Válvulas de alivio de presión - Una guía completa
Figura 1: Válvula de alivio de presión
Una válvula de alivio libera gas o líquido de un sistema de fluidos cuando la presión excede un umbral especificado, evitando posibles daños. Generalmente emplea un mecanismo cargado por resorte que abre la válvula cuando la presión de entrada supera el punto de ajuste; esto permite que se descargue el exceso de presión hasta que vuelve a niveles seguros. Estas válvulas son esenciales en sistemas de calderas, calentadores de agua, plantas químicas, reactores nucleares y sistemas hidráulicos. Este artículo proporciona una visión general completa de las válvulas de alivio de presión, detallando su forma constructiva, principios de funcionamiento, aplicaciones y procedimientos de instalación.
Tabla de contenidos
- ¿Cómo funciona una válvula de alivio de presión?
- Cómo ajustar una válvula de alivio de presión
- Símbolo de válvula de alivio de presión
- Aplicaciones de válvulas de alivio de presión
- Diferencias entre válvulas de alivio de presión y válvulas de seguridad
- Criterios de selección
- Instalación de válvulas de alivio de presión
- Preguntas frecuentes
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¿Cómo funciona una válvula de alivio de presión?
Una válvula de alivio de presión de acción directa (Figura 2) tiene una entrada, una salida y un mecanismo de control de flujo (por ejemplo, un obturador) soportado por un resorte ajustable. Estas válvulas tienen dos formas constructivas para ajustar el resorte: externa e interna.
- Externa: Una forma constructiva externa permite ajustar el resorte con una perilla o manija que se atornilla en el exterior de la válvula.
- Interna: Una forma constructiva interna tiene una tuerca o tornillo dentro de la carcasa de la válvula que gira en cualquier dirección para aflojar o tensar el resorte. La forma constructiva interna requiere un desmontaje parcial de la válvula para ajustar la rigidez del resorte.
Una válvula de alivio de presión de acción directa limita que la presión en un sistema suba por encima de un límite establecido. El resorte de la válvula (Figura 2 etiquetada A) determina el límite. Si la presión del medio del sistema no es lo suficientemente alta, no abrirá el mecanismo de apertura de la válvula (Figura 2 etiquetada B).
El mecanismo de apertura se activa cuando la presión del medio alcanza la presión de apertura de la válvula; la válvula entonces descarga el medio a la atmósfera, ralentizando el aumento de presión en el sistema.
Finalmente, cuando la presión del sistema alcanza el límite de presión establecido de la válvula, la válvula está completamente abierta y todo el medio se descarga a través de la válvula. Esto detiene el funcionamiento de cualquier componente aguas abajo hasta que la presión se reduce lo suficiente para que la válvula comience a cerrarse.
Figura 2: Diagrama de válvula de alivio de presión (izquierda). Diagrama ampliado del mecanismo de la válvula (derecha): resorte (A), disco u obturador (B).
Cómo ajustar una válvula de alivio de presión
Para modificar la configuración de presión de una válvula de alivio de presión ajustable, primero localice el mecanismo de ajuste, que puede ser un tornillo o una perilla. Use la llave Allen del tamaño apropiado para girar el tornillo de ajuste. El giro hacia la derecha generalmente aumenta la configuración de presión, mientras que el giro hacia la izquierda la disminuye. Asegúrese de que el sistema esté completamente despresurizado antes de modificarlo para evitar lesiones o daños al equipo.
Por ejemplo, un rango de presión ajustable de 2-8 bar indica que la válvula se puede configurar para aliviar la presión entre 2 y 8 bar. Gire el tornillo dentro de este rango para lograr la presión de ajuste deseada.
Símbolo de válvula de alivio de presión
Figura 3: Símbolos de válvula de alivio de presión: tipos fijos (arriba) y ajustables (abajo)
El símbolo de una válvula de alivio de presión fija (Figura 3 arriba) presenta una caja cuadrada con "P" y "R" y una línea en zigzag, indicando un dispositivo que se activa a una presión establecida de fábrica para prevenir la sobrepresión. El símbolo de la válvula de alivio de presión ajustable (Figura 3 abajo) incluye una flecha a través de la línea en zigzag, lo que significa que los operadores pueden modificar la presión de activación para adaptarse a los cambios en los requisitos del proceso.
Aplicaciones de válvulas de alivio de presión
Evitar la cavitación
La cavitación ocurre cuando la presión en un líquido cae rápidamente por debajo de la presión de vapor. Si una bomba centrífuga bombea contra un sistema cerrado, la sobrepresión debe descargarse dentro de la carcasa de la bomba. Esto causa áreas de baja presión, que pueden potencialmente causar cavitación.
Al abrirse proporcionalmente con los aumentos de presión, las válvulas de alivio de presión desvían la carcasa. Esto descarga lentamente el exceso de presión. Al evitar la cavitación, aumenta la vida útil de la bomba. Aprenda más leyendo nuestras guías sobre cavitación y flashing y cavitación en bombas, válvulas y tuberías.
Circuitos de enfriamiento/calefacción
Los flujos pueden variar significativamente con cargas intermitentes o durante el arranque o apagado. Las reacciones de calderas o reactores conectados pueden hacer que la presión aumente o disminuya desproporcionadamente a la entrada generada por equipos controlados por el usuario (por ejemplo, bombas e intercambiadores de calor). Las válvulas de alivio de presión ayudan a evitar cambios de presión inesperados en los circuitos de calefacción.
Sistemas con equipos sensibles
De manera similar, la presión excesiva puede dañar equipos en sistemas neumáticos con múltiples componentes. Una válvula de alivio de presión puede evitar fallas prematuras del equipo y ser parte de un plan de mantenimiento preventivo.
Diferencias entre válvulas de alivio de presión y válvulas de seguridad
Las válvulas de alivio de presión se abren gradualmente y mantienen los sistemas de fluidos equilibrados durante las operaciones normales. Son parte de las operaciones del sistema. Las válvulas de seguridad, sin embargo, se abren completamente cuando es necesario para prevenir fallas del sistema liberando el exceso de presión. Continúan liberando presión a la atmósfera hasta que es seguro, incluso si cae por debajo del umbral.
La forma en que estas válvulas manejan la presión es diferente. Las válvulas de alivio de presión se cierran rápidamente después de abrirse. Se cierran cerca de la presión establecida. Las válvulas de seguridad se cierran más lejos de la presión establecida y tienen un aumento lento antes de abrirse completamente.
Lea nuestro artículo sobre las diferencias entre válvulas de seguridad de presión y válvulas de alivio de presión para obtener más información.
Criterios de selección
Al seleccionar una válvula de alivio de presión, considere los siguientes criterios. Lea nuestra guía sobre selección de válvulas de alivio de presión y válvulas de seguridad para obtener más información.
- Presión de ajuste: La presión de ajuste es el punto en el que se abre la válvula de alivio. Elija una válvula con un rango de presión de ajuste que coincida con las condiciones de operación del sistema. Una presión de ajuste demasiado baja puede causar una apertura prematura, mientras que un ajuste demasiado alto corre el riesgo de sobrepresión. Una válvula ajustable es ventajosa si se desconoce la presión de ajuste deseada o posiblemente cambie durante la vida útil de la válvula.
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Materiales del cuerpo y del sello: Asegúrese de que los componentes de la válvula sean compatibles con el medio.
- Los materiales comunes del cuerpo son latón y acero inoxidable. El latón es adecuado para uso general, ofreciendo buena resistencia a la corrosión. El acero inoxidable es ideal para entornos hostiles, proporcionando una resistencia superior a la corrosión y a la temperatura.
- El material del sello puede ser FKM o Teflón. El FKM proporciona una excelente resistencia química y es adecuado para aplicaciones de alta temperatura que involucran aceites y solventes, aunque no es resistente al metanol, agua caliente o vapor. El PTFE (Teflón) es altamente resistente a casi todos los fluidos pero no es flexible.
- Descarga: La capacidad de descarga es el volumen que la válvula puede descargar por hora. Asegúrese de que la capacidad coincida con los posibles escenarios de sobrepresión. Una capacidad insuficiente puede no aliviar la presión lo suficientemente rápido, mientras que una capacidad excesiva puede conducir a una descarga innecesaria.
Instalación de válvulas de alivio de presión
Las válvulas de alivio de presión funcionan mejor aguas abajo de las zonas de alta presión en un sistema. Una aplicación común es instalar una válvula cerca de la descarga de una bomba. Lea nuestra guía sobre instalación de válvulas de alivio de presión y válvulas de seguridad para obtener más información.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una válvula de alivio de presión?
Una válvula de alivio de presión limita o controla la presión en un sistema. Se abre automáticamente a una presión establecida y proporciona un alivio proporcional y lento.
¿Una válvula de alivio de presión reduce el flujo?
Sí, pero esto solo ocurre cuando la presión excede el nivel establecido. Durante el funcionamiento regular, las presiones no deberían exceder el nivel establecido, y la válvula debería permanecer cerrada.
¿Qué se debe buscar al seleccionar una válvula de alivio de presión?
Flujo máximo, presión máxima y la naturaleza del medio. Los medios corrosivos pueden requerir diferentes sellos, diafragmas o cuerpos. Asegúrese de que la válvula tenga las aprobaciones necesarias para su aplicación.
¿Pueden las válvulas de alivio de presión prevenir el golpe de ariete?
Sí, ciertos modelos pueden. Para evitar completamente el golpe de ariete, use un modelo específico que pueda acomodar tanto el alto caudal como las presiones diferenciales comunes en un escenario de golpe de ariete.
¿Qué es una válvula de alivio de presión en un calentador de agua?
Una válvula de alivio de presión en un calentador de agua es un dispositivo de seguridad que libera el exceso de presión para evitar daños o explosión del tanque cuando la presión o la temperatura exceden los límites seguros.
¿Cuándo reemplazar una válvula de alivio de presión?
Reemplace una válvula de alivio de presión si tiene fugas, muestra corrosión o daños, no se abre a la presión establecida, o tiene más de 3-5 años, según las pautas del fabricante y las condiciones.
