Componentes y Funcionamiento de las Válvulas de Control Industrial

Partes de la Válvula

Las válvulas de control se componen fundamentalmente del cuerpo, la tapa y las partes internas (obturador y asientos).

El Cuerpo de la Válvula

• Función: Por él circula el producto y en su interior aloja al obturador y el asiento.
• Requerimientos: Debe resistir la temperatura y presión, tener un tamaño adecuado y ser resistente a la erosión o corrosión producidas por el fluido.
• Conexiones a la tubería: Pueden ser roscadas (hasta 2") o bridadas.
• Tipos de bridas: Las bridas pueden ser planas, de resalte, machihembradas o machihembradas con anillo.
• Conexiones soldadas: Pueden realizarse con encaje o con soldadura a tope.
• Materiales: El cuerpo suele fabricarse en hierro, acero y acero inoxidable.

Tipos de Tapas

1. Tapa normal: Utilizada para temperaturas de fluido entre 0 y 220 ºC.
2. Tapa con aletas de radiación (circular o vertical): Para temperaturas entre -20 y 450 ºC. Se recomienda que, por encima de los 350 ºC, la válvula se monte invertida.
3. Tapa con columnas de extensión: Empleada cuando el fluido se encuentra a temperaturas muy bajas.
4. Tapa con fuelle de estanqueidad: Para rangos de temperatura entre -20 y 450 ºC.

Criterio para la Selección de Válvulas de Control

La selección se basa en el coeficiente "R":

• Si R ≥ 0,50: Se selecciona una válvula lineal.
• Si 0,35 < R < 0,5: La selección se realiza teniendo en cuenta otras consideraciones técnicas.
• Si R ≤ 0,35: Se selecciona una válvula de igual porcentaje.

Fenómenos Críticos: Flashing y Cavitación

Flashing

Si a la salida de la válvula la presión del líquido se encuentra por debajo de la presión de vapor, las burbujas permanecerán en el fluido. Este fenómeno es conocido como flashing. El daño producido es enorme, causando laminación tanto en el obturador como en el asiento.

Cavitación

Si la presión del líquido vuelve a ser superior a la presión de vapor, las burbujas implotan, produciendo destrozos mecánicos en la válvula. Este fenómeno se conoce como cavitación.

Clasificación según la Recuperación de Presión

Dependiendo del valor que alcance la presión después de la válvula, estas se clasifican en:

• Alta recuperación de presión: Son factibles de producir cavitación (ejemplo: válvulas de Globo).
• Baja recuperación de presión: Tienden a producir flashing (ejemplo: válvulas de Mariposa).

Origen del Ruido en las Válvulas

Vibraciones Mecánicas

Son debidas a la turbulencia creada en el fluido por la propia válvula. Las vibraciones mecánicas se originan por el choque del fluido con las partes móviles de la estructura.

Ruido Aerodinámico

Resulta de la transformación de la energía cinética de los gases en energía acústica tras el paso del fluido por el orificio. Se produce principalmente cuando los gases o vapores circulan en régimen turbulento.

Ruido Hidrodinámico

Este tipo de ruido tiene tres orígenes posibles: la turbulencia del líquido, la cavitación o el flashing.

Configuraciones de Acción y Seguridad

A continuación se detallan las secuencias de proceso, señal y seguridad (Fail Closed / Fail Open):

• D D I FC
• D I D FO
• I I I FC
• I D D FO

Proceso - Señal - Válvula de Seguridad