VALVULAS DE CONTROL

La válvula de control es una parte crítica del lazo de control. La válvula de control manipula el control de un fluido, como gas, vapor, agua o compuestos químicos para compensar la alteración de la carga y mantiene el proceso regulado variable lo más cerca posible del punto de ajuste deseado.

¿Dudas, Consultas?

Las plantas de proceso consisten en cientos, o incluso miles, de lazos de control, todos conectados en red para producir un producto para ser ofrecido a la venta. Cada uno de estos lazos de control está diseñado para mantener algunas variables importantes del proceso como la presión, flujo,  nivel, temperatura, etc. dentro de un rango de operación requerido para asegurar la calidad del producto final. Cada uno de estos lazos recibe y crea internamente perturbaciones que afectan negativamente en el proceso, y la interacción de otros lazos en la red proporciona perturbaciones que influyen en la variable del proceso.

Partes de una Válvula de Control

Para reducir el efecto de estas variaciones de carga, los sensores y transmisores recopilan información sobre la variable del proceso y su relación con algún punto de ajuste deseado. Un controlador entonces procesa esta información y decide qué debe hacerse para que la variable del proceso vuelva a estar donde debe estar después de que ocurra una perturbación de carga. Cuando se han realizado todas las mediciones, comparaciones y cálculos, algún tipo de elemento de control final debe implementar la estrategia seleccionada por el controlador.

Principios de Operación

El elemento de control final más común en las industrias de control de procesos es la válvula de control. La válvula de control manipula un fluido como gas, vapor, agua o compuestos químicos, para compensar la perturbación de la carga y mantener la variable del proceso regulado lo más cerca posible del punto de ajuste deseado.

Las válvulas de control pueden ser la parte más importante, pero a veces la más descuidada, de un lazo de control. La razón es usualmente la falta de familiaridad del ingeniero de instrumentos con las muchas facetas, terminologías y áreas de las disciplinas de ingeniería tales como mecánica de fluidos, metalurgia, control de ruido y diseño de tuberías y recipientes que pueden estar involucrados dependiendo de la severidad de las condiciones de servicio.

Cualquier lazo de control normalmente consiste en un sensor de la condición del proceso, un transmisor y un controlador que compara la «variable del proceso» recibida del transmisor con el «punto de ajuste», es decir, la condición del proceso deseada. El controlador, a su vez, envía una señal correctiva al «elemento de control final», la última parte del lazo y el «músculo» del sistema de control del proceso. Mientras que los sensores de las variables del proceso son los ojos, el controlador el cerebro, el elemento de control final son las manos del bucle de control. Esto lo convierte en la parte más importante, y a veces la menos comprendida, de un sistema de control automático. Esto se debe, en parte, a nuestro fuerte apego a los sistemas electrónicos y a las computadoras, causando cierta negligencia en la comprensión y el uso apropiado de todo el hardware importante.

Las válvulas de control regulan automáticamente la presión y/o el caudal, y están disponibles para cualquier presión. Si diferentes sistemas de planta operan hasta y en combinaciones de presión y temperatura que requieren válvulas Clase 300, algunas veces (cuando el diseño lo permite), todas las válvulas de control elegidas serán Clase 300 por su capacidad de intercambio. Sin embargo, si ninguno de los sistemas excede los rangos para las válvulas Clase 150, esto no es necesario.

Las válvulas de globo se utilizan normalmente como válvulas de control, y sus extremos suelen estar embridados para facilitar el mantenimiento. Dependiendo de su tipo de alimentación, el disco es movido por un actuador hidráulico, neumático, eléctrico o mecánico. La válvula modula el caudal mediante el movimiento de un obturador de la válvula en relación con la(s) conexión(es) situada(s) en el cuerpo de la válvula. El obturador de la válvula está unido a un vástago de la válvula, que a su vez está conectado al accionamiento.

Disposición de la válvula de control

La imagen de abajo muestra cómo se puede usar una válvula de control para controlar la tasa de flujo en una línea. El «controlador» recibe las señales de presión, las compara con la caída de presión para el flujo deseado y si el flujo real es diferente, ajusta la válvula de control para aumentar o disminuir el flujo.

Se pueden hacer arreglos comparables para controlar cualquiera de las numerosas variables del proceso. La temperatura, la presión, el nivel y el caudal son las variables controladas más comunes.

Válvulas Reguladora o Reductora de Presión para Agua con Piloto

La válvula reductora de presión reduce automáticamente una presión alta de entrada a una presión estable aguas abajo, sin importar los cambios de rangos de flujo y/o la variación de presión de entrada. Esta es una válvula precisa operada por piloto regulador capaz de mantener presión aguas abajo a un límite predeterminado. Cuando la presión aguas abajo excede el punto de ajuste del piloto de control, la válvula principal y el piloto se cierran herméticamente. Si se agrega una válvula de retención en la configuración y existe un regreso de presión, la presión aguas abajo es admitida en la cámara principal en la tapa cerrando la válvula para prevenir el flujo inverso.

Válvulas de Alivio para Agua con Piloto

La válvula de control de alivio rápido funciona para control de seguridad, fue diseñada para proteger el sistema mediante la liberación de los picos de presión a la atmósfera rápidamente causado por cambios repentinos en la velocidad de agua porque las bombas se ponen fuera de servicio frecuentemente en agua en la línea de elevación de la red. Cuando la presión de la red va más allá del punto seteado, la válvula se abre por sí misma rápidamente y protege el sistema por liberando la sobrepresión. Cuando la presión de la línea disminuye a la normalidad, de forma  lenta y automática no causando un aumento de presión.

Válvulas Sostenedoras de Presión para Agua con Piloto

Válvulas de Caudal Mínimo o Válvula de Recirculación Automática para Protección de Bombas

Las válvulas de protección de la bomba son necesarias para garantizar el caudal mínimo de una bomba en todo momento. Esto protege la bomba contra el sobrecalentamiento, la cavitación y, finalmente, la destrucción. Si el flujo que pasa por la bomba cae por debajo de un determinado nivel, el sistema de derivación se abre y el fluido se recircula proporcionando el flujo mínimo requerido para la bomba.

Las válvulas de protección de bombas funcionan de forma modulante. Si la descarga aumenta a través de los siguientes procesos, la cantidad de fluido recirculado por el bypass se reduce automáticamente y viceversa. Esto aumenta la eficiencia de todo el sistema y optimiza la economía en la operación de baja carga.

La protección de la bomba funciona completamente sobre la tecnología de válvulas internas. El volumen en el que el proceso disminuye se mide independientemente de la presión, la cantidad devuelta a través del bypass se adapta automáticamente.

* Todas las fotos son de carácter informativo.