La elección entre simple efecto y doble efecto actuadores pueden ser vitales en la automatización y la ingeniería. Estos dispositivos desempeñan un papel fundamental en diversos sistemas mecánicos, y comprender sus diferencias es fundamental para lograr un rendimiento y una eficacia óptimos. Este blog repasará las propiedades, ventajas y usos de los actuadores de simple y doble efecto para ayudarle a tomar decisiones informadas sobre sus requisitos específicos de ingeniería.

Los actuadores se clasifican en dos tipos: de simple y de doble efecto.

Una válvula de control de simple efecto es aquella que es accionada por la salida de aire del posicionador de la válvula de control en un lado (abierto o sin restricciones) mientras que el otro lado es movido por un muelle o una membrana.

Una válvula de control de doble acción es aquella que es accionada en ambos lados por el aire de salida del posicionador de la válvula de control (lados abiertos y no frenados).

En las operaciones típicas de la válvula de bola, la válvula de control y la válvula de estrangulación, se utilizan dos actuadores: el actuador de retorno por muelle (o de simple efecto) y el actuador de doble efecto.

El actuador de retorno por muelle es el actuador que utiliza la fuerza del muelle para colocar la posición de la válvula en la posición libre o abierta. Sólo necesitamos presurizar un lado para accionar la válvula.

El actuador de doble efecto utiliza un pistón como elemento para accionar la válvula. Necesitamos presurizar alternativamente ambos lados del selector para accionar la válvula.

¿Cuándo utilizar un actuador de muelle de retorno y doble efecto?

Par o fuerza de empuje

Generalmente, la fuerza de empuje o par del retorno por muelle y de doble efecto actuador no es una preocupación para las operaciones costeras de petróleo y gas.

De hecho, aunque algunos fabricantes suelen mostrar que los actuadores de doble efecto tienen una fuerza de empuje o par más avanzada que los actuadores de retorno por muelle, la diferencia sólo existe en operaciones de empuje o par verdaderamente elevados, que generalmente no se dan en aplicaciones costeras. Como resultado, ambos tienen la misma fuerza de empuje o par.

Aplicación del Sistema Integrado de Seguridad

El retorno por muelle es la opción preferida en operaciones de sistemas de alta seguridad, como válvulas de cierre (SDV), válvulas de purga (BDV) y otras que requieren que la válvula no esté bloqueada o que se abra cuando desaparece la señal o el suministro.

El tipo de retorno por muelle es la mejor opción para las operaciones de seguridad debido a su sencillez y fiabilidad. Los actuadores de doble efecto también son posibles para la aplicación de cierre o apertura en caso de fallo, pero la disposición original del panel será más compleja que la del tipo de retorno por muelle.

Fallo en última posición

Cuando desaparece la señal o el suministro, algunos procesos, como la válvula estranguladora de producto, requieren que la válvula esté en la posición final. La posición de fallo por defecto de la válvula de estrangulamiento es fallar en último lugar para mantener el caudal de salida anterior.

En caso de avería, se necesita la última posición, y la mejor opción es un actuador de doble efecto. La válvula se mantiene en su sitio aplicando presión a ambos lados del actuador.

Operación de control

En la operación de control de procesos que utiliza una válvula de control como elemento final de control, el actuador típico es un diafragma de retorno por muelle para válvulas pequeñas de hasta 8 pulgadas. Cuando el actuador es de 10 pulgadas o más, es del tipo de doble efecto para superar el elevado empuje requerido.

El actuador de doble efecto también se utiliza cuando la acción requiere una cantidad significativa de empuje, incluso si el tamaño es inferior a 10 pulgadas. Este actuador de doble efecto es más rígido y estable para las operaciones de control, especialmente en aplicaciones en las que la condición del proceso cambia inesperadamente.

Cuando utilizamos el tipo de retorno por muelle de diafragma, el empuje del otro lado es siempre el mismo que el del muelle. Cuando utilizamos un actuador de doble efecto, la salida de presión del posicionador gestiona las fuerzas del otro lado en función de las condiciones de hecho.

Elegir el actuador adecuado para su empresa

En lo que respecta a la fuerza de empuje o par, aunque algunas fuentes sugieren que ambos tipos de actuadores tienen idénticas capacidades de fuerza de empuje y par, recomendamos examinar detenidamente sus requisitos antes de hacer una selección precipitada. Debido al muelle del actuador Por su diseño, es excelente para circunstancias en las que la carga de par se siente en un solo lado durante la carrera de activación. En discrepancia, el actuador de doble efecto funciona de forma excelente cuando hay cargas de par elevadas en ambas direcciones de trabajo y cuando hay una mayor fuerza de empuje, como ocurre en numerosas operaciones de petróleo y gas natural.

Cuando se exigen garantías de seguridad en relación con las operaciones del sistema de seguridad en las que la proximidad en las paradas y las cajas de seguridad contra fallos es lo más importante, siempre es mejor optar por la opción más sencilla. Esto sugiere que se utilice el selector de retorno por muelle por su facilidad de diseño y fiabilidad.

Hay una gran variedad de aplicaciones en las que es necesario que una válvula caiga en la última posición cuando pierde la señal o el suministro. El accionamiento de doble efecto funciona mejor para estas tareas porque utiliza la presurización en ambos tamaños para mantener la válvula segura en la última posición.

Conclusión

La elección entre actuadores de simple o doble efecto en automatización e ingeniería influye significativamente en el rendimiento de los sistemas mecánicos. Los actuadores de simple efecto son asequibles y adecuados para tareas unidireccionales, mientras que los de doble efecto, con un coste algo mayor, ofrecen diversidad y precisión para operaciones bidireccionales. La elección del selector adecuado depende de los requisitos específicos, el presupuesto y la complejidad de la tarea, lo que acaba afectando al rendimiento y la rentabilidad de los sistemas de automatización.