de partes para vlvulas. SELECCIN DE VLVULAS PARA LA IPQ Lasvlvulasytuberaconstituyenlainversinmsimportanteentrelosdiversos componentesdeunaplantaparaprocesamientodehidrocarburos.Representanalrededor del22%deldesembolsototaldecapitalenmaterialyequipo.Muchoscomponentesque recibenconsiderableatencinrepresentanunainversinmuchomenor;porejemplo,las bombas, 4 %; los compresores, 4.5 %; los impulsores 6.5 % y los hornos y calderas 4 %.Seleccin de vlvulas AntesdeseleccionarunavlvulaparaunprocesoIPQsedebetenerencuentala funcinespecficaausarse.Aunqueelgradodeimportanciaasignadoacadaunapuede variar, se otorga la mxima prioridad, en general, a las funciones de la vlvula. Va a ser la vlvula slo para bloqueo (cierre y paso), para regulacin (estrangulacin) o desvo, es para evitar el flujo inverso o quiz una combinacin de todo eso? Las funciones de las vlvulas, ms que cualquier otra cosa son las que limitan la eleccin. Para los fines de este de estudio en este parte se podra agrupar las vlvulas en cuatro categoras: Categora 1 Servicio de corte y paso: Vlvulas de compuerta. Vlvulas de macho. Vlvulas de bola. Categora 2 Servicio de estrangulacin: I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 15Vlvulas de globo. Vlvulas de mariposa. Vlvulas de diafragma. Vlvulas de compresin. Categora 3 Prevencin de flujo inverso. Vlvulas de retencin (check). Categora 4 Diversos todos los restantes. Enlaindustriadeprocesosqumicosseempleanvlvulasparagranvariedadde flujos,desdeslidosgranuladoshastadesechosindustriales(Refinerias).Engeneral,las caractersticas ms importantes a considerar son:Viscosidad.Corrosividad. Abrasividad. Sin embargo, tambin se debe tener en cuenta los parmetros del proceso, es decir, cualesquieracondicionesanormales,predecibles,acortoplazo.Hayquereconocerotras circunstanciasespeciales,comoelmanejodemsdeunfluidoconlamismavlvula (Poliductos)olasposiblesaltaspresionesquepuedenocurrirporunfluidoatrapadoenel cuerpo de la vlvula al cerrarla y que se vaporiza al ser calentado (Gaseoductos). Lacadadepresinenlasvlvulaspuedeexplicarunaparteconsiderabledelas prdidastotalesporfriccinenunsistema.Lamejorseleccindevlvulaseslaque producir mnima cada de presin y satisfar otros requisitos Lascondicionesdeoperacin,osea,lapresinytemperaturacoincidentesaque debe trabajar la vlvula, a menudolimitan la seleccin. Quiz se deban excluir las vlvulas que tienen sellos de material sinttico o materiales de construccin no metlicos, debido a las altas temperaturas del proceso. Ala inversa, las bajas temperaturas de operacin limitan a menudo la eleccin de vlvulas a las fabricadas con aleaciones.Los materiales de construccin deben ser compatibles con todos los dems factores queintervienenenlaseleccin.Loscuerpos,revestimientosyguarnicionesdevlvulas estn disponibles en una amplia variedad de materiales para prestar casi cualquier servicio. Confrecuencia,esnecesariotenerencuentaelmaterialdelcuerpoporseparadodelas guarniciones(esdecir,laspartesinternasquetienencontactoconellquido)afinde optimizar el diseo de la vlvula desde un punto de vista econmico.Lasvlvulashechasensutotalidadconresinastermoplsticosylasvlvulas metlicasconlaspiezas,quetienencontactoconelfluido,revestidasconplsticosehan vuelto muy comunes en servicios corrosivos..Elhierrodctil,porcomparacinconelhierrogris,soportapresionesy temperaturas ms altas y tiene excelente resistencia a los choques. Dado que el hierro dctil I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 16esmenoscostosoytienemayorresistenciaalacorrosinquealgunosaceros,haservido para sustituir ste en muchos casos. Aveces,losmaterialesdeconstruccintienenestrecharelacinconciertos tamaos.Lasvlvulasparaagua,aceiteopetrleo,gas,aire,etc.,sesuelenfabricarcon latn o bronce en los tamaos pequeos, mientras que en tamaos de 4 pulgadas y mayores, se suelen utilizar cuerpos de hierro y de acero. CATEGORA 1 SERVICIO DE CORTE Y PASO: VLVULA DE COMPUERTA I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 17 CATEGORA 2 SERVICIO DE ESTRANGULACIN: VLVULA TIPO MARIPOSA I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 18CATEGORA 3 PREVENCIN DE FLUJO INVERSO: VLVULA CHECK 1.BRIDA 2.JUNTA DE LA TAPA 3.ACTUADOR 4.RODELA DE PRESIN 5.DISCO 6.EMPAQUE 7.ALIVIADOR 8.TUERCA DEL DISCO 9.ADICIONALES 10. PASADOR DEL COLGADOR 11. ASIENTOS DE LA TAPA 12. COLGADOR 13. PERNO DE AJUSTE 14. TUERCA I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 19CATEGORA 4 VLVULA DE ALIVIO I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 20SELECCIN DE VLVULAS DE ALTO RENDIMIENTO Seconocecomovlvulasdealtorendimientoalasdediseoavanzado,fabricadas con componentes seleccionados con sumo cuidado. Por supuesto, todava hay demanda en laindustriadeprocesosqumicos(IPQ)devlvulasnormalesparaservicionormal. Empero,lascrecientescomplejidadytamaodelasnuevasplantasexigenvlvulasque sean, hasta el mximo posible, a prueba de fallas en condiciones extremas de operacin. La necesidadprimariadelosusuariosylametadelosfabricantesesladurabilidaddurante largos periodos con poco o ningn mantenimiento.Avecesexistelatentacindedecirquelosfabricantesdevlvulasprevieronla necesidaddecomponentesnuevosymejoradosenlaIPQ,conformehaidocreciendoen tamaoycomplejidad.Enrealidad,ocurrilocontrario.Losfabricantessevieron obligados a aprender a comunicarse con los usuarios para mejorar sus diseos y adaptarse a las necesidades de los mismos.SELECCIN DE VLVULAS La seleccin de vlvulas implica muchas decisiones que van ms all de una simple eleccin de cierto tipo o estilo. El tcnico a cargo de operacin o mantenimiento debe saber queelcriteriomsimportanteeselrendimientodelsistema.Buscanproductividad, rendimiento, calidad y seguridad optimas de la planta y la seguridad de un mnimo absoluto de tiempo perdido. Tambin deben teneren cuenta las limitaciones impuestas por algunos reglamentos para proteccin del ambiente.Hastanohacemuchotiempo,laseleccindevlvulaseraunprocesodetanteo efectuado de acuerdo con algunos aspectos bsicos: las vlvulas de compuerta y de macho sonadecuadasparaserviciodepasoydecorte,lasdeglobosonlasmejorespara estrangulaciny las de mariposa son tiles para graduar el flujo si las presiones son bajas. Enlaactualidad,cualquieradeestasvlvulaspuedeserlaadecuadaparauntrabajo particular gracias principalmente a los adelantos en materiales de construccin.Se pueden tomar algunas decisiones para la seleccin con la consulta de las hojas de datosdelosfabricantes.Silaaplicacintienelimitacionesencuantoapeso,espacio disponible, torsin para operacin, cada de presin u otros factores mecnicos, estos datos aparecenenlashojasdeespecificaciones.Sinembargo,ladecisinmsimportanteser elegir los materiales para el cuerpo, las guarniciones y los asientos. Por supuesto, el tamao de las vlvulas y de los operadores son tambin parte del proceso de la seleccin.Elfluidoquepasaporunavlvulapuededaarelcuerpoylasguarnicionespor erosinoporcorrosin.Lacorrosinqumicaporhalgenospuedesermuysevera;los cloruros, por ejemplo,atacanypenetranen la pelcula protectora del acero inoxidable.La mayora de los fabricantes publican guas para la corrosin como ayuda en la seleccin de materiales. Tambin pueden ocurrir tres clases menos comunes de corrosin. Laprimeraeslacorrosingalvnicaquepuedeserseriacuandodosmateriales desiguales estn muy separados en la serie galvnica y est presente un electrolito fuerte. Lacorrosinntergranularocurreenloslmitesdelosgranosdelosaceros inoxidablesaustenticos(todoslosacerosinoxidablesdelaSerie300sonaustenticos), I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 21cuando se calientan en la gama de 850 F a 1650 F. En esta gama de temperatura, a la cual se llega con frecuencia durante el proceso de recocido, se precipita carburo de cromo en los lmitesentrelosgranosyhacequeestaszonasseansusceptiblesalataquecorrosivo.Los aceros inoxidables se pueden desensibilizar por calentamiento a 1800 F o ms seguido por enfriamiento rpido por inmersin para evitar que se precipiten los carburos. La reduccin delcontenidodecarbonodelosacerosinoxidablespermitesoldarlossinriesgode precipitacin de carburos. Otra clase de corrosin, las grietas por corrosin con esfuerzo ocurre, a veces, como resultadodeesfuerzosresidualesinternosodeesfuerzosexternosenelsistemadees tubera.Elrecocidoeliminarlosesfuerzosproducidosporlaformacinenfrioel enfriamiento por inmersin. Un buen diseo y una buena tubera son los nicos antdotos paratuberasquenoestnbienalineadasosoportadasoparasistemassujetosaflexin, vibracionesydilatacinycontraccinexcesivas.Estosesfuerzosaplicarlos,igualquelos esfuerzos residuales producen zonas muy susceptibles a las sales de halgenos. Elmaterialdelasientodebeserelsticoyconsuficienteresistenciaparacerrar repetidas veces en contra de presin y temperatura especficas para el cierre y se debe tener encuentalanaturalezaqumicaylaabrasividaddelmediocirculante.Unanotatpica podradecir:LosasientosespecialesdeNylonnosepuedenutilizarenserviciode oxgeno. SELECCIN DE VLVULAS Lasvlvulassirvenparaoponerunarestriccinalflujodefluidosy,portanto, siempre hay una cada de presin relacionada con el flujo en una vlvula. La reduccin en la presin ocurre por las perdidas de energa por friccin en el fluido de proceso. Dado que la vlvula acta como absorbedor de energa en relacin con el proceso, debe ser adecuada nosolodesdeelpuntodevistadeconteneralfluidoencondicionesestticasdepresin, temperatura,corrosividad,etc.,sinotambinenlascondicionesdinmicasdevelocidad, cada de presin, erosin, etc.El tipo de servicio junto con las condiciones de funcionamiento determinar el tipo requerido de vlvula. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 22 GUA DE SELECCIN DE VLVULAS I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 23INSTALACIN, OPERACIN Y MANTENIMIENTO DE VLVULAS INSTALACINLas vlvulas con extremos de brida son las que ms se utilizan en la mayor parte de las tuberas de proceso. En los sistemas en que se requieren instalacin firmey proteccin contraescurrimientosseempleanvlvulasdeextremossoldados.Lostamaosparatubos pequeossuelentenerextremosroscados,segnseaelmaterialdeltuboylavlvulayel fluido que se va a manejar Los extremos con brida tienen dimensionesy capacidades de presin estndar para diversos materiales de construccin. Los dimetros de la brida, los crculos y agujeros para tornillosylosdimetrosdelascarasrealzadasestnincluidasendiversasnormasdel AmericanNationalStandardsInstitute(ANSI)ydeManufacturer'sStandarizationSociety of the Valve and Fitting Industry (MSS).Precauciones durante la instalacinEl manejo es de suma importancia, en especial para vlvulas grandes que requieren el uso de un polipasto. Las vlvulas no se deben levantar por el volante, brazos del yugo o mecanismodeoperacin.Sedebencolocareslingasdebajodelcuerpoenformaque impidanqueseinvierta.Lasvlvulaspequeasquesepuedenlevantarconlamanono tienen problemas para el manejo.Cuando se reciben las vlvulas es preferible dejarlas en su empaque original, salvo quesevayanaguardarbajotecho.Losprotectoresdelasbridasnosedebenquitarsino hastaelmomentodeinstalarlasy,despusdequitarlos,sedebeinspeccionarsielinterior de la vlvula esta limpio y hay que quitar los cuerpos extraos. Por lo general, las vlvulas se deben almacenar con los discos cerrados.Hayqueaccionarlasvlvulasunciclocompletodecierre,aperturaycierrepara probarsufuncionamiento.Lasvlvulasderetencinsesuelenembarcarconalgntope interno para proteger aldiscoy al asientocontra daos mecnicos. Hayque quitar el tope antes de instalar la vlvula en la tubera.Elespacioentrelasbridasdelatuberasedebeestablecerdemodoquesepuedan instalarlasvlvulassincombarlostubos.Lasvlvulasnosedestinanausocomo elementos de tensin o compresin para aproximar o separar tuberas mal instaladas.Unavezquelavlvulaesteconectada,hayquecomprobarquelostornillosdel boneteestnapretados.Lastuercassepuedenaflojarduranteelembarqueylasjuntas pueden estar poco comprimidas o escurrirse y permitir fugas entre el cuerpo y el bonete. Se debecomprobarelapretamientodelostornillosdelprensaestopas.Sielvstagoyelbuje son del tipo lubricado, hay que lubricar las roscas del vstago y el buje del yugo (tuerca del vstago)quequedenvisibles.Hayqueprobarotravezlavlvuladespusdeacabarde instalarla con un ciclo de cierre apertura y cierre totales. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 24OPERACINEsteanlisissedeberrealizardeacuerdoaltipodevlvulaausar,sernecesario definirlostiposdecuerposaligualquesuspartesinternas,estofacilitarlacompresin adecuada de todos sus parmetros. MANTENIMIENTOElmantenimientodelasvlvulasenserviciosueleestarlimitadoaapretarlos tornillosdelauninentreelboneteyelcuerpoylosdelestopero,aunqueencasode emergenciasepuedeninstalarnuevosanillosdeempaquetadura.Elreemplazodeestaen una vlvula que esta en servicio siempre es peligroso y slo se debe intentar despus de que el asiento posterior esta asentado en forma hermtica contra el bonete; estos asientos slo se utilizan en las vlvulas de compuerta y de globo.Elmantenimientoextensodelasvlvulasdeunatubera,aunqueestefuerade servicio,slosehaceencircunstanciasinusitadas.Elgradodereparacionesconlas vlvulas instaladas esta limitado por su diseo. Es mucho ms conveniente desmontar una vlvulaconbridaseinstalarunaderepuesto,queintentarrepararlainstalada,aunqueel diseodelavlvulapermitahacerciertasreparacionessindesmontarla.Aveces,alas vlvulasgrandesselespuededarserviciocuandoestninstaladas,puespuedeserdifcil desmontarlas para llevarlas al taller.Las vlvulas que se pueden reparar sin desmontarlas, para corregir problemas con el asentamientoeinstalarnuevasdiscososellosdeasiento,sonlasdecompuerta,globo, retencin, macho, bola de entrada superior y diafragma. Hay que desmontar la mayor parte delasvlvulasdebolaydemariposaparateneraccesoalossellosdelabolaydelos asientos. Larectificacindelosasientosdelasvlvulasdecompuertayderetencinde bisagra requiere el uso de una mquina especial que se monta en la brida del cuerpo y corta unanuevasuperficiedeasiento.Debidoalanecesidaddequeelasientoesteplanoysu ngulocoincidaenformaprecisaconeldeldisco,esteprocedimientoesderesultados dudososenlasvlvulasdecompuertadecuamaciza.Sisecortamsdeunacantidad mnima en los asientos, se necesita un disco nuevo para tener cierre correcto. Los asientos enlasvlvulasdegloboyderetencinporelevacinsepuedenrectificarporelladodel bonete con buenos resultados.ParareacondicionarlasvlvulasconsellosdePTFE,seinstalansellosnuevasy tambin bola o macho nuevas si estn gastados o corrodos. Pero esto no dar resultado si el cuerpotambinestacorrodoenlazonadelasientoolacamisa.Eldiafragmadelas vlvulas de diafragma, por lo general, se puede reemplazar sin desmontarlas de la tubera. : I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 25REACONDICIONAMIENTO DE LAS VLVULAS VIEJAS El procedimiento tpico para reacondicionamiento es: 1.Desarmarlavlvulaylimpiarloscomponentesconproductosqumicosocon chorro de arena. 2.Inspeccionarconcuidadoloscomponentes.Setomaladecisinderepararo reemplazar las piezas gastadas. 3.Soldarpararellenarsuperficiesgastadasomaquinariaparaproducirsuperficies nuevas. Se tiene en almacn piezas semiacabadas y refacciones (piezas de repuesto) para producir piezas nuevas terminadas. 4.Armar la vlvula con empaquetaduras nuevas y, si se requiere, con tornillos nuevos. 5.Probar la vlvula reacondicionada de acuerdo con las especificaciones para vlvulas nuevas. Muchos reacondicionadores de vlvulas otorgan una garanta sobre su trabajo por el mismo tiempo que para una vlvula nueva. VLVULAS DE MARIPOSA PARA FLUIDOS DE PROCESO Las vlvulas de mariposa se utilizan en las industrias de procesos qumicos para el manejo de lquidos, gases y slidos.Aunquelasvlvulasdemariposasonexcelentesvlvulasdecontrol,suusoms comnesparacierre.Producencierrehermticoapruebadegoteoencasicualquier aplicacin en un proceso, incluso vapor, aire, gases, lquidos, pastas aguadas y slidos.El funcionamiento bsico de una vlvula de mariposa es sencillo pues solo requiere una rotacin de 90 del disco para abrirla por completo. La sencillez del funcionamiento ha aumentado mucho el empleo de estas vlvulas con control automatizado remota o local.Debidoasuscaractersticasdeflujorectilneoconaperturasentre20y70,son adaptables en particular para aplicaciones de control, Adems, son vlvulas de control muy eficientes por comparacin con las vlvulas, de control del tipo de globo. La velocidad de la corriente en f1ujo no se pierde, porque el fluido circula en forma aerodinmica alrededor deldisco.Elflujoenlosasientosrestringidosdelasvlvulasdegloboyalrededordel macho ocasiona grandes cadas de presin.La calidad del control que obtengacon una vlvula depende de larelacin entre la cada de presin enellayla del sistema total. En consecuencia, la vlvula de mariposa es ideal para aplicaciones de control en donde se necesita mnima perdida de presin.Lasvlvulasdecontroldemariposapuedenestarequipadasconsistemasdefalla sin peligro para que, en caso de falla, el disco abra o cierre en forma automtica. Pueden ser resortes, tanques de aire o sistemas mecnicos que funcionan despus de que ocurre la prdida de potencia en el operador motorizado de la vlvula. Se pueden instalar dispositivos de alarma para indicar la falla o para detener las bombas para mayor seguridad. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 26Lmites de presin y temperatura Lafuncinprimariadelamayorpartedelasvlvulasdemariposaesproducirun cierre positivo. Los elastmeros permiten al diseador de vlvulas lograr mayor resistencia a los fluidos del proceso. Se han logrado muchos adelantos en la composicin y moldeo de elastmeros y ya hay vlvulas de mariposa con funcionamiento confiable que cierran a 720 psi.Lasvlvulasdemariposasonmsligerasdepesoquelasdecompuerta,machoo bola,locualesunaventajaparalainstalacin,puessepuedenmanejarsingrasen tamaoshastade10in.Paralossistemasdetuberaenqueseutilizansepuedenemplear perchas (suspensores) y soportes de tubos ms ligeros.En la actualidad este tipo de vlvula esta siendo reemplazada en sus funciones por la tipo bola, de ellas hablaremos mas adelante. FORMADEEVITARMEZCLASDEFLUIDOSCONUNAVLVULADE RETENCIN MODIFICADAUnavlvuladeretencinconcomponentedesacrificio(VRCS0SCCVporsus siglaseningles)dejapasarunoomslquidos,perocortaelpasoaunoindeseado.El conceptoesmuysencillo.Unavlvuladeretencin,instaladaalrevsenuntubose mantiene abierta con un alambre o una placa de sacrificio que se disuelve con rapidez en el lquidoindeseado.Cuandoocurreunamezcladelquidos,sedisuelveelcomponentede sacrificio,permitequesecierrelavlvuladeretencinyseimpidalacontaminacin corriente abajo. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 27 Hay otros mtodos para evitar mezclas de lquidos: sondas de conductividad, sondas deionesespecficos,sensores(detectores)pticosyotrostransductoresquepuedencerrar unavlvuladesolenoideenunafraccindesegundo.Adems,losbiencomprobados mtodos de buena administracin y adiestramiento se pueden usar con xito muchas veces.En cualquier planta, un estudio de las tuberas para carga y transferencia de lquidos podra descubrir problemas potenciales debidos a las mezclas, por lo que no se puede dejar de lado este parmetro. SELECCINYAPLICACINDEVLVULASPARACIERREDE TUBERAS Considreselosiguiente:setieneunatuberaquetransportaunmaterialcon potencialdestructor(gas,slidooliquido)quesedebecerrarocortarydejarla completamentelibredeescurrimiento.Elcierrefsicorealdelatuberanoesdifcil.La dificultadradicaentenerlaseguridaddequehaycierrepositivodelatubera.Enuna situacinenqueseriaposibleundaomuygrave,lavlvulaparacierredetuberas (oleoductos o gasoductos) es la solucin lgica.Lavlvulanormal,porsupropianaturaleza,nopuedeaseguraruncierrepositivo. Desdeelpuntodevistaestructuralnohayningunapruebavisualconcluyentedequela vlvulahacerradoporcompletoporquepuedenhaberocurridorotura,fatigayotros factores que ocasionan una falla y, a su vez, permitiran fugas.En las vlvulas para cierre de tuberas hay tres diseos bsicos:Uno tiene bridas individuales en el cuerpo sujetas con tornillos grandes. El segundo tiene una cmara cerrada, ranurada para la placa de espejo. El tercero es con el sistema de compuerta. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 28 MTODOS DE CIERRE DE TUBERAS I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 29 Estn disponibles en muy diversos tipos, tamaos y metales especiales.Cuandosepuedepermitirunescurrimientomnimoynohaycondiciones peligrosas, se pueden utilizar vlvulas sencillas para cierre de tubera. El escurrimiento, en estecaso,significalasalidadelosresiduosdelatubera.Cuandonosepuedenpermitir movimiento ni dilatacin de la tubera durante el cierre y en lugares en donde no debe haber escurrimiento,senecesitaundiseomscomplejo.Elescurrimientoesconsecuencia normal del funcionamiento de la mayor parte de los cierres de tuberas. AUTO EVALUACIN 1 Estautoevaluacinlepermitirobtenerunparmetrorealdelosconocimientos hasta este punto adquiridos, luego podr continuar con el estudio del siguiente capitulo. Seale con un crculo la o las letras correspondientes a la respuesta correcta a la pregunta. 1.Las vlvulas se emplean , por lo general, para dos funciones bsicas: a.Cierre y bloqueo. b.Estrangulacin y bloqueo. c.Cierre y regulacin de flujo d.Cierre y estrangulacin. 2.Sedebetenerencuenta,comomnimo,lassiguientescaractersticasbsicasenla seleccin de una vlvula: I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 30a.Tipo de vlvula. b.Materiales de construccin. c.Precio de vlvula. d.Capacidades de presin y temperatura. e.Datos del fabricante. 3.Segn el tipo de servicio de las vlvulas estas pueden ser: a.Estrangulacin. b.De cierre. c.De retencin. d.Con corrosin. e.Sin Corrosin. 4.La vlvula de retencin tiene las siguientes caractersticas: a.Actan en forma manual. b.Tienen una apertura de su disco de 180 grados. c.Evitan retorno de flujo inverso. 5.Se define como vlvula macho a: a.Resistenciamnimaalflujodetubera.Seutilizatotalmenteabiertao cerrada. Accionamiento poco frecuente. b.Cierre hermtico. Deben estar abiertas o cerradas del todo c.Son para uso poco frecuente. Cierre positivo. El asiento suele estar paralelo con el sentido del flujo; produce resistencia y cada de presin considerable. 6.Son normas estndares en la fabricacin de vlvulas las siguientes: a.Norma ANSI B31.3. b.Norma API 604. c.Norma ASTM E165. 7.las vlvulas agujas son bsicamente: a.vlvulas macho. b.Vlvulas globo. c.Vlvulas mariposa. 8.Enlossistemasdondeserequiereninstalacinfirmeyproteccincontra escurrimientos se emplean vlvulas de: a.Extremos de brida. b.Extremos roscados. c.Extremos soldados. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 31 Conteste concretamente las siguientes preguntas 9.Las vlvulas de compuerta tienen vstagos y bonetes de los siguientes tipos: 10. Qu es una vlvula de corredera? 11. Indique los tipos de cuas de la vlvula de compuerta. 12. Definasegnlaguadeseleccindevlvulaslascaractersticasnecesariasporlas qu escogera una vlvula tipo bola. 13. Las vlvulas que se conocen poseen varios tipos de 14. Las vlvulas que se pueden reparar sin desmontarlas, para corregir problemas con el asentamiento e instalar nuevos discos o sellos de asiento son: 15. Los pasos para el reacondicionamiento de vlvulas son: 16. Las diversas temperaturas y presiones de !os materiales requieren la configuracin y guarnicionesparaeseservicio.Sedebetenerencuentalosiguientealseleccionar vlvulas de mariposa:17. Como se evita mezclas de fluidos con una vlvula de retencin modificada. 18. Establezca los datos bsicos de vlvulas de cierre de tuberas. 19. Grafique y defina las partes de una vlvula check de flujo inverso. 20. Defina que es una vlvula. RESPUESTAS 1. d2. a,b,c,d3. d,e4. c5. b 6. b7. b8. c I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 32PRIMERA EVALUACIN A DISTANCIA La presente evaluacin incluye los contenidos del captulos I, del texto bsico y de laguadeestudio.Serecomiendarealizarunestudiocompletodecadaunodelostemas para resolver esta evaluacin.La primera parte es de carcter objetivo y la segunda parte es de ensayo. La nota parcial de estas evaluaciones equivale al 20% de la nota global. La nota de la evaluacin presencial de estos trabajos equivale al 30 % de la nota global ESTASEVALUACIONESYELTRABAJOPRACTICODEBENSER ENTREGADAS ALFINALDELESTUDIODECADACAPTULOESDECIRCADA SEMANA. EVALUACIN CORRESPONDIENTE A LA PRIMERA SEMANA. PRIMERA PARTE PRUEBA OBJETIVA Enlalneadepuntos,escribaunaVounF,segnseaverdaderoofalso,el enunciado de las siguientes proposiciones: 1. 2. 3. 4........ 5.... Laseleccindevlvulasincluyefactorescomo:tiposdevlvulas, materialdeconstruccin,capacidaddepresinytemperatura,material de empaquetadores y juntos, costo y disponibilidad. Paraelegireltipodevlvulaesimportanteconocerlascaractersticas qumicas y fsicas de los fluidos que se manejan. Lascaractersticasprincipalesylosusosmascomunesdetiposde vlvulasparaserviciodebloqueocierreson:vlvuladeglobo,vlvula de aguja, vlvula en Y, vlvula de bola, entre otras. Lasvlvulasquepermitenelflujoinversoactanenformaautomtica ante los cambios de presin para evitar que se invierta el flujo. Ciertasempaquetadoresincompatiblespuedenproducirdesgastedel vstago. En la lnea de puntos complete lo siguiente: 1.Paraespecificarvlvulas,seacostumbramencionarquedebecumplirconlos requisitos de.................. ... 2.La vlvula de.se utiliza para instrumentos o en sistemas hidrulicos, aunque no para altas temperaturas. 3.Las vlvulas dese utilizan para lquidos viscosos y pastas aguadas. 4.Las vlvulas de retencin de pistn son muy similares a. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 335.Enlasvlvulasdeglobodeoperacinmanualelsellamientoelsticosehaceal Marqueconunax,sobreelliteralquecorrespondaalaalternativadela respuesta correcta. 1.Eltipodevlvulaglobotieneunacapacidaddepresinytemperatura respectivamente de: a.2500 psi;hasta 1000F b.2500 psi;hasta 1800F c.2000 psi;hasta 2000F 2.Tieneunserviciodeestrangulacindecierresoloconasientosotiposespeciales, lquidos limpios y pastas aguadas la vlvula de: d.compuerta e.mariposaf.aguja 3.Sonvlvulassoloparainstalacinenposicinhorizontaloentuberasverticales con flujo ascendente: g.retencin de bisagra h.vlvulas tipo horizontal i.vlvula de bola 4.La reparacin de una vlvula se considera econmica si se puede reacondicionara un costo no mayor a: j.45% k.65% l.80% 5.Lavlvuladecierreconcompuertadeslizantesepuedeoperaraunapresinenla tubera de: m.100 psi n.50 psi o.75 psi. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 34SEGUNDA PARTE PRUEBA DE ENSAYO 1.Elabore un resumen de por lo menos 5 tipos de vlvulas de las cuales no se hable en ellibrogua,lasmismasdepreferenciadebenserdelreadesutrabajo,eden especificarse por marca o tipo 2.Redacte un glosario de la terminologa de vlvulas y su significado, se puede tomar dereferenciaeldeGroveValveandRegulatorCompany,debecontenerporlo menos50trminosdelosmsusadosaltrabajarconvlvulasolosqueusted considere importantes, ejemplo: cavitacin, body, etc.3.Enuncie y defina todos las normas de fabricacin y construccion de vlvulas de las entidadesespecificadasenlaguia,(ANSI,API,etc.)odelasqueustedmanejeo conozcadesuempresa,puedeanexarsedetuberasoaccesoriosafinesalas vlvulas. 4.Al hablar de vlvulas suele confundirse el tipo con el nombre del fabricante, elabore uncuadrocomparativodeporlomenos10fabricantesdevlvulasylostiposde vlvulasqueproducenindicandolascaractersticassegncuadrodeseleccindel libro gua, de las mismas. 5.Alseleccionarunaguarnicinparavlvulamariposa,qusedebetenerencuenta, indiqueporqueselosconocecomoguarnicinydefinacadaelementoqueusted coloque dentrode esta definicin. 6.Realice un cuadro comparativo de las tcnicas ms comunes para cierre de tuberas. Tomando como base el de la gua, en el debe usted definir como acta el mismo y su proceso de funcionamiento.7.Consulte una clasificacin de vlvulas de acuerdo al nmero de vas de las mismas y defina el funcionamiento de cada una, al igual que su aplicacin industrial. 8.Grafique e indique el funcionamiento paso a paso de una vlvula tipo bola al cierre y paso de fluido,debe constar de por lo menos 4 posiciones fijas para cada proceso (apertura y cierre). TRABAJO PRCTICO 1.Realiceuncuadrocomparativo,parapresentacin,delosdiferentestiposde especificacionesusadasenlaseleccindevlvulas.Tomadasdeunfabricante determinado no de la gua. 2.Prepareunapresentacinoexposicindeporlomenostresdiferentesformasde clasificacindevlvulas,enpowerpoint,deberincluirdiagramasexplicativosy grficos de cada una de sus partes, sus ventajas y desventajas. 3.Escoja una vlvula de las mencionadas o que usted conozca, presente sus vistas en uncortetransversalsobreunasuperficiede1mtrx1mtrcontodassuspartes sealadas,unanexoexplicativodelasprincipalesventajasydesventajasdela misma y sus diferentes usos, puede ser practico o terico. La prueba de ensayo y el trabajo prctico puede ser entregada en formato CD o A4, los trabajos tienen que ceirse a lo solicitado y su forma de entrega.I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 35PRIMER PERIODO SEGUNDA SEMANA CAPTULO 2: DISPOSITIVOS PARA DESAHOGO (ALIVIO) DE PRESIN GENERALIDADES Lasplantasdeprocesotienenmuchoequipoquesepuededaarconloscambios bruscos en la presin.Por fortuna, en muchos cdigos se han incluido los procedimientos para enfrentarse aloscambiosbruscosenlapresin.EldelAmericanPetroleumInstituteAPIRP520, prctica recomendada, para el diseo e instalacin de sistemas de desahogo de presin en refineras: El diseo, es adecuado para determinar las cargas que se deben desahogar y aunque se aplica en particular a las refineras de petrleo, tambin es pertinente para todos los tipos de plantas de proceso. Sinembargo,eltcnicoseencuentraaunconelproblemadeseleccionarun dispositivodedesahogoparaunasituacinespecfica;haydisponiblesdiversostiposde ellos.Aunqueningunoesadecuadoparatodoslosservicios,cadaunoesidneoparauna aplicaci6n particular. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 36 Vlvulas de desahogo (alivio) de presin Serequiereeldesahogoodescargadelapresinsiemprequelapresindediseo de un sistema excede la que puede controlar. La vlvula de desahogo de presin, debido a su sencillez y funcionamiento automtico, es quizs la ms confiable para producir el cierre cuando ocurre una sobrepresin. La presin de diseo del sistema que se va a proteger con lavlvuladedesahogodeterminaralapresindegraduacindeesta.Paradeta1les adicionalesparaladeterminacindelapresindeajuste,sedebeconsultarelcdigo ASME correspondiente.A fin de evitar ambigedades se necesitan varias definiciones: Vlvuladedesahogo:Esunavlvulaautomticaparadesahogoque funciona con la presin esttica en el lado de corriente arriba. La vlvula se abre en proporciona1 aumento en relacin con la presin de aperturay su empleo principal es en servicio con lquidos. Vlvula de seguridad: Es para desahogo automtico de la presin y la accionalapresinestticaenelladodecorrientearriba.Lavlvulaseabreo dispara con gran rapidez y se utiliza principalmente en servicios de vapor de agua y gases o vapores. Vlvula de desahogo de seguridad: Es automtica y se puede utilizar como vlvula de desahogo o de seguridad. Vlvuladedesahogo(alivio)depresin:Unnombregenricopara vlvulas de seguridad o de desahogo de presin. Vlvula de seguridad convencional: Una vlvula de seguridad en que el bonete tiene descarga a la atmsfera o al lado de corriente abajo. La contrapresin influye en la presin de graduacin, presin de cierre y capacidad de la vlvula. Vlvuladedesahogoequilibrada:Estavlvulatieneelbonetecon descargaalaatmsfera.Losefectosdelacontrapresinensufuncionamientoson mnimos. Purga: La diferencia entre la presin de graduacin y la de cierre de una vlvula de seguridad, expresada como porcentaje de la presin de graduacin o en psi.Adems,lasvlvulassesubdividenena)vlvulasdeseguridadyb)vlvulasde desahogo.Unavlvuladeseguridades:Undispositivoautomticoparadesahogode presin accionado por la presin esttica corriente arriba de la vlvula y que se caracteriza porsuaccindedisparoparaplenaapertura.Seutilizaenservicioscongasovapores. Unavlvuladedesahogoes.Undispositivoautomticoparadesahogodelapresin accionadoporlapresinestticacorrientearribadelavlvulayquetieneapertura adicionalconelaumentoenlapresinenrelacinconladefuncionamiento.Suservicio principal es con lquidos. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 37 I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 38Vlvulas de seguridad En la industria, el trmino vlvula de seguridad se aplica en general a las utilizadas en servicio para vapor de calderas y suele tener las siguientes caractersticas: conexiones de entradaconbridaoextremossoldados,boquillacompletaosemiboquilla,resorte descubierto y palanca de elevacin.SISTEMA DE DESAHOGO DE PRESIN Lossistemasdedesahogodepresinprotegenalpersonalyalequipocontraun funcionamientoanormaldeunproceso.Algunascondicionesquepuedenocasionar presiones excesivas son: Exposicin al fuego u otras fuentes externas de calor. Calentamientooenfriamientodellquidoretenidoentrelasvlvulasoalgunaotra seccin cerrada del sistema que produce una dilatacin hidrulica. Fallamecnicadelosdispositivosnormalesdeseguridad,malfuncionamientodel equipo de control u operacin manual incorrecta que produce llenado en exceso del equipo. Generacininesperadadevaporescomoresultadodedesequilibriodelcalorenel proceso. Reaccininesperadadevaporescomoresultadodedesequilibriodelcalorenel proceso. Reaccin qumica con generacin de calor y produccin de gas (vapores) en exceso de la capacidad del sistema. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 39DISPOSITIVOS PARA DETECCIN Y DESAHOGO DE PRESIN Los sistemas para desahogo de presin abarcan desde una sola vlvula de desahogo o un disco de ruptura y la tubera en un solo recipiente hasta los ms complejos sistemas de tuberasqueincluyenmuchasvlvulasdedesahogoconectadasenmltipleenuncabezal comn. DISEO DEL SISTEMA DE DESAHOGO Entrelosfactoresmsimportantesparaeldiseodeunsistemadedesahogose cuentan: Cdigosaplicables:locales,estatalesyfederalesyCdigoASMEparacalderasy recipientes de presin. Capacidaddedescargadecadavlvulacuandoocurrenpresionesanormalmente altas. Caractersticas de funcionamiento de las vlvulas de desahogo. Sobrepresionesdediseodelequipodeprocesoquerequiereproteccincontra ellas. Propiedadesqumicasyfsicasdelosvaporesygasesquesedescargarndel sistema. ElCdigoASMEespecificalasprcticassegurasparadiseo,construccin, inspeccin y reparacin de recipientes de presin sin fuego y sus requisitos son: I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 40Todoslosrecipientesdepresinsinfuegoquenoseangeneradoresdevaporse debenprotegermediantedispositivosdedesahogodepresincapacesdeevitar presionesenelrecipientesuperioresal10%delapresinpermisibledetrabajo, exceptocuandolapresinexcesivaeselresultadodeunfuegouotrafuente inesperadadecalor.Enestecaso,losdispositivosdedesahogodepresindeben evitarsobrepresionesmayoresaun20%delapresinmximapermisiblede trabajo, con todos los dispositivos de desahogo en funcionamiento. Eltamaodeltubodesalidadebesertalquecualquierpresinexistenteoquese estproduciendoenlatuberadedescarganoreduzcalacapacidaddelos dispositivos de desahogo a menos de los requisitos para la prevencin adecuada de la contrapresin. El incendio esel peligro latente msgrave en las refineras de petrleo. Cuando el equipocerradoquecontienelquidosestexpuestoaunincendio,puedeestarsometidoa presionessuperioresasupuntoderuptura,sinotieneundesahogoadecuado.Los intercambiadoresdecalor,columnasdefraccionamiento,recipientesparaalmacenamiento y recipientes para operacin pueden quedar expuestos a un incendio. VLVULASDEDESAHOGODEPRESINPARAPLANTASY PROCESOS Las vlvulas de desahogo de presin evitan la sobrepresin no deseada en el equipo ytuberasdeprocesos:Estasvlvulasfuncionanautomticamenteaunapresin predeterminada para descargar el fluido y reducir la sobrepresin. Aqusedescribirnlascaractersticasdefuncionamientoyladeterminacindel tamao de las vlvulas de desahogo y su interrelacin con el diseo del sistema y la tubera. Para definiciones detalladas del tipo de dispositivos para proteccin contra sobrepresiones, valores de presiones y capacidad requerida de desahogo, se pueden consultar las referencias ASME. Vlvulas de desahogo comerciales Lavlvuladedesahogodepresin,porlogeneral,constadeuncuerpoenngulo que tiene la brida de entrada en la parte inferiory una brida de salida en un lado. La brida deentradaestdiseadaparalapresinytemperaturadeentradanominales.Labridade salida,msgrande,porlogeneraltienemenorcapacidaddepresin.Enlasvlvulasde desahogo de procesos, hay una boquilla cnica alojada en la brida de entrada y el extremo de dimetro menor sirve como asiento de vlvulas para un disco bajo carga de resorte. Estas vlvulas se pueden utilizar para servicios con lquidos y vapores. Se utilizan las siguientes definiciones de las vlvulas de desahogo de presin: Vlvula de desahogo: para servicio con lquidos. Vlvula de seguridad: servicio con vapor de agua, gas y vapores. Vlvula de desahogo de seguridad: para lquidos o vapores. Lasvlvulasdedesahogoparalquidosempiezanaabrircuandolapresininterna llegaalvalordelapresingraduadaytendrunaumentogradualhastaqueseade10a 33%mayorquelagraduada,segneltipodeservicio.Lavlvulallegaasuplena I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 41capacidad con una sobrepresin de 25%. La presin de desahogo se define como la presin graduada ms la sobrepresin.Vlvulas y dispositivos especiales para desahogo Lavlvuladecentinelaespequeaydeltipodedisparoyavisaaloperadordeun aumentoexcesivoenlapresin.Lavlvuladedesahogocondiafragmaseutilizapara materialescorrosivos.Entamaosmenoresde1pulgada,lavlvuladedesahogosuele tenerconexionesderoscaylasdetamaopequeoprotegencontraelaumentodela presin por la dilatacin trmica del lquido. DIMENSIONAMIENTO DE VLVULAS DE DESAHOGO Las vlvulas de de desahogo se utilizan mucho en la industria de procesos qumicos (IPQ) para proteger a los recipientes de presin contra las sobrepresiones. La sobrepresin la puede ocasionar un incendio,el llenado excesivo del recipiente, aperturaaccidentaldevlvulas,demasiadaaplicacindecalor,reaccionesexotrmicas, enfriamiento inadecuado, falla mecnica de las vlvulas, etc. Cualquiera que fuere la razn esesencialquelavlvuladedesahogotengaeltamaoadecuadoparaevitaraccidentesy proteger el recipiente.Almismotiempo,silavlvuladedesahogoesdemasiadogrande,aumentaranlos costos porque se necesitan boquillas msgrandes para los recipientes as como vlvulasy tubosdemayortamao;porello,esnecesarioelanlisisindividualdecadaaplicacinde vlvulas de desahogo.Sedeberndescribirlossiguientesaspectosrelacionadosconlasvlvulasde desahogo para su dimensionamiento. 1.Procedimientosparadeterminarlosparmetros,paradeterminareltamaodela vlvula de desahogo que se utilizaran en la ecuacin para la descarga de vapores. 2.Un mtodo para determinar la superficie de desahogo para lquidos voltiles que se vaporizan en la vlvula de desahogo.3.Unanlisisdeladeterminacindeltamaodevlvulasdedesahogoparauna columnadedestilacinusualqueestabajocontroldelequilibrioo"balance"de materiales.Determinacin de PPeslapresingraduadadelavlvuladedesahogomslasobrepresin.Esta presin suele ser la presin mxima permisible de trabajo (PMPT) del recipiente protegido. Sin embargo, la presin graduada puede ser menor que PMPT.Lasobrepresinvarasegnlosrequisitosdeloscdigos,lascondicionesde operacinylaexperienciadeloperadoreninstalacionessimilares.Engeneral,las sobrepresiones acumuladas se expresan como porcentaje de la presin graduada. Determinacin de T T es la temperatura para desahogo que corresponde a la sobrepresin para desahogo. Un solo componenteI1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 42En este caso, T representa el punto de ebullicin del componente que corresponde a lasobrepresinparadesahogo.CuandoseconoceP,sepuedeobtenerTconla:curvade presin de vapor y temperatura de ese componente. Componentes mltiples1.Mezcla homognea ideal: Las mezclas ideales van de acuerdo con la leydeDaltonylaleydeRaoult.SeglinlaleydeDalton,lapresintotalesuna mezcla gaseosa (vapores) es la suma de las presiones parciales de los componentes de la mezcla:2.Mezclanoidealenfaselquida:Paramezclasdehidrocarburosque no son ideales en la fase lquida y son ideales en la fase de vapor, no se aplica la ley de Raoult. En estos casos slo se aplica la ley de Dalton con la siguiente relacin:3.Mezcla inmiscible de hidrocarburo de un solo componente y agua MALFUNCIONAMIENTODELASVLVULASDESEGURIDAD: SNTOMAS, CAUSAS Y CORRECCIONES La mayor parte de las instalaciones de vlvulas de desahogo de seguridad no tienen problemasy,siocurren,lascausassuelenserdiseoomtodosdemantenimiento deficientes. Pero en ocasiones, las causas no saltan a la vista.Conelpasodelosaos,losdiseadoresdevlvulashanacopiadomucha informacindelossntomas,causasycorreccionesdelasfallascomunes,Para conveniencia, las fallas estn divididas en tres categoras:Fugas o escurrimiento. Traqueteo. Disparo prematuro. Sntoma: Fugas o escurrimiento 1.Comprubese la presin de funcionamiento. Una causa de las fugas por las vlvulas dedesahogodeseguridadeselesfuerzopormaximizarlaeficienciadelproceso. Laspresionesdefuncionamientopuedenaumentarhastaquesoncasiigualesala graduacin de las vlvulas o a la presin mxima permisible de funcionamiento del recipiente.2.Verifquesesihaycorrosinoerosin.Enunaplanta,lasfugasocurrieronporun pequesimocambioenelproceso,enelcualseutilizabainicialmentecloruro;de hidrgeno seco para el cual eran satisfactorias las guarniciones de acero inoxidable. Mstarde,lahumedadagregadaloconvirtiencidoclorhdrico(HCI),muy corrosivo, que produjo la corrosin de lasguarniciones.La correccin fue emplear una vlvula con guarniciones de Monel.3.Comprubensetoleranciasparadisparo.Cuando1apresindefuncionamientoes bastante elevada; un borboteo de presin puede levantar el disco y permitir fugas.4.Vase si hay partculas de slidos entre el asiento y el disco, En una instalacin de bombeoconvlvulasdedesahogodeseguridadelfluidoarrastrabaclorurode polivinilo (PVC) en polvo. Estas partculas eran lo bastante duras cuando quedaban I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 43atrapadasentreelasientoyeldiscodeaceroinoxidablepararayarelasientoy permitir fugas. Un disco y asiento ms duros no corregiran la fuga, pues seguira el problema de las partculas de polvo.5.Vase si hay tubera de salida sin soportes. Una vlvula de desahogo de seguridad de6,8o10pulgadaspuedeparecermuyfuerte,perolatuberadesalidasin soportarpuedealterarlaalineacininternayocasionarfugas(comosemenciona antes). La correccin es obvia: soportar la tubera.6.Comprubesesihayesfuerzostrmicosenlatuberadesalida.Losesfuerzos trmicospuedenalterartambinlaalineacindeloscomponentesinternosdela vlvula de desahogo y permitir fugas.La correccin incluye el uso de soportes flexibles y de bucles o juntas de expansin.7.Vase si hay vibracin de la tubera del recipiente protegido. Cuando la presin de funcionamientodelsistemaescasiigualqueladegraduacindelavlvula,la vibracin puede ocasionar fugas y disparo prematuro de la vlvula. ' 8.Comprubese si la vlvula esta instalada en forma vertical. Otra causa de fugas es lainstalacindelavlvuladedesahogofueradelavertical,quizporlas limitaciones del espacio o la configuracin de la tubera.9.Comprubesesiestbienarmada.Puedeparecerqueunavlvulaestatrabadao pegadaabierta,cuandoenrealidadestamalajustada,parapermitirunapurgade largaduracin.Estoesloquepuedeocurrirsiselaarmaenformaincorrecta despus del mantenimiento o reparacin.10. Comprubeseelpulimentocorrectodelosasientos.Sisehanpulidoconpasta abrasivaelasientoyeldiscoduranteelreacondicionamientoylavlvulatiene fugas, la causa puede ser el asentamiento incorrecto.11. Determneselanaturalezadelosfluidosdelproceso.Cuandosetratadefluidos ligeros, difciles de retener, como el hidrgeno, pueden ocurrir fugas si los asientos son de metal con metal.12. Verifquesesihuboerroresuomisionesdurantelaspruebas.Aunquelavlvula haya sido probada en ]afabrica antes de embarcarla, se debe probar otravez antes de instalarla; nunca se deben instalar tal como se reciben. La vibracin o el manejo bruscoduranteeltransportepuedenproducirdesalineacin.Secalculaquede2a 3% de las vlvulas que se embarcan se desalinean.SENSIBILIDADDELASVLVULASDEDESAHOGOSEGNLA LONGITUD DE LAS TUBERAS DE ENTRADA Y SALIDA Al disear nuevas instalaciones de vlvulas de desahogoy examinar lasexistentes, eltcnicodebetenerencuentalaperdidadepresinenlastuberasdeentradaysalida, porque una perdida excesiva puede dar por resultado falta de proteccin e incumplimiento deloscdigos.Aunque,porejemplo,elCdigoAPIRP520ParteII,delAmerican PetroleumInstituteylaspublicacionesdelosfabricantesespecificanlacadamximade presin permisible y las formulas para calcularla, no indican la sensibilidad de una vlvula de desahogo determinada por las variaciones en la longitud de la tubera de entrada o salida. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 44A continuacin se incluye dos grficas que se pueden utilizar para la determinacin rpida de si la instalacin de una vlvula de desahogo esta o no de acuerdo con los cdigos o si es un caso incierto que requiere clculos ms detallados.Lamayorpartedelasvlvulasdedesahogosoloestndisponiblesenciertas combinaciones de cuerpo y orificio. Los nmeros en el eje horizontal indican los dimetros de la entrada y salida en el cuerpo de vlvulas en donde se monta el orificio. Por ejemplo, 1 x 2 indica un cuerpo de vlvula con entrada de 1 pulgada y salida de 2 pulgadas. Las letras en el eje vertical indican los orificios estndar con las superficies indicadas en la tabla. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 45 Empleo de las grficas de correlacinEnlasfigurasseindicanlosequivalentesdelongituddetuberamximos permisibles (entrada y salida) para las vlvulas de desahogo disponibles en el comercio. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 46La figura 2, que se aplica a las tuberas de entrada, esta basada en una perdida mxima de presin en ellas de 3 % con respecto a la presin graduada, con mximo flujo por el orificio (segn se especifica en API RPO 520, Parte II). I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 47AUTO EVALUACIN 2 Estautoevaluacinlepermitirobtenerunparmetrorealdelosconocimientos hasta este punto adquiridos, luego podr continuar con el estudio del siguiente capitulo. Seale con un crculo la o las letras correspondientes a la respuesta correcta a la pregunta. 21. Se encuentra un dispositivo de desahogo para una situacin: a.General como alivio. b.General para presin y temperatura. c.Especifica. d.Otras. 22. Lavlvuladedesahogodepresin,debidoasusencilleztieneunfcil funcionamiento: a.Mecnico. b.Manual. c.Automtico. d.Ninguno de las anteriores. 23. Vlvuladeseguridad(alivio)depresin:Unnombregenricoparavlvulasde seguridad o de desahogo de presin: a.Verdadero. b.Falso. 24. Los sistemas para desahogo de presin abarcan desde: a.Una sola vlvula de desahogo. b.Un disco de ruptura. c.Muchas vlvulas de desahogo. 25. En la vlvula de desahogo bajo carga de resorte, la apertura aumenta: a.En forma gradual cuando la temperatura aumenta. b.En forma brusca cuando la presin aumenta. c.En forma gradual cuando la presin y la temperatura aumenta. d.En forma gradual cuando la presin aumenta. 26. Un gas seco y limpio es el fluido ms fcil de manejar. El problema del ruido a alta velocidad, que es la principal dificultad se puede controlar con: a.Revestimientos de amortiguacin de tubera. b.El empleo de vlvulas de control especiales y dispositivos auxiliares c.Un sistema de vlvulas de desahogo en cadena. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 4827. Las vlvulas de seguridad son de accionamiento: a.Semiautomtico. b.Automtico. c.O por control de operador. 28. Un respiradero de tanque tiene como ventaja principal: a.Que se puede graduar para cerrar a la presin de operacin. b.Sirve para servicios de baja presin. c.Sus materiales de construccin son especficos para cada aplicacin. Conteste concretamente las siguientes preguntas 29. Defina que entiende por purga de vlvula. 30. Qu entiende por vlvula de seguridad? 31. Indique las ventajas y desventajas de una vlvula de de desahogo tipo atmosfrica. 32. Enumere3condicionesqueocasionanpresinexcesivaparaelactivamientodela vlvula de desahogo. 33. Defina sobrepresin y acumulacin, para los dispositivos de desahogo de presin. 34. Indique los objetivos de los sistemas de desahogo de presin. 35. Definaeindiquelostiposdevlvulasdedesahogodepresinparaplantasy procesos. 36. Defina el mal funcionamiento de una vlvula de seguridad por traqueteo.37. Como se verifica las fugas por corrosin o erosin en vlvulas y cual es su solucin. 38. Que entiende por montaje de vlvula en forma horizontal y vertical, cual es la mas optima. 39. Grafique y defina las partes de una vlvula de desahogo de seguridad. 40.Indique todos los tipos de vlvulas de desahogo que conoce. RESPUESTAS 21. c22. c23. b24. a,b,c25. d 26. b27. b28. a I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 49SEGUNDA EVALUACIN A DISTANCIA La presenteevaluacin incluye los contenidos del captuloII, del texto bsicoy de laguadeestudio.Serecomiendarealizarunestudiocompletodecadaunodelostemas para resolver esta evaluacin.Laprimerapartedecadaunaesdecarcterobjetivoylasegundaparteesde ensayo. La nota parcial de estas evaluaciones equivale al 20% de la nota global. La nota de la evaluacin presencial de estos trabajos equivale al 30 % de la nota global ESTASEVALUACIONESYELTRABAJOPRACTICODEBENSER ENTREGADAS ALFINALDELESTUDIODECADACAPTULOESDECIRCADA SEMANA. EVALUACIN CORRESPONDIENTE A LA SEGUNDA SEMANA. PRIMERA PARTE PRUEBA OBJETIVA Enlalneadepuntos,escribaunaVounF,segnseaverdaderoofalso,el enunciado de las siguientes proposiciones: 1. 2. 3. 4........ 5.... Losdispositivosdedesahogosedividenendosgruposgenerales:1) vlvulas y 2) discos de ruptura. Las vlvulas estn bajo carga de resorte, salvoqueoperenconunpilotodeltipodefallasinpeligro,ysise utilizanparavaporoairetienenunapalancaparaabrirlavlvulasila presin del recipiente no es mayor del 25% de la presin de desahogo. Lasvlvulasdeseguridadutilizadasparavaporsupercalentadodems de 450 F deben tener cuerpos, bonetes y husillos de acero al carbono o de mejor calidad y los resortes deben estar totalmente al descubierto.Lostanquesdealmacenamientoapresinatmosfricasepueden protegerconvlvulasdestinadasadescargasconpresionespositivao negativamuybajas.Estasvlvulastpicassonlascombinadaspara desahogodepresinyvacoquesuelentenerpaletasconpesosde plomo. Lasbombasreciprocantesproducenimpulsosdepresinquetienden.a elevareldiscodeunavlvuladedesahogoyocasionanfugas.Porello, lasvlvulasenesteserviciosedebengraduar,cuandomenos,a50% ms que la presin de funcionamiento.La tubera de entrada a las vlvulas de desahogo, vlvulas de seguridad y vlvulasdedesahogodeseguridaddebentenerunasuperficiecuando menos el doble a la de la conexin de entrada de la vlvula. En la lnea de puntos complete lo siguiente: I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 501.Las vlvulas de desahogo de presin y se deben montar y en una forma en que no . en el lado de descarga de la vlvula. 2.La vlvula de.se utiliza para instrumentos o en sistemas hidrulicos, aunque no para altas temperaturas. 3.Lastoleranciasdefabricacindelazonaefectivadelfuellepuedenocasionar ; sin embargo, se puede tolerar un . en la contra-presin dehastadelapresingraduada,segnseaelfabricantedelavlvula, sin reducir la . 4.Las bridas para sujetar el disco e instalarlo en un sistema a presin de seguridad son demuchostipos.Lasmscomunesson: .. 5.Elequipointerconectadoconunsistemadetuberaquenoincluyevlvulaspara aislamiento de cada unidad se puede considerar como una sola unidad para instalar unaomsvlvulasdedesahogo,perolapresingraduadadebeserla ... 6.Las reacciones exotrmicas son especialmente peligrosas por: Marqueconunax,sobreelliteralquecorrespondaalaalternativadela respuesta correcta. 1.Las explosiones internas ocasionan aumento en la presin en los recipientes como consecuencia de: a.La presin y el contenido del recipiente inmediatamente antes de la explosin.b.Presin de reventamiento del disco de ruptura a la temperatura de operacin. c.Superficie del disco de ruptura en relacin con la presin del recipiente. d.Duracin y sentido de la onda de presin explosiva. 2.Las vlvulas de desahogo de presin evitan: a.La sobrepresin indeseada en el equipo y tuberas de procesos b.Su funcionamiento automticamente a una presin predeterminada. c.Para descargar el fluido y reducir la sobrepresin de compuerta. 3.Se utilizan las siguientes definiciones de las vlvulas de desahogo de presin: a.Vlvula de desahogo: para servicio con lquidos. b.Vlvula de seguridad: servicio con vapor de agua, gas y vapores. c.Vlvula de desahogo de seguridad: para lquidos o vapores. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 514.Lascaractersticasenunatuberadeentradasalidaparaunavlvuladedesahogo son: a.Eltamaomnimodeltubodeentradaalavlvuladebeserigualqueel doble del dimetro en la entrada de ella.b.La resistencia a la circulacin del tubo de entrada no debe ser mayor de 2 a 3% de la presin graduada (50% de purga).c.Laresistenciaexcesivaenesetubotambinpuedeocasionartraqueteo;las tuberas de entrada deben ser cortas, sencillas y no tener obstrucciones. SEGUNDA PARTE PRUEBA DE ENSAYO 1.Lossistemasdedesahogodepresinprotegenalpersonalyalequipocontraun funcionamiento anormal de un proceso. Algunas condiciones que pueden ocasionar presiones excesivas son. 2.Enuncieydefinatodoslostiposdevlvulasdedesahogo(alivio)depresinque estudioeindiquedentrodesureaoenelreapetrolerasuaplicacin,puede regirse de acuerdo al fabricante o el usuario. 3.Entrelosfactoresmsimportantesparaeldiseodeunsistemadedesahogose cuentanconlosindicadosenlaguaapartedelosmismossedebetomaren consideracin el reaenla que se va ha implementar, consulte o redefinalos de la gua de acuerdo al proceso de su empresa. 4.Paracualquiermaterialcombustiblehayunademoramensurabledemilisegundos antelaignicinyelaumentodelapresinhastavaloresexplosivos.Enlamayor partedeloscasos,esademorasepuedeaprovecharconventajaparareprimiruna explosinqueyahaempezado,conlaaplicacindecualestcnicasdesupresin, aada a las de la gua los propios de su empresa o compaa. 5.Enuncie y defina segn la informacin de los sntomas, causas y correcciones de las vlvulas de seguridad, sus categoras. De una breve descripcin de la comprobacin de cada una. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 52TRABAJO PRCTICO 1.Realiceunacomparacindelosdiferentestiposdevlvulasparadesahogode presin,paraexposicinenplenario.Debeconstartodaslascaractersticasy componentes de las mismas y sus formas de funcionamiento, en diapositivas. 2.Grafiqueloscomponentesypartesdeunavlvuladeseguridad,desahogode presin y sus mtodos de calibracin, practico o terico. 3.Presenteunavlvuladeseguridadencortetransversalcontodossuselementosy componentessegnsureadetrabajo.Incluyepresentacinenpowerpoint,o trabajo prctico. 4.Consultelostiposdedispositivosdedesahogooseguridadmscomunesdelrea petrolera, por qu son usados, en dnde son usados y su funcin especifica. La prueba de ensayo y el trabajo prctico puede ser entregada en formato CD o A4, los trabajos tienen que ceirse a lo solicitado y su forma de entrega. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 53SEGUNDO PERIODO CAPTULO III: VLVULAS DE CONTROL Generalidades 3.1. Vlvulas de control en plantas de proceso 3.2Vlvulas de control 3.3Seleccin de vlvulas de control de flujo de lquidos 3.4Instalacin, mantenimiento y deteccin de fallas en vlvulas de control3.5Vlvulas de control en sistemas optimizados 3.6Mejoramiento de funcionamiento de vlvulas de control en la tubera Control de ruido 3.10Ruido de las vlvulas de control: causas y correccin 3.11Vlvulas de control especiales que reducen el ruido y la vibracin CAPTULO IV: VLVULAS DE OPERACIN MANUAL Y AUTOMTICA 4.4Seleccin de vlvulas manuales para plantas de proceso 4.5Vlvulas de operacin manual 4.6Actuadores mecnicos para vlvulas I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 54 ORIENTACIONESPARA EL ESTUDIO Para que el estudio resulte significativo, el alumno debe aprender a estudiar por si mismo, es importante que se imponga un horario mnimo para su estudio. Las orientaciones dadas son referencias que conducen al logro de las metas propuestas, esnecesarioponerenjuegotodassuscapacidades,habilidades,destrezase iniciativaspersonales.Sucompromisoesemprenderunestudioserioyponderado de esta asignatura. A continuacin le sugerimos algunas estrategias de estudio trabajo. Lea comprensivamente todos los contenidos Subrayeenelprocesolasideasprincipalesyconotrocolorlasideas secundarias Observar y analizar detenidamentelos grficos Al terminar cada tema, elaborar fichas, las cuales resuman acertadamente el tema, para lo cual se sugiere utilizar, cuadros, mapas conceptuales, grficos estructurados, que ayuden a su estudio Correlacionar los fundamentos tericos con la prctica. Resolver las auto evaluaciones propuestas una vez que ha terminado el tema, hgalosinrevisareltexto,conelfindemedirsusconocimientos;sisus respuestas no son correctas, se sugiere revisar nuevamente el tema. RESUMEN DE CADA CAPTULO ACTIVIDADES RECOMENDADAS EN CADA TEM AUTO EVALUACIONES PARA CADA CAPITULO PRIMER TRABAJO Y EVALUACIN A DISTANCIASEGUNDO TRABAJO Y EVALUACIN A DISTANCIA I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 55DESARROLLO DE ACTIVIDADES TERCERA SEMANA CAPTULO III: VLVULAS DE CONTROL GENERALIDADES En el mantenimientoyoperacin de los procesos industrialesy mas aun en los del rea petrolera, la vlvula de control se impone al jugar un papel muy importante en el lazo deregulacindelosprocesos.Porello,hayqueconocerafondolosdiferentestiposde estasvlvulasysuscaractersticasdeflujo.Estopermitesatisfacerlascondicionesdel procesoytenerlainstalacincorrectaenelsistemaparafluidos.Recordemosqueella realiza la funcin de variar el caudal del fluido de control que modifica a su vez el valor de la variable medida. VISTA DE UNA VLVULA DE CONTROL CON ACTUADOR Vlvulas de control I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 56CARACTERSTICAS: Elemento final de lazo de control Interrumpe o deja pasar el fluido segn la seal correctora que le llegue desde el controlador Elementos: Cuerpo y partes internas: regulan el paso del fluido Actuadoroservomotor:actasobreelobturadordelavlvulamodificando su apertura, en funcin de la seal que le llega. VLVULAS DE CONTROL EN PLANTAS DE PROCESO Tipos principales de vlvulas de controlEnlassiguientesdescripcionessolosedanlascaractersticasgeneralesdecada vlvula de control para informacin completa de una vlvula especfica, hay; que consultar laspublicacionesdelosfabricantesoreferirseasusmanualesdeinstalaciny mantenimiento Ungrupoprincipaldevlvulasdecontrolessemejantealavlvuladeglobo.Se empleaunactuadorenlugardeunvolanteparamoverelvstagoyelmachoparaabriry cerrarlavlvula.Elactuadorusualesneumticoconunacubiertaquetieneundiafragma que la divide, en dos compartimientos. El diafragma y el vstago conectado con el estn en posicin equilibrada por un resorte en un ladoy el aire a presin en el otro. En control de flujo, la presin del aire cambia como respuesta a una seal proveniente de la medicin de la presin diferencial en un orificio u otro aparato detector de flujo.Lavlvuladecontroldeunsoloorificioseutilizacuandosenecesitacierre hermticoademsdelcontroldeflujo.Lavlvuladecontroldeorificiodobletienedos anillos de asiento y dos machos en un vstago comn. Es de mayor capacidad que una con asientosencillodelmismotamao.Conanillosdeasientodurosyaltastemperaturasla vlvuladeasientodoblenoproducecierrehermtico.Losaccesoriospermitendiversas funcionesycondicionesdefuncionamiento.Enlosltimosaos,unsegundogrupode vlvulasdecontrolhalogradogranaceptacin.Enellos,elactuadorhacegiraruna mariposa,machoodiscoentornoasueje.Enigualdaddetamaoestasvlvulastienen mayorescapacidadesymenorresistenciaalflujoquelasdemachoconfigurado.En general, las vlvulas de control con ejes giratorios son adecuadas para muchas aplicaciones de control de flujo.Posicin de la vlvula de control La mejor posicin para las vlvulas de control es con el vstago vertical hacia arriba. Puedenfuncionarenposicinangular,horizontaloverticalhaciaabajo,peroestas posicionesnosonaceptables.Lasvlvulasgrandesenngulosonlaexcepcinyloms prctico puede ser la posicin horizontal. Una sola vlvula de control sin vlvulas de cierre ni de derivacin suele bastar para lquidoslimpiosocuandoseinstalaequipoenparaleloquetienevlvulasdecontrolcon vlvulasdecierreenloscabezalesdetubo.Cuandoseesperan,decuandoencuando, I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 57lquidossuciosoconslidos,seinstalauncoladortemporalcorrientearribadelavlvula de control. Las vlvulas sencillas se accionan con volante. Lamayorpartedelasespecificacionesparatuberarequierenquelasvlvulasde controlestnmsarribadelpisoolaplataformayenelbordedelospasillosdeacceso, excepto las que deben estar en tuberas de drenaje automtico, por ejemplo, una vlvula de control en una tubera elevada para flujo de pasta aguada por gravedad. Para el mantenimiento, se requiere espacio libre de bajo y encima de la vlvula para desmontar el asiento, macho, tapa de actuador, resorteyyugo.Los fabricantes indican los tamaos de las vlvulas. Paradesahogodepresinydrenajedeunmltipleparavlvulas,hayqueemplear vlvulasotaponesdedrenajeenlospuntosbajos;serequiereundrenajesilavlvulade control se queda abierta en caso de falla; si se queda cerrada en caso de falla, se necesitan drenajesencadaladodelavlvula.Paraflujodevaporsaturado,seaconsejanunaodos trampas para vapor en los puntos bajos de un mltiple que tenga abolsamientos. Lavlvulaautomticadecontrolespartedelosinstrumentos.Losdetectoresde flujo, presin, temperatura y nivel deben estar cerca de la vlvula, igual que el transmisor, y seconectanconelalambradoytubosparainstrumentos.Lostubosdeairevandesdeel transmisoralacubiertadeldiafragmaydesdeeltransmisoralcabezaldeairepara instrumentos. Los controladores de nivel tienen vidrios de nivel. El operador debe ver los vidrios desde el mltiple de vlvulas cuando acciona el volante de la vlvula de control o la vlvula de globo para derivacin. VLVULAS DE CONTROL Elempleodelasvlvulasdecontrolsignificaqueelprocestienealgntipode sistemaautomticodecontrol.Puedeserpornivel,flujo,temperatura,presinodeotra ndole.Sueleincluirloscomponentestpicosdeunsistemadecontrolcon retroalimentacindebuclecerradoquesonsensor(detector),transmisor,controlador, vlvula de controladory el proceso en s. La seleccin de la vlvula de control requiere el conocimiento de todos estos factores, en especial del proceso. Una vlvula seleccionada como ptima para un sistema con control por nivel, quiz nosealamejorparaunsistemadecontroldeflujo.Adems,lamejorvlvulaparaun sistema de control de flujo no lo ser en un sistema en que se utiliza un elemento primario distinto para la medicin del flujo.Lasvlvulasdecontrolseutilizanenmuchasaplicacionesqueincluyencontrolde lquidos, reduccin de presin de gases, flujo de vapor a los calefactores, etc.El cuerpo de la vlvula El cuerpo de la vlvula sirve para el paso del fluido entre el tuboy las conexiones. Porlotantodebeservircomorecipientedepresinyestsometidoalasmismas condiciones de temperatura, presin y corrosin que el resto del sistema de tubera. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 58Hay una gran variedad de estilos de cuerpos de vlvulas. Se clasifican, en general como de movimiento lineal y de movimiento rotatorio del vstago. El primero incluye vlvulas de globo de asiento sencillo, vlvulas de globo de asiento doble, de globo con cuerpo dividido, de 3 vas, cuerpo en ngulo, vlvulas de diafragma y sus muchas variantes. Las vlvulas con vstago de movimiento rotatorio son las de mariposa, de bola y sus variantes. Hay muchas configuraciones especiales de cuerpo para aplicacin con caudales muy pequeos, temperaturas criognicas y reduccin de ruido. Para referencia se pueden consultar las publicaciones de los fabricantes y los manuales. Aunque el cuerpo de la vlvula tiene la funcin primaria de contener el fluido tambin debe alojar los componentes internos y servir de soporte mecnico para el actuador y los accesorios, etc. Por ello, es importante que el cuerpo se pueda desmontar de la tubera o que sus componentes internos estn accesibles para mantenimiento. Por lo general, el cuerpo tiene conexiones de extremo con bridas y estn disponibles especificaciones para las bridas a fin de que concuerden con las de la tubera. Existen normas para las dimensiones entre cara y cara del cuerpo de vlvula. La norma RP4. 1 de Instrument Society of America (ISA) se aplica a vlvulas hasta de 8 in, mientras que la norma FCI 65-2 de Fluid Controls Institute es para tamaos de 10 hasta 16 in y ambas incluyen capacidades desde 125 hasta 600 lb. Otra norma para las dimensiones entre cara y cara que se utilizan a veces es la norma Bl6.10 de American National Standards Institute (ANSI), Dimensiones de cara a cara y extremo a extremo de vlvulas de material ferroso. Al instalar vlvulas de control se debe conocer la norma aplicable para las dimensiones. Las vlvulas de control tambin estn disponibles con extremos roscados y soldados y algunos fabricantes producen conexiones de extremo sin brida. En este tipo, el extremo de la vlvula coincide con la cara realzada de la brida en la tubera para tener una superficie para jun tas; la vlvula se sujeta entre el par de bridas con tornillos largos, y se logran economas debido a que el cuerpo de la vlvula requiere menos material. Sin embargo, las normas para dimensiones entre cara y cara no se aplican en este tipo. Las vlvulas de mariposa son econmicas en los tamaos grandes. Se suelen utilizar para pequeas prdidas de presin y grandes volmenes de flujo. Las vlvulas de bola y sus muchas variantes tambin se pueden emplear como control de estrangulacin. Materiales de construccin Los materiales de construccin son importantes para el cuerpo y las guarniciones de las vlvulas de control. Las piezas que hacen contacto con el flujo deben ser compatibles en el aspecto de resistencia a la corrosin. Los cuerpos estn disponibles hechos con todos los metales y aleaciones que se puedan vaciar. Tambin se utilizan mucho los plsticos y los revestimientos. Las publicaciones de los fabricantes son excelentes referencias de los materiales de construccin y tambin hay otras referencias. La corrosin no es lo nico que debe preocupar, por que la cavitacin en el cuerpo y las guarniciones puede producir muchos daos. Por lo general ocurre junto con una gran cada de presin, aunque en realidad puede su ceder cuando casi e llega a la presin de vapor del fluido dentro del cuerpo. Esto puede tener lugar en el punto de mxima velocidad I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 59del fluido cerca del asiento de la vlvula. En los sistemas con bombas, en los que se debe evitar la cavitacin en las bombas y la cada de presin en la vlvula es pequea, la cavitacin no suele ser problema. Por lo general, las guarniciones o componentes internos de la vlvula se hacen con material ms resistente a la corrosin y ms duro que el del cuerpo. Esto minimiza la cavitacin en el asientos permite construir con tolerancias ms precisas para reducir fugas por el asiento y ayuda a guiar el vstago. Actuadores de vlvula El actuador de la vlvula de control responde a una seal del controlador automtico y mueve el elemento de control. El actuador es el amplificador de potencia entre el controlador y la circulacin de lquido. Hay dos actuadores neumticos bsicos; en uno se utilizan un resorte y un diafragma, y el otro es de pistn y cilindro. Hay otros tipos y muchas variantes de los actuadores neumticos. El actuador de resorte y diafragma suele ser menos cos toso que el de pistn y cilindro, en especial cuando no se requiere un ubicador (posicionador) para la vlvula; ste es un accesorio con un mecanismo de retroalimentacin del movimiento en el recorrido del vstago del actuador, un sistema emisor desde la salida del controlador y una salida de aire al actuador. Hay mucha informacin acerca de los ubicadores. A veces, se necesitan en el caso de tubos o alambres largos de transmisin entre el controlador y la vlvula, a fin de reducir la histresis de la vlvula, utilizar excntricas con figuradas para flujo, accionar actuadores con cilindros con presin equilibrada y suministrar una interconexin entre un sistema electrnico de control y las vlvulas neumticas. Hay sistemas alternos para efectuar muchas de estas funciones, pero el ubicador se utiliza con gran frecuencia. Componentes internos de la vlvula Las funciones de los componentes internos de la vlvula incluyen: 1) producir una restriccin variable dentro del cuerpo para producir cambios en el flujo del fluido; 2) configurar el flujo con respecto a su trayectoria y3) producir cierto grado de corte de flujo cuando est cerrada por completo. Por ello, hay muchas ms variantes en los componentes internos que en los cuerpos de las vlvulas. Una restriccin variable se obtiene en dos formas generales, comparables con la clasificacin del cuerpo como de vstago de movimiento lineal o rotatorio. En ambos casos hay una relacin entre el movimiento y el flujo que se llama caracterstica de flujo: es un trmino general y siempre debe designar ya sea la caracterstica inherente del flujo o la del flujo con la vlvula instalada. La caracterstica inherente del flujo es la producida con una cada constante de presin en la vlvula. Las tres caractersticas de uso ms comn son: lineal, porcentaje igual y apertura rpida. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 60La caracterstica de flujo con la vlvula instalada es la que hay cuando vara la cada de presin en la vlvula segn lo determinen el flujo y las condiciones relativas en el sistema. Es el factor que ms interesa a los usuarios y para determinarlo se mide la variacin en la cada de presin como funcin de la carrera de la vlvula. La configuracin fsica de los sistemas en que se instala la vlvula determina esta relacin. Asignacin de la cada de presin Un aspecto de suma importancia en el diseo de sistemas de lquido con bombeo es la asignacin de la cada de presin a la vlvula de control. Por un lado hay el deseo de tener mnima distorsin en la caracterstica inherente de flujo, lo cual se logra con la mxima cada de presin en la vlvula. Sin embargo, cuando se bombea contra una carga mayor de la necesaria aumentan los costos. Por tanto, desde el punto de vista econmico es deseable trabajar con el mnimo valor posible. La cada ptima de presin se puede encontrar con un anlisis dinmico de todo el sistema. Si el ingeniero conoce el tipo de control y sus tolerancias, caractersticas de la bomba y tuberas, pueden medir o calcular las constantes de tiempo y predecir la caracterstica ptima (ganancia) de flujo en la vlvula. La experiencia adquirida con sistemas existentes aporta algunas reglas tiles, sin hacer el anlisis dinmico. Este problema casi desaparece en los sistemas en los que no hay reduccin de flujo o presin. Con casi cualquier caracterstica uniforme, el cambio en la ganancia de la vlvula es pequeo. Adems, si la reduccin se hace con poca frecuencia, o si por otras razones es posible volver a graduar los controladores, no habr problema. La nueva graduacin permitir buen control con todos los volmenes de flujo. En ambos casos ser satisfactoria cualquiera de las caractersticas de flujo disponibles y no importara mucho la variacin entre la caracterstica de flujo de la vlvula instalada y la terica. La relacin de cada de presin podra ser de apenas 0.05. Las consideraciones prcticas, que incluyen la exactitud en los clculos de la prdida de presin en la tubera y la prediccin de las curvas de la bomba, son los nicos factores que impiden una P de 0.01. El problema sera calcular el tamao de las vlvulas pues un pequeo error podra ocasionar el empleo de una vlvula incorrecta. Por ello, se debe seleccionar una vlvula con el 20% de la cada en el sistema con flujo mximo y que tenga flujo de porcentaje igual. Tamao de la vlvula de control Cuando se ha obtenido la asignacin de cada de presin a la vlvula con la carga disponible en la bomba, se puede determinar el tamao de la vlvula. Los otros factores son el volumen de flujo y la densidad relativa del lquido. El coeficiente C de capacidad de la vlvula se puede calcular con la ecuacin. pgr SpGPM CV=. I1()OO1/ 1) T1I)O1O ^OI/1I/I / I1I/)(1/ 61Se aplica en la mayor parte de los clculos de tamao para lquidos. Hay factores de correccin para la configuracin de la tubera, flujo estrangulado y nmero de Reynolds. En un sistema con bombas suele haber flujo turbulento y la cada de presin en la vlvula ser baja; por ello, la configuracin de la tubera (efecto de los reductores) es el nico concepto importante. Esta correccin tambin se puede calcular como parte de las prdidas por friccin en la tubera si se conoce el tamao aproximado de la vlvula o si se vuelven a calcular las prdidas en la tubera y el tamao de la vlvula, despus de un clculo preliminar.Hay que tomar ciertas precauciones al determinar el tamao. La experiencia indica que cuando el tamao de la vlvula es incorrecto, suele ser porque es muy grande, lo cual es fcil que ocurra cuando hay incertidumbre de las prdidas de presin en la tubera y en el equipo. Tambin hay la tendencia a no correr riesgos y calcular ms prdidas en la tubera de las que ocurren en la realidad. El ingeniero de aplicacin de bombas selecciona una carga de la bomba adecuada para las prdidas en la tubera, carga esttica y cada de presin en las vlvulas. Quiz agregue un poco ms de carga en sus clculos para seguridad y todava ms carga para que vaya de acuerdo con los impulsores estndar disponibles. El resultado ser un exceso de carga. Por fortuna, la vlvula de control puede aceptar la cada excesiva de presin, pero con una considerable reduccin en su carrera. Esto reduce la capacidad de la vlvula y quiz no podr estrangular la circulacin en bajo volumen. Este problema es ms serio al arranque cuando casi siempre hay poco volumen de flujo. Si se selecciona una vlvula de porcentaje igual al tamao para 80% de carrera con el mximo de volumen, puede dejar pasar 2.2 veces el flujo mximo cuando est abierta por completo. Si se aprovecha esa flexibilidad y se determina un tamao ms exacto para las vlvulas, se reducirn mucho los costos. Las bombas, sistemas de tubera, equipo y vlvula