Válvulas de control en los procesos industriales

VVáálvulas de Control en loslvulas de Control en los
Procesos IndustrialesProcesos Industriales
Facilitador: T.S.U Franklin A. CalancheFacilitador: T.S.U Franklin A. Calanche

VVáálvulas de controllvulas de control
VVáálvula delvula de
control
VALVULASVALVULAS
Actuadas conActuadas con
energenergííaa
ActuadasActuadas
manualmentemanualmente
PosiciPosicióónn
VVáálvulas delvulas de
bloquebloque
control
AutoreguladaAutoregulada
VVáálvulas delvulas de
alivioalivio

GloboGlobo
MovimientoMovimiento
lineal
CompuertaCompuerta
lineal
DiafragmaDiafragma
VALVULASVALVULAS
BolaBola
MovimientoMovimiento
rotatorio MariposaMariposarotatorio
TapTapóónn
Bola segmentadaBola segmentada
Bola completaBola completa
CilindricaCilindrica
EsfericaEsferica

Una válvula manual se utiliza para manipular el flujo
de un fluido en una tubería. El requisito principal es de
paso y cierre. Utiliza un dispositivo macánico manual,
como un volante rotatorio o palanca, para mover de
posición el vástago de la válvula.
Los nombres generales de algunas válvulas para este
servicio son:
VALVULAS MANUALVALVULAS MANUALESES

VVáálvulas de venteo:lvulas de venteo:
VVáálvulas de cierre:lvulas de cierre:
Son válvulas que están normalmente abiertas, para
permitir un flujo pleno, se pueden cerrar para desviar el
flujo o para aislar un equipo para mantenimiento.
Se suelen colocar en el punto más alto de una tubería,
recipiente u otro equipo para permitir la descarga de
vapores o gases. Casi todos los procesos, necesitan por
lo menos, una válvula de venteo para expulsar al aire
durante el arranque y para descargar los vapores del
proceso antes de la inspección y mantenimiento.

VVáálvulas de drenaje:lvulas de drenaje:
Están instaladas en un punto bajo de la tubería,
recipiente u otro equipo para descargar los líquidos del
sistema. En condiciones normales, están cerradas y solo
funcionan ocasionalmente.
VVáálvulas de purga:lvulas de purga:
Son pequeñas y se colocan en sistemas en donde se
espera un cierre de vez en cuando mientras están
sometidas a presión. Las válvulas de purga permiten
desahogar con seguridad la presión en un sistema aislado
antes de abrirlo para inspección o mantenimiento.

VVáálvulalvula
Mariposa
Purga MariposaPurga
venteo o alivio
Bolaventeo o alivio Bola

VALVULAS DE CONTROLVALVULAS DE CONTROL
Una válvula de control es un orificio de área
continuamente variable, esto significa que produce una
cierta caída de presión en la línea donde se instale
teniendo una relación directa con el flujo del fluido a
través de la válvula.
Tiene como función controlar el paso de un fluido por
una tubería por medio de un embolo o vástago

COMPONENTES BASICOS DE UNA VALVULACOMPONENTES BASICOS DE UNA VALVULA
DE CONTROLDE CONTROL
Dispositivo o mecanismo que transforma una señal en
un movimiento para controlar la posición del mecanismo
de regulación interna (vástago) de la válvula de control.
Una válvula de control esta formada básicamente por
el actuador y el cuerpo.
ActuadorActuador

CLASIFICACION DE LOS ACTUADORESCLASIFICACION DE LOS ACTUADORES
Actuador NeumActuador Neumáático a Pisttico a Pistóónn
Actuador que permite efectuar movimientos con fuerza
en ambos sentidos, normalmente esta acompañado por un
posicionador o un mecanismo de inversión adecuado. Se
aplican en caso donde la necesidad de esfuerzo y
velocidad es grande, utilizan una alimentación entre 50 –
150 psig.

Actuador ElActuador Elééctricoctrico
Dispositivo cuya fuerza motriz directa se obtiene por
medio de un motor eléctrico el cual actúa directamente
sobre el vástago. El motor eléctrico opera el vástago de la
válvula a través de un sistema de engranajes. Los
actuadores eléctricos se utilizan en válvulas ON-OFF. La
literatura técnica utiliza las iniciales MOV (Motor Operated
Valve), para asignar este conjunto válvula motor.

Actuador HidrActuador Hidrááulicoulico
Utiliza un fluido hidráulico como medio de transporte de
fuerza motriz. La forma usual de un actuador hidráulico es
un cilindro de doble acción. El fluido hidráulico
proveniente de una fuente externa es inyectado por una
parte del pistón y liberado por el otro lado a través de una
válvula piloto o utilizando un arreglo de tubería.
Los actuadores hidráulicos se caracterizan por las
enormes fuerzas que pueden manejar

Actuador ElActuador Elééctricoctrico Actuador HidrActuador Hidrááulicoulico
Actuador PistActuador Pistóónn

Actuador NeumActuador Neumáático tipo Diafragmatico tipo Diafragma
El actuador más utilizado y común en las válvulas de
control es el tipo diafragma. Consiste en un diafragma de
material flexible y sensible (neopreno), colocado sobre un
plato impulsor entre dos tapas, la cual recibe el fluido de
potencia (aire), formándose por lo menos en una de las
dos secciones una cámara de aire que permite controlar
la posición del vástago. Tiene por lo general un resorte la
cual contrarresta la fuerza creada por la cámara de aire y
a la vez determina el rango de calibración de la válvula.

ACCION DE LOS ACTUADORES NEUMATICOSACCION DE LOS ACTUADORES NEUMATICOS
Actuador NeumActuador Neumáático de Accitico de Accióón directan directa
Si la señal de control actúa comprimiendo el resorte y
empujando el vástago hacia abajo, se dice que el
actuador es de acción directa.

Plato del DiafragmaPlato del Diafragma
ResorteResorte
Asiento del ResorteAsiento del Resorte
Yoke uYoke u
HorquillaHorquilla
DiafragmaDiafragma
TapasTapas
Superior eSuperior e
InferiorInferior
EscalaEscala
Indicadora deIndicadora de
RecorridoRecorrido
Indicador deIndicador de
RecorridoRecorrido
ConexiConexióón den de
AireAire
Vástago

Actuador NeumActuador Neumáático de Accitico de Accióónn InversaInversa
Si la señal de control actúa sobre el diafragma
comprimiendo el resorte pero impulsando el vástago hacia
arriba, se dice que el actuador es de acción inversa.

DiafragmaDiafragma
Plato del DiafragmaPlato del Diafragma
TapaTapa
Superior/InferiorSuperior/Inferior
ResorteResorteConexiConexióón de Airen de Aire
Asiento del ResorteAsiento del Resorte Yoke uYoke u
HorquillaHorquilla
Escala IndicadoraEscala Indicadora
de Recorrido
Indicador de RecorridoIndicador de Recorrido
de RecorridoVVáástagostago

EL CUERPO EN UNA VALVULA DE CONTROLEL CUERPO EN UNA VALVULA DE CONTROL
Es el encargado de manipular el fluido suministrado al
proceso. Es el componente que va instalado directamente
en la línea de proceso. En su interior contiene el asiento,
tapón y juego de accesorios.
El cuerpo de la válvula debe resistir la temperatura y la
presión del fluido, debe tener un tamaño adecuado para el
caudal que debe manipular y ser resistente a la erosión y
corrosión que produce el fluido.

Prensa EstopaPrensa Estopa
EmpacadurasEmpacaduras
ConexiConexióón den de
la Grasera Bonete o CuelloBonete o Cuellola Grasera
AsientoAsientoTaponesTapones
CuerpoCuerpo

TIPOS DE CUERPOSTIPOS DE CUERPOS
Se fabrican diferentes tipos de cuerpos de válvulas de
control, debido a que estos dependen de su aplicación.
El cuerpo de las válvulas de control puede tener un
asiento sencillo o asiento doble, o sea, el fluido tiene que
pasar a través de uno o dos orificios.
Básicamente, los cuerpos de las válvulas se pueden
dividir, considerando a aquellas válvulas destinadas al
control en :

Tipo Globo con Asiento SencilloTipo Globo con Asiento Sencillo
Su construcción se distingue por el control del flujo
mediante un movimiento lineal del vástago, con uno o
más pasajes de fluido y que normalmente tiene forma
globular a la altura de dichos pasajes.
Se emplean principalmente cuando se requiere de un
cierre hermético.

Tipo Globo con AsientoTipo Globo con Asiento DobleDoble
La ventaja de este tipo de cuerpo esta en la reducción de
las fuerzas que se requieren del actuador debido a que la
presión que actúa sobre el tapón esta equilibrada.
Las válvulas de doble asiento necesitan una fuerza del
actuador relativamente pequeña.

Tipo Globo Cuerpo ReversibleTipo Globo Cuerpo Reversible
Es un tipo de cuerpo que se puede invertir, logrando que
al bajar el vástago la válvula abra en lugar de cerrar o sea
que se le puede cambiar la acción a la válvula de control.
Para realizar esta inversión hay que intercambiar los
asientos, el tapón de un extremo a otro del vástago y la
tapa inferior del cuerpo.

Tipo MariposaTipo Mariposa
Consta de un cuerpo cilíndrico con un disco que
gira sobre un eje que se instala perpendicularmente al
eje del cilindro. Este tipo de cuerpo cuando se acciona
por un actuador neumático, el movimiento del vástago
se convierte en un movimiento rotatorio. Se emplean
cuando se necesita una mínima caída de presión o
cuando la línea de proceso es de diámetro grande.

TipoTipo Tres VTres Vííasas
Este tipo de cuerpo de válvula, se utiliza donde es
necesario controlar dos flujos con una sola válvula; por
ejemplo en el caso de mezclar dos flujos o para dividir en
dos un flujo.

TipoTipo SaundersSaunders
Es recomendable en aquellas aplicaciones en que se
manejan líquidos viscosos o corrosivos, o que contengan
sólidos en suspensión, también cuando se desea que
cierre herméticamente.

EL TAPON EN LAS VALVULAS DE CONTROLEL TAPON EN LAS VALVULAS DE CONTROL
Dispositivo que permite variar el tamaño de la abertura
de pase en el cuerpo de la válvula y regula el fluido de
acuerdo a una característica determinada del proceso. La
posición del tapón esta entre la posición cerrada y la
posición abierta y varía continuamente para controlar el
fluido según los requisitos del proceso.

TIPOS DE TAPONESTIPOS DE TAPONES
TapTapóón Perfil enn Perfil en ““VV”” o Isoporcentualo Isoporcentual
Este tipo de tapón produce características de igual
porcentaje. Tienden a vibrar cuando son de 4” en adelante,
especialmente para servicio de gas y vapor.
Perfil enPerfil en ““VV””
Doble TapDoble Tapóón
Perfil enPerfil en ““VV””
TapTapóón Sencillon n Sencillo

TapTapóón Parabn Parabóólicolico
Se utilizan para flujos bajos porque se necesita un
recorrido del tapón relativamente grande para cambiar el
flujo.
Tomando como punto de partida el tapón perfil en “V” se
desarrollo la característica lineal modificada o parabólica.
ParabParabóólicolico
ParabParabóólicolico

TapTapóónn Abertura RAbertura Ráápidapida
Este tipo de tapón mantiene una relación lineal entre el
flujo y su abertura hasta más o menos un 70% de su
recorrido, aunque el tapón esta diseñado de modo que se
obtenga un flujo máximo con un recorrido pequeño.
Se emplea frecuentemente en sistemas de control ON-
OFF (dos posiciones) entre otros.
Abertura RAbertura Ráápidapida
Abertura RAbertura Ráápidapida

TRIM ENTRIM EN UNAUNA VALVULA DE CONTROLVALVULA DE CONTROL
Es el contorno geométrico de las partes internas de la
válvula que esta en contacto directo con el fluido.
Objetivos del TRIMObjetivos del TRIM
OObtener una relación deseada entre el movimiento del tapón
con respecto al siento y el caudal que deja pasar la válvula.
MMinimizar algunas fuerzas indeseadas que se ejercen en la
válvula.
MMinimizar los efectos de erosión, cavitación, vaporización y
corrosión.

Trim Reducido en las vTrim Reducido en las váálvulas de controllvulas de control
Un TRIM reducido permite que una válvula de control
trabaje con una capacidad reducida mediante un puerto de
tamaño menor que el normal. Los fabricantes han
normalizado esta reducción de capacidad
aproximadamente en un 40% máximo.
Algunas razones para reducir la capacidad de una válvula
de control son:
DDisponer de cuerpos con tamaños suficientemente grandes
como para acomodar aumentos de capacidad a futuro, pero
con tapones diseñados para las condiciones actuales.

DDisponer de cuerpos con puertos suficientemente grandes
para reducir la velocidad del fluido en la entrada y la salida
de la válvula.
EEvitar el empleo de reductores en las líneas.
PPosibilidad de corregir errores por sobre diseño.

CURVAS CARACTERISTICAS EN LASCURVAS CARACTERISTICAS EN LAS
VALVULASDE CONTROLVALVULASDE CONTROL
Es la relación que existe entre la posición del obturador
(fracción de abertura) y el caudal de flujo a través de la
válvula.
Se representa usualmente considerando como abscisas
la carrera del obturador y como ordenadas el porcentaje de
caudal máximo a una presión diferencial constante.
Las curvas características se obtienen mecanizando el
obturador para que al variar el recorrido, el orificio variable
entre el contorno del obturador y el asiento configure la
característica de la válvula.

CaracterCaracteríísticas de Caudal Inherentesticas de Caudal Inherente
Es la característica de un fluido incomprensible fluyendo
en condiciones de presión diferencial constante a través de
la válvula.

CaracterCaracteríísticastica LinealLineal
Iguales incrementos de recorrido determinan iguales
variaciones de caudal.
Su expresión matemática es:
Donde:Donde:
SS = Señal del instrumento.
QQ = Caudal correspondiente a una señal S cualquiera.
( Q / Q( Q / Q maxmax ) = () = ( ∆∆SS / S/ SSS )) con uncon un ∆∆p constantep constante

QmaxQmax = Caudal correspondiente cuando la válvula esta
completamente abierta.
∆∆SS = Variación correspondiente a la señal del instrumento
(Sc – S).
SScc = Señal del instrumento correspondiente a la posición
de cierre de la válvula.
SSoo = Señal del instrumento correspondiente a la posición
de abertura de la válvula.

SSss = Amplitud de la señal del instrumento (So – Sc )

CaracterCaracteríística Perfil enstica Perfil en ““VV”” o Isoporcentualo Isoporcentual
Donde:Donde:
En este tipo de característica, cada incremento en el
recorrido del obturador determina variaciones de caudal
manteniendo siempre el mismo porcentaje de caudal
existente. Su expresión matemática es:
( Q /( Q / QQmaxmax )) / R (/ R ( ∆∆S / S )S / S ) -- 11

QQ = Caudal correspondiente a una señal S cualquiera del
instrumento.
QmaxQmax = Caudal correspondiente cuando la válvula esta
completamente abierta.
∆∆SS = Variación correspondiente a la señal del instrumento (Sc
– S).
SScc = Señal del instrumento correspondiente a la posición de
cierre de la válvula.
SSoo = Señal del instrumento correspondiente a la posición de
abertura de la válvula.

SSss = Amplitud de la señal del instrumento (So – Sc )
RR = Rangoabilidad (dinámica de medida)

CaracterCaracteríística Abertura Rstica Abertura Ráápidapida
Este tipo de característica produce una máxima variación
de caudal a través de la válvula con mínimo recorrido. Esta
característica posibilita el pase de casi la totalidad del
caudal con una pequeña abertura del 25 % del recorrido
total del obturador. No es definible matamáticamente.

CARACTERISTICAS DE CAUDAL INSTALADACARACTERISTICAS DE CAUDAL INSTALADA
La característica de flujo instalada describe el
comportamiento de la válvula estando esta en servicio
(condiciones reales), donde la caída de presión a
través de ella varía con su apertura y otros cambios en
el sistema.

Instalada la válvula de control en el proceso, su
característica de caudal inherente sufre alteraciones, por lo
que la curva real que relaciona el recorrido con el caudal se
aparta de las característica de caudal inherente ya
estudiadas, generándose una nueva curva que recibe el
nombre de característica de caudal instalada.
El diferencial de presión ∆∆pp varía (ya no es constante),
depende de las resistencias de la tubería, de las
características de las bombas, tanques del proceso entre
otros.
∆∆pp == ff (resistencias de las tuberías, características de las
bombas, tanques del proceso)

CoeficienteCoeficiente ““αα””
Factor que permite medir la influencia de una característica
de flujo instalada.
αα == ∆∆Pv min (vPv min (váálvula completamente abiertalvula completamente abierta
∆∆Pv max (vPv max (váálvula en la menor apertura)lvula en la menor apertura)

∆∆PPTT == ∆∆PPVV ++ ∆∆PPLL
Cuando αα = 11 significa que toda la pérdida de carga se
concentra en la válvula independientemente del flujo que
circule, por lo tanto la línea no tiene ninguna influencia en la
característica de flujo. Valores menores de αα indicaran una
creciente incidencia de la instalación.
Si la característica de caudal inherente fuera lineal, ésta
tiende a la apertura rápida conforme la relación αα disminuya,
mientras que las características inherentes igual porcentaje y
parabólica tienden a lineal a medida que aumenta αα.

Concluyendo se puede decir que, si se toma en cuenta
que la característica de caudal instalada tipo lineal es la
mejor solución para la estabilidad del proceso, en la
mayoría de los casos la mejor elección sería una
característica de caudal inherente tipo igual porcentaje o la
del tipo parabólica, ya que presentan una tendencia, una
vez instalada, hacia la linealización.
La importancia de caracterizar una válvula de control es
para compensar los cambios y mantener la estabilidad en
un proceso y mantener constante el producto.

CaracterCaracteríística de caudalstica de caudal
instalada, utilizando unainstalada, utilizando una
caractercaracteríística de caudalstica de caudal
inherente tipo igual porcentaje.inherente tipo igual porcentaje.
CaracterCaracteríística de caudalstica de caudal
instalada, utilizando unainstalada, utilizando una
caractercaracteríística de caudalstica de caudal
inherente tipoinherente tipo parabparabóólicalica..

HERMETICIDAD EN LAS VALVULAS DE CONTROLHERMETICIDAD EN LAS VALVULAS DE CONTROL
La clase de fuga deberá ser determinada según la
aplicación de servicio. La norma que rige la hermeticidad de
las válvulas de control es FCI 70-2 (Fluids Control Institute)
y esta formada por las clases II--III, IV, V y VI.III, IV, V y VI.
La circunferencia del asiento se define como el punto de
contacto entre el tapón y el asiento cuando la válvula se
encuentra totalmente cerrada.

CLASECLASE FUERZA REQUERIDA PARA MANTENER LAFUERZA REQUERIDA PARA MANTENER LA
VALVULA CERRADAVALVULA CERRADA
I - III
IV
Según recomendación del vendedor
5,4 Kgf/mm ó 300 Lbf/pulg de circunferencia
del asiento
V
8,9 Kgf/mm ó 500 Lbf/pulg de circunferencia
del asiento
Según recomendación del vendedorVI
MSS-SP-61
17,9 Kgf/mm ó 1000Lbf/pulg de circunferencia
del asiento.

ACCION DE UNA VALVULA DE CONTROLACCION DE UNA VALVULA DE CONTROL
La acción de una válvula de control es generalmente
definida como Aire Para Cerrar (A.P.CA.P.C) o Aire Para Abrir
(A.P.AA.P.A)
La válvula A.P.CA.P.C sin aplicarle aire al actuador esta
abierta, se cierra cuando se le aplica aire al diafragma o se
abre cuando se le quita aire al diafragma debido a la acción
del resorte.
La válvula A.P.A sin aplicarle aire al actuador esta
cerrada, se abre cuando se le aplica aire al diafragma o se
cierra cuando se le quita aire al diafragma debido a la
acción del resorte.

Para válvulas con cuerpo no reversible la Acción AireAire
parapara CerrarCerrar se obtiene con un actuador neumático directo,
y para las válvulas Aire Para AbrirAire Para Abrir con actuador neumático
inverso.
La elección de la acción de la válvula, Aire Para AbrirAire Para Abrir o
Aire para CerrarAire para Cerrar, depende de la posición que debe tomar la
válvula en caso de falla de aire para que cause el menor
daño posible al equipo y al proceso.

CONSIDERACIONES SOBRE PROTECCICONSIDERACIONES SOBRE PROTECCIÓÓNN
CCONTRA FALLAONTRA FALLA
Las válvulas de control deben diseñarse para tener
protección contra fallas para cumplir con requisitos
operacionales y de seguridad.
La protección contra falla significa la posición en que se
queda la válvula después de la interrupción de la
alimentación del actuador, sea neumático, electrónico o
eléctrico.

ActuadorActuador NeumNeumáático detico de
AcciAccióón Directan Directa
APCAPC
AcciAccióón Inversan Inversa
APCAPC
AcciAccióón Inversan Inversa
APA
AcciAccióón Directan Directa
APA APAAPA

Objetivos de la ProtecciObjetivos de la Proteccióón contra Fallan contra Falla enen
Procesos QuProcesos Quíímicosmicos
CCortar alimentación al proceso.
EEliminar fuente de energía térmica.
RReducir la presión de funcionamiento del sistema.
De no lograrse los objetivos anteriores se tiene:De no lograrse los objetivos anteriores se tiene:
AAumento de la velocidad de las reacciones químicas con
aumentos consecuentes en el calor y la presión.

PPérdida de productos valiosos.
SSalida de desechos por el sistema de alivio.
PPosible daño a los equipos por quemadura, puntos calientes,
carbonización o rotura.
PPosibilidad de lesiones al personal.

AcciAccióón de lan de la
VVáálvula
Tipo deTipo de
Proceso
FallaFalla
Segura
SimboloSimbolo
lvulaProceso Segura
Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerradaAlimentaciAlimentacióón paran para
quemadores dequemadores de
calderascalderas
AlimentaciAlimentacióón paran para
Columnas deColumnas de
FraccionamientoFraccionamiento
Aire para CerrarAire para Cerrar AbiertaAbierta
Suministro de Vapor aSuministro de Vapor a
unun RehervidorRehervidor
Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerrada
Salida en un TanqueSalida en un Tanque
de Reflujode Reflujo
Aire para CerrarAire para Cerrar AbiertaAbierta
AlimentaciAlimentacióón an a
reactoresreactores
Aire para AbrirAire para Abrir CerradaCerrada

DIMENSIONAMIENTO DE UNA VALVULA DEDIMENSIONAMIENTO DE UNA VALVULA DE
CONTROLCONTROL
Dimensionar una válvula de control es seleccionar
correctamente el diámetro del orificio para que permita
dejar pasar el caudal necesario en una tubería.
Un correcto dimensionamiento provee un mejor
funcionamiento de la válvula y hace que el lazo de control
cumpla eficazmente su objetivo.
Para el año 1944, el fabricante de válvulas Masoneilan
introdujo el concepto de CV o KV con la finalidad de
normalizar el cálculo del dimensionamiento.

DEFINICIDEFINICIÓÓN DEN DE ““CVCV”” YY ““KVKV””
CCvv es el caudal de agua en gal/min y a una temperatura de
60 °F que pasa a través de la válvula completamente
abierta produciendo una caída de presión de 1psi.
KvKv es el caudal de agua en m3/h y a una temperatura de
15 °C que pasa a través de la válvula completamente
abierta produciendo una caída de presión de 1Kg/cm2.
1 Cv = 1,17 Kv y 1Kv = 0,86 Cv1 Cv = 1,17 Kv y 1Kv = 0,86 Cv

FACTORESFACTORES PARA EL DIMENSIONAMIENTO DEPARA EL DIMENSIONAMIENTO DE
UNA VALVULA DE CONTROLUNA VALVULA DE CONTROL
CCaída de presión en la válvula
CCaudal
TTemperatura de presión y diseño
CCaracterísticas de flujo y rangoabilidad
GGravedad especifica
CCalidad de vapor
PPresiones de operación

FORMULAS UTILIZADAS EN ELFORMULAS UTILIZADAS EN EL
DIMENSIONAMIENTO DE UN VALVULA DEDIMENSIONAMIENTO DE UN VALVULA DE
CONTROLCONTROL
Formulas RecomendadasFormulas Recomendadas
LLííquidos:quidos:
______________
Cv = QCv = QLL ** √√ GGLL // ∆∆PP
∆P : Diferencial de presión (P1 – P2)
QL : Flujo gpm
GL : Gravedad específica para el líquido

Gases:Gases:
√963963 ∆∆P (PP (Pa1a1 –– PPa2a2))
CvCv ==
QQGG
GGGG TT
QG = Flujo (SCFG)
∆P = Caída de Presión
GG = Gravedad específica del gas
T = Temperatura absoluta

Vapor :Vapor :
CvCv ==
WW
63,463,4√
VV22
((∆∆P)P)
W = Vapor en Lbs/hr
∆P = Máximo diferencial de presión (P1-P2)
V2 = Volumen especifico

FENOMENOS DE CAVITACION Y FLASHINGFENOMENOS DE CAVITACION Y FLASHING
Para mantener un caudal constante en las
inmediaciones de la restricción la velocidad debe
incrementarse a medida que disminuye el área.
La vena contracta en una válvula de control es el punto
donde la velocidad del caudal alcanza un punto
inmediatamente posterior al área mínima, esto es a la
salida de la válvula, correspondiéndole un punto de mínima
presión. Después de la vena contracta, el líquido comienza
a disminuir su velocidad y aumenta la presión.

CondiciCondicióón Normaln Normal

VAPORIZACIVAPORIZACIÓÓN ( FLASHING)N ( FLASHING)
En este tipo de fenómeno el fluido entra a la válvula y la
presión estática en la vena contracta disminuye por debajo
de la presión de vapor del fluido, la presión de salida es
también menor que la presión de vapor del fluido. En este
fenómeno el fluido entra a la válvula como líquido y sale
como vapor.

CAVITACIONCAVITACION
Ocurre en una válvula cuando la caída de presión a
través del orificio primero resulta en una disminución de la
presión por debajo de la presión de vapor del fluido y luego
esta presión se recupera por encima de la presión de vapor,
formándose un burbujeo de vapor y su desaparición a la
salida de la válvula.

ACCESORIOS EN UNA VALVULA DE CONTROLACCESORIOS EN UNA VALVULA DE CONTROL
POSICIONADORESPOSICIONADORES
El posicionador es un accesorio cuyo objetivo es
compensar las fuerzas de desequilibrio que actúan en una
válvula y que influyen en la posición del vástago y hacen
que el control sea errático.
Es un dispositivo semejante a un controlador
proporcional y su función es comparar la señal de salida del
controlador con la posición del vástago de la válvula.

Cuando usar un posicionadorCuando usar un posicionador
CCuando existe retardo en actuadotes de gran capacidad.
FFricción del vástago debido a la empaquetadura.
FFricción debida a fluidos viscosos o pegajosos.
CCuando la respuesta del conjunto válvula – posicionador es
mucha más rápida que el mismo proceso.
RReduce la histéresis y mejora la linealidad.
CCuando se requiere control gama partida.

Posicionador NeumPosicionador Neumááticotico

PosicionadorPosicionador ElectroElectro -- NeumNeumááticotico
El Posicionador recibe una señal electrónica de 4 – 20
ma proveniente del controlador y la convierte en una señal
neumática de 3 – 15 psi. Se comporta como un convertidor
I/P.

POSICIONADOR INTELIGENTEPOSICIONADOR INTELIGENTE
Es un dispositivo electrónico basado en
microprocesadores que ofrece beneficios desde una
programación digital para obtener un mejor beneficio en la
posicion de la válvula de control.
Una ventaja del posicionador inteligente es que puede
ser programado para usar un algoritmo de control de
posición para lograr una mejor respuesta dinámica que un
posicionador neumático convencional.
Un posicionador inteligente debe contener
inicialmente información del fluido del proceso (líquido,
gas o vapor), densidad característica de flujo inherente,
entre otros.

Ventajas del PosicionadorVentajas del Posicionador InteligenInteligentete
CControl PID y algoritmos avanzados
CCorrección de la dinámica del actuador
CCompensación de histéresis
SSe puede realizar diagnostico de la válvula a distancia,sin
tener que colocar el control en modo manual.
CCorrección de la curva característica de la válvula.

VALVULAS DE CONTROL INTELIGENTEVALVULAS DE CONTROL INTELIGENTE
Una válvula inteligente es una válvula con un
posicionador inteligente, teniendo capacidad de control,
esta formada por sensores de presión y temperatura
instalados en el cuerpo de la válvula.
El propósito de los sensores es sensar la presión del
proceso aguas arriba / aguas abajo y la temperatura del
fluido a través del posicionador inteligente, también
existe otro sensor que determina la posición del vástago,
permitiendo así determinar la cantidad de flujo a través
de la válvula. Los sensores están instalados cerca de la
entrada y salida de las bridas.

BridaBrida

Interruptor Final de CarreraInterruptor Final de Carrera
Es utilizado para indicar eléctricamente la posición de la
válvula, así como para actuar sobre otros elementos como
electro-válvulas.

VVáálvula Solenoidelvula Solenoide
Es una válvula que trabaja en función de señales
eléctricas que excitan una bobina y que permite mover un
vástago y de esa manera deja o no deja pasar fluido.
Se utiliza como dispositivo de seguridad ya que en
ausencia de tensión se desenclava pasando a la función
de seguridad utilizando la apertura o no de la válvula
dadas las condiciones del lazo de control.

Escape a laEscape a la
atmosferaatmosfera
Entrada deEntrada de
aireaire
Salida de aire alSalida de aire al
actuadoractuador

Volante ManualVolante Manual
Son considerados como un respaldo o alternativa al medio
de potencia que energiza al actuador.
Se fabrican como cajas de engranaje para permitir el
embrague o desembrague al actuador.

LISTA DE REFERENCIASLISTA DE REFERENCIAS
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control.control. Dresser Valve Division, Masoneilan Operations.
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Departamento de IngenierDepartamento de Ingenierííaa electricaelectrica y electry electróónicanica
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comunicaciones Industriales.
Yamatake-Honeywell. (1973). ControlControl ValvesValves..

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