Cómo Seleccionar las Válvulas para Sistemas de Fluidos Industriales

Cómo Seleccionar Válvulas Aplicando el Método STAMPED

El coeficiente de caudal, o C_v, es la cantidad de agua en galones estadounidenses por minuto que fluirá a través de una válvula con una caída de presión de 1 psi a través de la válvula y a una temperatura de 60°F. Con los fluidos compresibles, como los gases, calcular y utilizar el parámetro C_v para predecir el caudal es más complejo, pero sigue siendo un medio eficaz para dimensionar las válvulas para una aplicación determinada.

Los factores de diseño de la válvula que influyen en el C_v incluyen el tamaño y la geometría del paso del caudal; el tamaño del orificio de la válvula afecta al caudal del fluido que la atraviesa. Cuanto más grande es el orificio, mayor es la capacidad de caudal potencial. Los orificios de los diferentes tipos de válvulas pueden variar considerablemente; por ejemplo, una válvula de bola ofrecerá una resistencia mínima al caudal, pero una válvula de aguja puede restringir o reducir el caudal. Estas deben ser consideraciones en su proceso de selección.

En caso de duda, consulte a su fabricante—un buen fabricante le ayudará a dimensionar la válvula que necesita. Además de la guía para ayudarle a dimensionar las válvulas, Swagelok ofrece una práctica calculadora de C_v  que puede utilizarse como punto de partida para seleccionar la válvula correcta para su aplicación.

 

T: ¿Cómo Influye la Temperatura en la Selección de Válvulas?

Tenga en cuenta las temperaturas a las que su válvula funcionará. Esto incluye tanto la temperatura de los fluidos del sistema que su válvula ayudará a controlar como la temperatura de servicio del entorno circundante. La pregunta es: “¿Las temperaturas serán constantes o cambiarán con frecuencia?” Estas condiciones pueden influir en la selección de la válvula o en la frecuencia con la que tendrá que realizar el mantenimiento preventivo.

Piense en las fluctuaciones de temperatura que pueden hacer que los materiales de cierre se dilaten y se contraigan. Asimismo, los componentes metálicos pueden perder fuerza a temperaturas más altas, reduciendo los índices de presión. Es importante comprobar con el fabricante si las válvulas han sido probadas completamente y al límite de sus condiciones de servicio.

R: ¿Qué Factores de Diseño de Válvulas Debe Tener en Cuenta para las Aplicaciones?

Es fundamental comprender qué función debe desempeñar la válvula en su sistema. ¿Necesita abrir o cerrar el caudal? ¿Regular el nivel de caudal? ¿Controlar la dirección del caudal? ¿Proteger el sistema de excesos de presión? ¿Qué tipos de válvulas tiene disponibles Swagelok?

Las respuestas a estas preguntas guiarán el tipo de válvula que seleccionará para el diseño de su sistema. Una vez más, piense como ejemplo una sencilla válvula de bola de dos vías. Aunque algunas válvulas de bola de otros fabricantes pueden ofrecer una función de regulación, la mayoría de las válvulas de bola no deben utilizarse ni para regular ni para reducir el caudal, y están pensadas para ser utilizadas en posición totalmente abierta o totalmente cerrada. Si su intención es reducir o regular el caudal, una mejor opción podría ser una válvula de aguja o de regulación.

M: ¿Por qué Es Importante la Selección del Material?

La selección adecuada del material de la válvula hará que el fluido de proceso dentro de su sistema sea compatible con la composición de los materiales  de ésta. Asegúrese de que los cuerpos, asientos, puntas de vástago y otros componentes de materiales más blandos de sus válvulas sean compatibles con los fluidos del sistema. La incompatibilidad puede dar lugar a problemas de corrosión, fragilidad o agrietamiento por corrosión bajo tensión—todo lo cual puede plantear riesgos de seguridad, así como problemas de producción caros.

Al igual que con la temperatura, también debe considerar dónde se pondrá en servicio la válvula. ¿Operará en un ambiente climatizado, como el interior de una planta o un armario caldeado de instrumentos ? ¿Estará al aire libre, expuesta a elementos como la luz solar directa, la lluvia, la nieve, la escarcha, el hielo y la fluctuación de la temperatura? ¿Un entorno marino con alta exposición a los cloruros? Las válvulas y sus componentes están fabricadas con diversos materiales. Elija los que mejor se adapten a estos factores para maximizar la longevidad y la funcionalidad de las válvulas.

P: ¿Cómo Influye la Presión en los Criterios para Seleccionar Válvulas?

La presión es otra consideración importante en su criterio de selección de válvulas. Observe los dos contextos diferentes en los que se utiliza el término:

• Presión de servicio: La presión de operación normal de su sistema.
• Presión de diseño: La presión máxima permitida por el fabricante de la válvula; nunca exceda este límite, excepto en pruebas controladas.

La limitación de la presión de un sistema de fluidos se basa en su componente de menor rango—recuérdelo cuando seleccione su válvula. La presión y la temperatura del fluido de proceso tienen un impacto considerable en el rendimiento de los componentes. La válvula que seleccione debe mantener la presión y funcionar cuando sea necesario y bajo un amplio rango de temperaturas y presiones.

El diseño de la válvula, la selección de materiales de la válvula y la aprobación son aspectos críticos del rendimiento de la ésta. También recuerde que la presión y la temperatura influyen considerablemente entre sí. Generalmente, a medida que la temperatura del fluido de proceso aumenta, la clasificación de la presión de servicio disminuirá.

E: ¿Cómo Elegir las Conexiones Finales Adecuadas?

Las válvulas se suministran con una gran variedad de conexiones finales diferentes, como racores para tubo integrales, roscas para tubería, bridas para tubería, extremos soldados, etc. Aunque tradicionalmente no se asocia con el diseño de la válvula, la selección de la conexión final es fundamental para la composición general de la válvula y su capacidad para mantener un sistema estanco. Asegúrese de que las conexiones finales sean apropiadas para la presión y la temperatura de su sistema y que tengan el tamaño correcto—la conexión final correcta puede simplificar la instalación y evitar puntos de fuga adicionales.  

D: Entrega

Una vez que haya considerado cada uno de estos factores y haya seleccionado la válvula más apropiada para su aplicación, la siguiente pregunta es: "¿Cuándo necesito las válvulas? ¿Cuántas necesito?"

La selección de válvulas es una parte integral del diseño de sistemas de fluidos seguros y eficientes. La entrega a tiempo y el suministro fiable son tan importantes para mantener su sistema de fluidos operativo y eficiente como cualquier otro factor. Como último paso del método STAMPED, examine a sus proveedores. ¿Pueden entregar los componentes que necesita, cuando los necesita? ¿Es fácil la comunicación con ellos? ¿Trabajarán con Vd. para entender las necesidades de su sistema?