Comprender una válvula de alivio de presión

Descubriendo el dispositivo de seguridad utilizado en la mayoría de las industrias para el control de flujo de presión, se llama válvula de alivio de presión. Es un equipo que debe encontrarse en la industria para controlar un recipiente sobrepresurizado.

Entonces, una válvula de alivio de presión es un dispositivo de seguridad diseñado para asegurar un sistema presurizado durante una sobrepresión durante la operación. El sistema está ampliamente disponible hoy en día como un sistema electrónico, neumático e hidráulico. Los diversos tipos tienen el mismo propósito en diferentes aplicaciones y se denominan válvula de alivio de presión, válvula de alivio o válvula de seguridad.

Según el tipo de sistema, la fuente de alimentación puede ser electricidad o aire comprimido para su funcionamiento. Ya que su propósito es controlar la presión para que la vida y las propiedades puedan estar seguras. Una válvula de alivio de presión debe ser capaz de funcionar durante un largo período de tiempo y de operar en todo momento. Y un operario profesional con experiencia debe estar al mando para garantizar un correcto funcionamiento ya que no hay margen de error.

Hoy veremos la definición, las funciones, las aplicaciones, el trabajo, los tipos, los componentes, las consideraciones, los beneficios y las limitaciones de una válvula de alivio de presión.

¿Qué es una válvula de alivio de presión?

Una válvula de alivio de presión o válvula de alivio es un tipo especial de sistema de válvula de seguridad que se utiliza para controlar o limitar la presión en un sistema. Se puede controlar de forma manual o automática desde un recipiente presurizado o un sistema de tuberías. El fluido o gas presurizado se descarga a un depósito o atmósfera para aliviar la presión que excede la presión de trabajo máxima permitida (MAWP).

El propósito principal de una válvula de alivio de presión es proteger los recipientes a presión o el sistema de fallas catastróficas. Una falla catastrófica podría ser desastrosa durante un evento de sobrepresión, ya sea líquido o gaseoso.

Este dispositivo es ampliamente utilizado en industrias petroquímicas, de refinación de petróleo y de fabricación de productos químicos. Las industrias donde se produce el procesamiento de gas natural y la generación de energía, así como las industrias de suministro de agua, también hacen un buen uso de la válvula de alivio de presión. Aunque generalmente se la conoce como válvula de alivio dependiendo de su campo de aplicación, puede denominarse válvula de alivio de presión (PRV), válvula de seguridad de presión (PSV) o válvula de seguridad. Debe tener en cuenta que el diseño y el funcionamiento de estas válvulas son ligeramente diferentes.

Principio de funcionamiento

El funcionamiento de una válvula de alivio es bastante complejo pero puede entenderse fácilmente. Consiste en una bola, asiento o carrete opuesto a un resorte que se coloca en una cavidad o cuerpo con puerto. A menudo se utiliza un sistema hidráulico para limitar la presión del fluido en la parte del circuito donde están instalados.

El asiento tiene la forma de un objeto con forma de disco o cono que está montado dentro de un asiento de máquina opuesto. Si la pieza se cierra a la fuerza por la presión del resorte, se proporcionarán fugas muy bajas. El carrete es una varilla cilíndrica de acero mecanizado con ranuras o muescas de medición que también se detiene mediante la presión del resorte. Tiene más fugas que una válvula de asiento, pero ofrece efectos de medición superiores.

A menudo se instala una válvula de alivio en un sistema hidráulico después de la bomba porque proporciona una protección directa y efectiva.

y respuesta rápida cuando el dispositivo se abre para purgar el exceso de líquido en un depósito. El fluido puede ser líquido, gas o líquido-gas. Esto reduce la presión igual a su ajuste de resorte. el dispositivo se abre ya que la presión causada por la contrapresión o aguas abajo es lo suficientemente alta como para forzar a la válvula de retención o al carrete a abrirse contra su resorte.

En el funcionamiento de una válvula de alivio, se proporciona un exceso de fluido presurizado desde un camino abierto a un tanque con el fin de reducir la presión del puerto de trabajo. Tan pronto como la presión del fluido comienza a aumentar, la fuerza se aplica a la parte inferior del carrete o asiento. Esto permite que la válvula se abra moderadamente al principio, purgando poco fluido según sea necesario para mantener la presión aguas abajo. Pero si la presión aguas abajo sigue aumentando, la fuerza que actúa sobre el asiento o el carrete lo empujará más hacia el resorte hasta que la fuerza del punto del resorte se equilibre con la fuerza hidráulica.

vea el video para aprender fácilmente cómo funciona una válvula de alivio:

El aumento de presión es el resultado de la combinación de la presión de carga, la contrapresión y la energía requerida para fluir a través de la válvula misma. La fuerza inicial del fluido supera la fuerza asentada del resorte con la ayuda de la presión de ruptura. A medida que la válvula fluye más fluido hacia el tanque, la tasa de aumento de la presión es segura porque las fuerzas del fluido presurizado contrarrestan la tasa de compresión del resorte. Si la válvula está casi completamente abierta, el aumento de presión vuelve a aumentar a medida que se abre el fondo de la válvula debido a las fuerzas del flujo.

A medida que disminuye la operación o la contrapresión, la válvula comienza a cerrarse. Esto se hace a diferentes velocidades que la apertura. La diferencia entre la curva de apertura y cierre se llama su histéresis, es indicativa e instructiva de la calidad de su construcción. Esto se debe a que las válvulas de mayor calidad con una construcción avanzada permiten un menor aumento de presión con una mejor histéresis.

Tipos de válvula de alivio de presión

Existen tres tipos básicos de válvulas de alivio de presión, tales como;

Convencional Cargado por Resorte:

los tipos convencionales de válvula de alivio con resorte que contenían el casquete, el resorte y la guía en los fluidos liberados. Su contrapresión de alivio de presión disminuye la presión establecida si el casquete se ventila a la atmósfera. Pero, si el casquete se ventila internamente a la salida, la contrapresión del sistema de alivio aumenta la presión establecida.

Estos tipos de válvulas de alivio de presión se usan en servicios no corrosivos y donde la contrapresión no llega al 10 % del punto de ajuste.

Equilibrado cargado por resorte:

El diseño de un resorte equilibrado es para proteger el resorte del casquete y guiarlo de los fluidos liberados y reducir los efectos de la contrapresión. Su área de disco se ventila a la atmósfera y otro disco se expone a contrapresión. El disco ventilado es igual al disco expuesto.

La carga de resorte balanceada se usa en servicio corrosivo y sucio y con contrapresión variable.

Operado por piloto:

La válvula operada por piloto es controlada por un piloto de presión auxiliar. La fuerza de resistencia sobre el pistón en la válvula principal se logra mediante la presión durante la operación a través de un orificio. La fuerza de asiento neta sobre el pistón en realidad aumenta a medida que la presión del proceso se acerca al punto de ajuste.

Varios tipos de válvula de alivio con un diseño diferente:

Válvula de seguridad:

Una válvula de seguridad es una válvula de alivio de presión que funciona con presión estática de entrada y está diseñada para abrirse rápidamente con una acción emergente. Es ampliamente utilizado para servicios aéreos y fluviales. Una válvula de seguridad está disponible en dos formas:

• Válvula de seguridad de elevación baja:en una válvula de seguridad de elevación baja, el disco se eleva automáticamente de manera que la posición del disco determina el área de descarga real.
• Válvula de seguridad de elevación completa:en esta válvula de seguridad, el disco también se eleva automáticamente, pero el área de carga real no está determinada por la posición del disco.

Válvula de alivio:

Una válvula de alivio es un diseño de dispositivo de alivio de presión con una presión estática de entrada para su funcionamiento. Tiene una elevación gradual generalmente proporcional al aumento de presión sobre la presión de apertura. Es adecuado para sistemas de descarga cerrados ya que está encerrado en una carcasa de resorte.

Válvula de alivio de seguridad:

Una válvula de alivio de seguridad es una válvula de alivio de presión que se caracteriza por su rápida apertura o acción pop. También conocido por su apertura en proporción al aumento de presión sobre la base de presión de apertura en su aplicación. Las válvulas de alivio de seguridad se utilizan para fluidos líquidos o comprimibles. El tipo común es la válvula de alivio de seguridad balanceada y convencional que se explicó anteriormente.

Válvula de alivio de presión accionada eléctricamente:

Una válvula de alivio de presión accionada eléctricamente contenía un dispositivo de alivio que está unido y controlado por un dispositivo que requiere una fuente externa de energía.

Válvula de alivio de presión accionada por temperatura:

Una válvula de alivio de presión accionada por temperatura puede ser accionada por temperatura interna externa o por presión en el lado de entrada.

Válvula de alivio de vacío:

Una válvula de alivio de vacío es un dispositivo de alivio de presión que admite fluido para evitar un vacío interno excesivo. Está diseñado para volver a cerrarse a fin de evitar un mayor flujo de fluido después de que se hayan restablecido las condiciones normales.

Componentes de una válvula de alivio

Cosas a considerar antes de seleccionar una válvula de alivio de presión

A continuación se detallan las cosas que un ingeniero o profesional en este campo debe tener en cuenta al seleccionar una válvula de alivio:

• Consideraciones de diseño que incluyen el tamaño, material, producto, complejidad, etc.
• Debe determinarse la carga de alivio individual.
• Causas de la sobrepresión.
• Varios tipos de dispositivos de alivio y sus características deben considerar ver la mejor opción.
• Seleccionar los dispositivos de alivio apropiados para manejar las cargas impuestas. Hay que tener en cuenta varios componentes. Las piezas como la presión de ajuste, la contrapresión, la válvula de alivio doble y las válvulas de alivio múltiples deben adaptarse a la capacidad del dispositivo de alivio.
• Consideraciones de instalación
• Tubería de entrada y tubería de descarga
• Fuerzas reactivas
• Consideraciones sobre el tubo de escape
• Ciclismo rápido
• Vibración resonante que ocurre cuando la tubería de entrada produce una pérdida excesiva en la entrada de la válvula.
• Consideraciones sobre la descarga de líquidos.

En conclusión, una válvula de alivio de presión es un dispositivo de seguridad utilizado en el mundo industrial para salvar vidas y propiedades. Vimos los diversos tipos y componentes de la válvula de alivio de presión, cómo funciona y también las consideraciones de selección.

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