¿Cómo se clasifican las válvulas de control?

In process control and automation, control valves play a pivotal role in regulating the flow, pressure, temperature, and other vital parameters of fluids within industrial systems. These mechanical marvels are the unsung heroes behind the scenes, ensuring that manufacturing processes, power generation, and various industries operate smoothly and efficiently. However, control valves aren’t one-size-fits-all solutions; they have various types, each tailored to specific applications. In this blog, we’ll delve into the classifications of control valves, shedding light on the diverse categories that engineers and operators rely on to optimize processes, maintain safety, and achieve precision control in many industries. Whether you’re an engineer looking to expand your knowledge or simply curious about how these essential devices work, this exploration into control valve classifications will pique your interest.

Clasificación de las válvulas de control

En función de la solicitud:

Clasificamos las válvulas de control en dos tipos en función de sus aplicaciones: servicio general y servicio especial.

Servicios generales:

• Las válvulas de servicio general son adecuadas para la mayoría de las aplicaciones comunes.
• Suelen tener una categoría de presión inferior.
• Sus presiones nominales oscilan entre ANSI clase 150 y 600.
• Los fluidos corrosivos y el uso a altas temperaturas no son adecuados para las válvulas de uso general.
• Menos posibilidades de cavitación o parpadeo.
• Las válvulas de servicio general pueden intercambiarse hasta cierto punto.
• Su flexibilidad, integrada en el diseño, las hace idóneas para una gama más amplia de aplicaciones.
• El cuerpo de una válvula General Service es de acero inoxidable o acero al carbono.

Servicio especial:

Las válvulas de servicio especial están diseñadas para aplicaciones de alta tensión. Las características especiales de la válvula le permiten manejar aplicaciones inestables. La válvula de servicio especial puede soportar caídas de alta presión. La caída de alta presión, como sabemos, crea cavitación severa, flashing, estrangulamiento y ruido excesivo. Para evitar el problema de la caída de alta presión, se han creado válvulas de servicio especiales en válvulas rotativas de globo y de bola.

Basado en la función:

Válvula de control de encendido/apagado:

Las válvulas de cierre o bloqueo permiten o impiden el paso de fluidos. La válvula está completamente cerrada o completamente abierta. Las válvulas de bola, de compuerta, de tapón, de alivio de presión y de fondo de tanque son ejemplos de válvulas de encendido/apagado.

Las válvulas de cierre se suelen utilizar en aplicaciones en las que es necesario desviar el caudal alrededor de una zona. Esta necesidad surge cuando,

• Se está realizando el mantenimiento.
• Los trabajadores deben estar a salvo de posibles problemas de seguridad.
• Se utiliza en aplicaciones de mezcla en las que los fluidos se combinan durante un tiempo predeterminado sin medición.
• Los sistemas de gestión de la seguridad también requieren válvulas de cierre automáticas para cerrar el sistema con rapidez en caso de emergencia.

Las válvulas limitadoras de presión son válvulas autoaccionadas de apertura y cierre (on-off). Las válvulas limitadoras de presión sólo se abren cuando la presión supera un nivel predeterminado.

Por tanto, estas válvulas evitan la sobrepresurización del servicio de líquidos. Las válvulas de seguridad (on-off) son las más adecuadas para aplicaciones de gas.

La válvula de seguridad abre el orificio de escape cuando el sistema está sobrepresurizado. El fallo de una válvula de seguridad supone un riesgo para la seguridad o el proceso, lo que puede provocar incidentes adversos en la planta.

Estrangulamiento:

Las válvulas de estrangulación permiten regular el caudal entre totalmente abiertas y totalmente cerradas. Tanto la válvula de macho como la de mariposa son apropiadas para el servicio de apertura y cierre. Las válvulas de globo son adecuadas para el servicio de apertura y cierre y de estrangulación.

Basado en la moción:

Movimiento lineal:

Las válvulas más populares son las de movimiento lineal o las de control lineal. En este tipo de válvulas se utiliza una válvula de vástago deslizante. El diseño de vástago deslizante hace que mueva el elemento de cierre a una posición abierta o cerrada.

Ejemplos de válvulas lineales básicas son la de globo, la de pinta y la de diafragma.

Las válvulas lineales tienen las siguientes características.

• Diseño sencillo
• Fácil mantenimiento
• Versatilidad con más tamaño
• Gama de clases de presión
• Opciones de diseño distintas de otras clasificaciones de movimiento.

Movimiento rotatorio:

Las válvulas de movimiento giratorio utilizan un elemento de cierre giratorio que se mueve en un intervalo de un cuarto de vuelta o 45 grados, permitiendo el flujo cuando están abiertas e impidiéndolo cuando están cerradas.

• Las válvulas rotativas suelen ser más compactas.
• Pesan menos que las válvulas lineales comparables

Las válvulas de movimiento rotativo empiezan con las válvulas de mariposa y de bola. Las válvulas de mariposa son ideales para aplicaciones de presión baja y moderada. Las válvulas de bola requieren el menor mantenimiento y tienen la mayor capacidad de caudal de todas las válvulas de control.

Las válvulas rotativas tienen una aplicación limitada debido a las dificultades de caída de presión. Las válvulas rotativas son susceptibles de sufrir problemas de cavitación y parpadeo. Por otra parte, las válvulas rotativas tienen diseños avanzados. Por otra parte, las válvulas rotativas pueden sortear estas limitaciones fundamentales. El uso de válvulas rotativas es cada vez más común.

En función del tamaño del puerto:

Válvulas de puerto reducido:

Un elemento de cierre de válvula de puerto pequeño restringe el caudal. El área de flujo (asiento) de ese puerto del elemento de cierre es significativamente menor que el puerto completo. En las válvulas de compuerta, es aproximadamente un diámetro de tubería y 60% del orificio completo en las válvulas de bola.

El objetivo principal de las válvulas de paso reducido es regular el caudal reduciéndolo o estrangulándolo.

Válvulas Full Port:

Las válvulas de paso total son las más indicadas para grandes caudales. Los pasos de caudal internos en el cuerpo de las válvulas de bola y de compuerta son relativamente grandes. Como resultado, permiten un flujo suave con una constricción mínima.

Dado que el caudal interno es simétrico a toda la superficie del orificio de entrada, estas válvulas se denominan válvulas de paso total.

Las válvulas de paso total se emplean habitualmente en servicios de cierre y bloqueo en los que es necesario detener o desviar el flujo.

Basado en la acción en estados de fallo:

Aire a cierre:

Cuando aumenta la señal de entrada de presión de aire por encima de la membrana, el obturador situado en el vástago de la válvula de cierre por aire cierra la abertura para detener el paso del fluido.

Si no hay señal de entrada de presión de aire o ésta cae, el obturador abrirá el orificio. Estas válvulas también se denominan válvulas de apertura en caso de fallo.

Aire-aire:

Cuando la señal de entrada de presión de aire por debajo de la membrana aumenta, el obturador del vástago de la válvula aire-aire abre el orificio, permitiendo el paso del fluido. Cuando la señal de entrada de presión de aire está ausente o la presión de aire disminuye, el obturador del vástago detiene el flujo de fluido.

Conclusión

Conocer el válvulas de control es importante para las industrias y el progreso del control. Estas válvulas son vitales para la regulación precisa de fluidos y el funcionamiento eficaz de diversas industrias. Conocer la clasificación es vital para elegir los tipos adecuados de válvulas. Las válvulas de control son herramientas esenciales para aumentar la seguridad y mejorar la eficacia. Tienen un diseño y una ingeniería complejos, Una comprensión sólida de la válvula de control es la base para un control de procesos eficaz y fiable.