Cómo seleccionar y dimensionar válvulas de seguridad y válvulas limitadoras de presión
Figura 1: Válvula de seguridad de presión (izquierda) y válvula de alivio de presión (derecha)
Las válvulas de seguridad y las válvulas limitadoras de presión garantizan el funcionamiento seguro de los sistemas presurizados. Ambos tipos de válvulas funcionan como válvulas de sobrepresión, protegiendo los sistemas de tuberías, equipos y recipientes de una presión excesiva. Como la sobrepresión puede provocar daños e incluso explosiones, es importante dimensionar y seleccionar correctamente estas válvulas. Este artículo analiza cinco criterios que deben tenerse en cuenta a la hora de dimensionar y seleccionar válvulas limitadoras de presión y válvulas de seguridad:
- Ajustar la presión
- Presión trasera
- Capacidad de soplado
- Temperatura
- Material de la válvula y de la junta
Índice de contenidos
- Ajustar la presión
- Presión trasera
- Capacidad (capacidad de soplado)
- Temperatura
- Material de la válvula y de la junta
- Preguntas frecuentes
Vea nuestra selección en línea de válvulas de seguridad y alivio
Ajustar la presión
La presión de tarado, o presión de respuesta, de una válvula de seguridad es la presión a la que se abre la válvula. La presión ajustada no debe superar la presión de trabajo máxima admisible (PTMA) del sistema. La PTMA del sistema debe ser al menos un 10% superior a la presión de funcionamiento más alta prevista en circunstancias normales.
La Figura 2 ilustra las diferencias de perfil de presión entre las válvulas limitadoras de presión y las válvulas de seguridad. Obtenga más información leyendo nuestro artículo sobre válvula de seguridad contra válvula de alivio para una comparación detallada entre ambos tipos de válvula.
Figura 2: Caudal de descarga de las válvulas de alivio (1) y de seguridad (2). Estas válvulas alternan entre completamente abiertas (A) y completamente cerradas (B). Otras características importantes son la presión de restablecimiento (C), la presión de ajuste (D), la presión máxima de alivio (E), la purga (F y G) y el valor de cocción a fuego lento (H).
Presión trasera
La contrapresión es la presión en el lado de salida de la válvula de seguridad o de alivio. Puede ser constante o variable y puede afectar a la presión aguas abajo de la válvula y provocar vibraciones (apertura y cierre rápidos). Esto se debe a que el aumento de la contrapresión puede reducir la presión de ajuste y hacer que la válvula se abra repetidamente. Las vibraciones pueden dañar la válvula. Si el sistema tiene una contrapresión variable, asegúrese de que la contrapresión no supere el 10% de la presión de ajuste de la válvula.
Capacidad de soplado
Las válvulas limitadoras de presión y de seguridad deben aliviar la presión a una determinada capacidad de soplado. Varios factores determinan la capacidad de soplado o de descarga de una válvula de seguridad, como la geometría de la válvula, la temperatura del medio y el área de descarga de alivio. La capacidad de soplado se expresa en metros cúbicos por hora (m³/h), galones por minuto (gpm) o libras por hora (lbs/hr).
Una válvula limitadora de presión debe descargar una cantidad de fluido adecuada para garantizar que la presión del sistema nunca supere la sobrepresión especificada. Por lo tanto, es crucial evaluar todas las posibles causas y fuentes que provocan una sobrepresión en el sistema. Algunos ejemplos de estas causas podrían ser el fallo de cierre de una válvula de cierre, el fallo de un sistema de control o de una bomba, un incendio, reacciones químicas incontroladas y el aislamiento del recipiente. El análisis de estos factores determina la capacidad de descarga necesaria de la válvula de seguridad/alivio de presión. La capacidad nominal bruta de alivio de la válvula (o válvulas) de seguridad debe ser mayor que la capacidad requerida determinada a partir de las pruebas de análisis de fallos del sistema en el peor de los casos.
Temperatura
La temperatura del medio afecta a la viscosidad (la viscosidad del medio disminuye al aumentar la temperatura) y, por tanto, al flujo del medio. Esto, a su vez, afecta a la capacidad de soplado necesaria. Además, hay que tener en cuenta la temperatura al seleccionar la válvula y el material de la junta.
Material de la válvula y de la junta
El material debe ser compatible con el medio y la temperatura de funcionamiento del sistema. Por ejemplo, las válvulas limitadoras de presión de acero inoxidable son adecuadas para medios corrosivos y altas temperaturas de funcionamiento. Las válvulas limitadoras de presión y las válvulas de seguridad de latón son más adecuadas para medios neutros y no corrosivos. Lea nuestro artículo sobre la resistencia química de los materiales para obtener más detalles sobre la idoneidad de diversos materiales para distintos medios.
Válvula de seguridad de asiento blando frente a asiento duro
Una válvula de seguridad de asiento duro es una válvula de asiento metal-metal. Estas válvulas tienen un disco o bola metálica como superficie de sellado interno contra el orificio. Una válvula de seguridad de asiento duro es una opción excelente para aplicaciones de alta temperatura y entornos corrosivos. Una válvula de seguridad de asiento blando utiliza un material elastómero como teflón, FKM, PTFE o nitrilo. Las válvulas de seguridad de asiento blando no son adecuadas para aplicaciones que impliquen temperaturas extremadamente altas, pero proporcionan un mayor grado de estanqueidad en comparación con las válvulas de seguridad de asiento duro.
Preguntas frecuentes
¿Cómo se determina el tamaño de la válvula de seguridad o de alivio de presión?
Tenga en cuenta la presión de ajuste, la contrapresión, la capacidad de soplado, la temperatura y el material de la válvula a la hora de seleccionar y dimensionar las válvulas de seguridad o de alivio de presión. La presión de trabajo máxima admisible (PTMA) del sistema debe ser al menos un 10% superior a la presión de funcionamiento más alta prevista en circunstancias normales.
¿Se puede sobredimensionar una válvula de seguridad?
Sobredimensionar una válvula de alivio es una práctica común. Sin embargo, un sobredimensionamiento puede provocar una alta presión de entrada o contrapresión. Pueden producirse atragantamientos en el interior de la válvula, lo que puede dañarla.