Criterios Básicos para la Selección de Válvulas

En este documento de nivel básico pretendemos razonar unos criterios lógicos que cualquier ingeniero de aplicación seguiría paso a paso para la selección de Válvulas de acuerdo al proceso o proyecto de instalación. Tiene un interés didáctico desde el punto de vista formativo por la secuencia de parámetros a tener en cuenta.

Formación

La gama de diseños y tipos de Válvulas industriales disponibles en el mercado actual, independientemente de marcas y características diferenciadoras de tipo comercial, es muy amplia y ofrece múltiples posibilidades al ingeniero de aplicación y cualquier persona técnico o comercial que tiene que tomar una decisión acerca de la selección de los correctos equipos para cada escenario.
Debemos, por tanto, seguir una lógica secuencia de parámetros a tener en cuenta ante una elección. Naturalmente todos estos parámetros están influenciados por factores ajenos al aspecto técnico tales como disponibilidad del producto, logística, economía, tendencias en planta, mantenimiento y otros de similar naturaleza que deben de influir también en la justa elección del producto.

1.- Elección del tipo de válvula de acuerdo a su función
Nuestra primera base de elección estará basada en la función de la válvula o equipo debe de realizar en la planta para ello distinguiremos las siguientes funciones:

  1. Aislamiento: Deseamos interrumpir el flujo de la línea en de forma total y cuando sea preciso.
  2. Retención: Necesitamos impedir que el flujo no retroceda hacia la zona presurizada cuando esta decrece o desaparece.
  3. Regulación: Queremos  modificar el flujo en cuanto a cantidad, desviarlo, mezclarlo o accionarlo de forma automática.
  4. Seguridad: Necesitamos proteger equipos y personal contra la sobre presión.

Ahora bien dentro de cada tipo de válvula existen muy diferentes diseños que responden a exigencias de planta, instalación, tipos de materiales y disponibilidades. (Ver apartado “Válvulas Industriales – Glosario y Definiciones).

2.- Determinación de la Presión Nominal
El siguiente factor es determinar el Rating o Presión Nominal de Diseño de la válvula, este factor esta determinado por los datos de proceso en planta, fundamentalmente por la intersección entre presión de trabajo efectiva y temperatura de trabajo efectiva. Existen unas presiones de diseño o Rating de fabricación estándar sobre los que especificar, estos difieren entre las Normas DIN o ANSI, los más comunes se representan en la siguiente tabla con su equivalencia más cercana:

DIN                               ANSI

PN 10                             Clase 125
PN 16                             Clase 150
PN 25                             Clase 300
PN 40                             Clase 600
PN 64                             Clase 900
PN 100                           Clase 1500
PN 250                           Clase 2500

Estas clases de presión nominal no deben de tomarse mas que como una selección de la válvula en función de la curva de intersección entre la presión y la temperatura máxima del proceso. Debemos de considerar siempre que la presión máxima decrece con el aumento de la temperatura y viceversa. (Referirse a las tablas de relación entre presión y temperatura de acuerdo a DIN y ANSI ubicada en nuestra sección COMUNICACIÓN “Boletines y Documentación Técnica”).

3.- Determinación de los materiales constructivos
En función del factor anterior (presión x temperatura) así como la compatibilidad química y de resistencia a la corrosión y erosión de los fluidos, debemos de escoger los materiales constructivos de las diversas partes de la válvula.

Desde el punto de vista de selección de materiales de una válvula debemos de considerar siempre los siguientes:

  1. Cuerpo retenedor de presión, parte húmeda en contacto con el fluido.
  2. Partes blandas y empaques
  3. Tornillería de unión y recubrimientos exteriores.

Sobre el cuerpo observaremos que el material disponible sea compatible con el fluido en términos de compatibilidad química (Ver Buscador de Compatibilidad de Materiales ubicado en nuestra sección de Utilidades ubicada en el portal de entrada de nuestro Web). No solamente observaremos esta compatibilidad sino también otros factores encaminados a la abrasión (velocidad en línea o naturaleza del fluido), en estos casos podemos seleccionar un revestimiento interno que manteniendo el material metálico base impida el contacto entre el flujo y este (por ejemplo: revestimiento de Caucho natural blando en casos de fluidos “slurries” en minería).

Para determinar el material de empaques o sellado internos y externos será determinante la temperatura y la compatibilidad del material de sellado con el fluido. En este caso hay que observar los límites de temperatura recomendados por los fabricantes de las juntas y empaques. (Por ejemplo: no superar los 90ºC en el caso de NBR). El sellado de la válvula es fundamental, distinguimos dos tipos de sello: sellado al órgano de cierre (interno) y sellado atmosférico (externo).

Finalmente, aunque de menor importancia, observaremos el material de unión de las partes, entendiendo estos como la Tornillería y los recubrimientos de pintura exteriores. Este factor es de importancia a los únicos efectos de la corrosión ambiental en planta. (Por ejemplo: ambiente salino, corrosivo…etc.).

4.- Selección del accionamiento
Las Válvulas pueden ser accionadas de diversas formas:

  1. Manualmente
  2. Auto accionadas por el propio fluido
  3. Accionadas por actuadores externos

La selección del tipo de accionamiento esta condicionada por las necesidades en planta; por ejemplo accesibilidad a la válvula, frecuencia de operación, disponibilidad de energía auxiliar, economía, grado de exactitud requerido en la operación…., estos factores quedan dentro de la casuística de cada proyecto.

5.- Selección del Tamaño (DN) de la Válvula
Las Válvulas están normalizadas a un tamaño o Diámetro Nominal de acuerdo a los Estándares internacionales. El dimensionado de la válvula se realizara de acuerdo al caudal de circulación en línea y otros factores del proceso. (Referirse a las formulas de dimensionado ubicadas en nuestra sección técnica). Cuando seleccionemos la válvula tenemos que considerar aspectos como la Cavitación y presión diferencial entre otros (ver apartado “Válvulas Industriales – Glosario y Definiciones).

6.- Criterios comerciales generales
Las pautas anteriormente descritas deben de ser finalmente juzgadas por el ingeniero de aplicación bajo unos criterios comerciales que rigen en el mercado, tales como la disponibilidad y economía.
Es obvio que con la utilización de materiales y un Rating de alto rendimiento nunca erraremos en una instalación de fluidos neutros con poca presión pero esto no sigue un criterio comercial.

Es por ello que el personal a cargo de la selección de la válvula tiene muy poco margen de maniobra al alza, estando aquí la dificultad de esta tarea: la selección de la válvula correcta para el proceso correcto, sin margen de error y con la fiabilidad que pueda respaldar el sector profesional integrado por fabricantes de Válvulas, fabricantes de componentes, especialistas de producto e ingenieros de aplicación.

Este documento presenta una condensación excesiva de lo que realmente es un laborioso trabajo de selección de Válvulas. Se recomienda consultar otros apartados de nuestro Web para completar esta información como por ejemplo:

-Sección “Utilidades” Compatibilidad de Materiales
-Sección “Consultas On-line”  Formularios de Consulta por tipo de Válvulas
-Sección “Postventa” Manuales de Mantenimiento; Consejos prácticos de mantenimiento
-Sección “Productos” Leyenda de Aplicación en color
-Sección “Comunicación” Tablas diversas

Naturalmente, nuestros especialistas técnicos están a disposición de cualquier demanda general o particular sobre este capitulo. Comunica con nosotros a través del buzón de consultas formacion@comeval.es
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