Cómo seleccionar válvulas para sistemas de fluidos industriales

Cómo seleccionar las válvulas adecuadas para su sistema de fluidos industriales

Joe Bush, director sénior de productos, Swagelok

La selección de válvulas es una parte importante de las prácticas adecuadas de diseño y mantenimiento para sistemas industriales, de tuberías y de instrumentación. Sin la válvula adecuada para una aplicación específica, los operadores podrían enfrentar un rendimiento inadecuado o deficiente del sistema de fluidos, un mayor tiempo de inactividad y riesgos de seguridad evitables.

Las válvulas se seleccionan normalmente durante el diseño inicial del sistema de fluidos. A lo largo de la vida útil del sistema, los técnicos de mantenimiento generalmente reemplazarán una válvula y la mayoría de los demás componentes, con el mismo tipo que ya se encuentra en el sistema, según la especificación. Esto hace que sea aún más importante seleccionar la válvula correcta desde el principio y puede ayudar a los operadores a evitar la necesidad de reemplazar prematuramente la válvula más adelante.

¿Cómo haces la elección correcta?

Para la selección adecuada de válvulas, los diseñadores y técnicos pueden seguir el ESTAMPADO método, que da cuenta de S tamaño, T temperatura, A aplicación, M edia, P presión, E nds o accesorios, y D entrega La consideración minuciosa de cada una de estas condiciones operativas puede guiar a los profesionales de los sistemas de muestreo analítico y de fluidos industriales a la elección correcta de la válvula.

Aquí se explica cómo solicitar STAMPED al diseño de su sistema de fluidos:

S:Talla

El tamaño de su válvula determina su capacidad de flujo y deberá corresponder al índice de flujo deseado (o requerido) de su sistema. Los fabricantes proporcionarán un coeficiente de flujo (C_v ), que indica la relación entre la caída de presión a través de una válvula y el caudal correspondiente.

Coeficiente de caudal, o C_v , es la cantidad de agua en galones estadounidenses por minuto que fluirá a través de una válvula con una caída de presión de 1 psi en la válvula y a una temperatura de 60 °F. Con fluidos compresibles, como los gases, calculando y usando el C_v El parámetro para predecir el flujo es más complejo, pero aún proporciona un medio efectivo para dimensionar válvulas para una aplicación determinada.

Factores de diseño de válvulas que influyen en C_v incluir el tamaño y la geometría de la trayectoria del flujo; el tamaño del orificio de una válvula afecta el flujo de fluido a través de ella. Cuanto mayor sea el orificio, mayor será la capacidad de flujo potencial. Los orificios en diferentes tipos de válvulas pueden variar considerablemente; por ejemplo, una válvula de bola ofrecerá una resistencia mínima al flujo, pero una válvula de aguja puede restringir o ralentizar el flujo. Estas deben ser consideraciones en su proceso de selección.

En caso de duda, consulte a su fabricante; uno bueno le ayudará a dimensionar la válvula que necesita. Para este propósito, Swagelok ofrece una práctica C_v calculadora que se puede utilizar como punto de partida para seleccionar la válvula adecuada para su aplicación.

T:Temperatura

Tenga en cuenta las temperaturas donde su válvula estará en funcionamiento. Esto incluye tanto la temperatura del medio del sistema que su válvula ayudará a controlar la temperatura ambiente de funcionamiento del entorno circundante. Pregúntese:"¿Estas temperaturas serán constantes o cambiarán con frecuencia?" Estas condiciones pueden influir en la selección de su válvula o en la frecuencia con la que necesitará realizar el mantenimiento preventivo.

Considere las fluctuaciones de temperatura que pueden causar que los materiales de sellado se expandan y contraigan. Además, los componentes metálicos pueden perder resistencia a temperaturas más altas, lo que reduce los índices de presión. Es importante consultar con su fabricante para confirmar que una válvula ha sido completamente probada en los extremos.

R:Aplicación

Considere lo que su válvula debe hacer en su sistema. ¿Necesita iniciar o detener el flujo? ¿Regular el nivel de flujo? ¿Controlar la dirección del flujo? ¿Proteger el sistema de sobrepresión?

Sus respuestas a estas preguntas guiarán el tipo de válvula que seleccionará para su diseño. Nuevamente, considere una simple válvula de bola de dos vías como ejemplo. Aunque algunas válvulas de bola de otros fabricantes pueden ofrecer una función de estrangulación, la mayoría de las válvulas de bola no deben usarse para estrangular o regular el flujo y están diseñadas para usarse en la posición completamente abierta o completamente cerrada. Si su objetivo es estrangular o regular el flujo, una mejor opción podría ser una aguja o una válvula dosificadora. Puede obtener más información sobre la función y los tipos de válvulas en este artículo.

M:Medios

El fluido de proceso dentro de su sistema también debe ser considerado cuidadosamente mientras busca seleccionar la válvula correcta con la composición de material correcta. Asegúrese de que los medios de su sistema sean compatibles con los materiales que componen los cuerpos de las válvulas, los asientos, las puntas de los vástagos y otros materiales más blandos. La incompatibilidad puede provocar problemas de corrosión, fragilización o agrietamiento por corrosión bajo tensión, todo lo cual puede plantear riesgos de seguridad, así como costosos problemas de producción.

Al igual que con la temperatura, también debe considerar dónde se pondrá en servicio la válvula. ¿Funcionará en un entorno de clima controlado, como el interior de una planta o un recinto de instrumentos calentado? ¿Estará al aire libre, expuesto a elementos como la luz solar directa, lluvia, nieve, escarcha, hielo y fluctuaciones de temperatura? ¿Un entorno marino con exposición significativa a cloruros? Las válvulas y sus componentes vienen en una variedad de materiales. Elija las que mejor se adapten a estos factores para maximizar la longevidad y la funcionalidad de las válvulas.

P:Presión

La presión es otra consideración importante en la selección de su válvula. Tenga en cuenta los dos contextos diferentes en los que se utiliza el término:

• Presión de trabajo: La presión de funcionamiento normal en su sistema.
• Presión de diseño: El límite máximo de presión proporcionado por el fabricante de la válvula; nunca exceda la presión de diseño de ningún componente del sistema de fluidos, a menos que lo haga bajo condiciones de prueba controladas.

La limitación de presión de un sistema de fluido se basa en su componente con la calificación más baja; recuerde esto al seleccionar su válvula. La presión y la temperatura del fluido del proceso tienen un impacto considerable en el rendimiento de los componentes. La válvula que seleccione debe mantener la presión y operar cuando sea necesario y bajo una amplia gama de temperaturas y presiones. El diseño, la selección de materiales y la validación son aspectos críticos del rendimiento de la válvula. Recuerde también que la presión y la temperatura se impactan considerablemente. Generalmente, a medida que aumenta la temperatura del fluido del proceso, la presión nominal de trabajo disminuirá.

E:Conexiones finales

Las válvulas vienen con una variedad de diferentes conexiones finales. Estos pueden ser accesorios de tubería integrales, roscas de tubería, bridas de tubería, extremos soldados, etc. Aunque tradicionalmente no se asocia con la construcción de una válvula, la selección de la conexión final es fundamental para la composición general de la válvula y su capacidad para mantener un sistema hermético. . Asegúrese de que las conexiones finales sean adecuadas para la presión y la temperatura de su sistema y que tengan el tamaño correcto; la conexión final correcta puede simplificar la instalación y evitar puntos de fuga adicionales.

D:Entrega

Una vez que haya considerado cada uno de estos factores y haya seleccionado la válvula más apropiada para su aplicación, pregúntese:“¿Cuándo necesito mis válvulas? ¿Cuántos necesito?”

La entrega a tiempo y el suministro confiable son tan importantes para mantener su sistema de fluidos operativo y eficiente como cualquier otro factor. Como paso final del método STAMPED, examine a sus proveedores. ¿Pueden conseguirle las piezas que necesita cuando las necesita? ¿Son accesibles? ¿Trabajarán con usted para comprender las necesidades de su sistema?

La selección de válvulas es parte integral del diseño de sistemas de fluidos seguros y eficientes. ¿Está interesado en obtener información más detallada sobre la selección de válvulas y el diseño de sistemas de fluidos? Considere asistir a uno de nuestros cursos de capacitación para mejorar sus conocimientos de diseño de trabajo. Obtenga más información sobre nuestros próximos cursos virtuales hoy:

Joe Bush es gerente sénior de productos de Swagelok y es responsable de establecer la visión y la estrategia a largo plazo para la línea general de productos de válvulas industriales. En sus 26 años en Swagelok, tiene una amplia experiencia que incluye liderazgo en servicio técnico para el grupo de servicio de alta pureza, analista senior de precios y gerente de mercado para el mercado de petróleo y gas.