¿Qué es una válvula de control? Tipos, principio de funcionamiento y guía de selección
Una válvula de control es una válvula automática utilizada para regular las condiciones del proceso cambiando el tamaño del paso del flujo de fluido. Puede controlar el caudal, la presión, la temperatura, el nivel de líquido u otra variable del proceso según una señal recibida de un controlador.
A diferencia de una válvula de aislamiento manual que normalmente permanece completamente abierta o completamente cerrada, una válvula de control opera frecuentemente en posiciones intermedias. La válvula ajusta continuamente su apertura para mantener la condición requerida del proceso.
Las válvulas de control se utilizan ampliamente en el tratamiento de agua, la producción de petróleo y gas, el procesamiento químico, la generación de energía, la metalurgia, la pulpa y el papel, la producción de alimentos, la fabricación farmacéutica, los sistemas HVAC y las redes de servicios industriales.
Un conjunto completo de válvula de control normalmente incluye el cuerpo de la válvula, los internos, el actuador, el posicionador, el vástago o eje, el asiento, el empaque y los accesorios de control. Estos componentes trabajan juntos para convertir una señal de control eléctrica, neumática o digital en un movimiento mecánico controlado de la válvula.
La selección correcta de una válvula de control requiere más que igualar el tamaño nominal de la tubería. Los ingenieros deben evaluar el fluido, el caudal mínimo y máximo, la caída de presión, la temperatura, el rango de control requerido, el riesgo de cavitación, el nivel de ruido, el requisito de fuga, el tipo de actuador y la posición de fallo.
¿Qué hace una válvula de control?
Una válvula de control es el elemento final de control en muchos lazos de control industrial. Los sensores miden la condición real del proceso, un controlador compara el valor medido con el punto de consigna requerido, y la válvula de control ajusta el flujo de fluido para reducir la diferencia.
Por ejemplo, un sensor de temperatura puede detectar que la temperatura de salida de un intercambiador de calor es demasiado baja. El controlador envía entonces una señal a una válvula de control de vapor, haciendo que la válvula se abra más y aumente el flujo de vapor.
Cuando la temperatura alcanza el punto de consigna requerido, el controlador reduce la señal y la válvula de control se mueve hacia una posición más cerrada.
Las funciones principales de una válvula de control incluyen:
- Regular el caudal de líquido o gas
- Mantener la presión aguas abajo o aguas arriba
- Controlar el nivel de líquido en tanques y recipientes
- Ajustar la temperatura del proceso
- Mezclar o desviar corrientes de proceso
- Controlar vapor, agua de enfriamiento o fluido de calefacción
- Limitar el flujo del equipo
- Apoyar la operación automática del proceso
Las válvulas de control se utilizan donde se requiere una regulación estable y repetible. La válvula puede moverse continuamente, periódicamente o solo cuando la variable del proceso cambia.
¿Cómo funciona una válvula de control?
El principio de funcionamiento de la válvula de control se basa en cambiar el área de flujo efectiva dentro de la válvula. Un actuador mueve el obturador, disco, bola u otro elemento de cierre según la señal de control.
A medida que la válvula se abre, el área de flujo disponible aumenta y más fluido puede pasar a través de la válvula. A medida que la válvula se cierra, el área de flujo disminuye y el caudal se restringe.
Un lazo de control automático típico opera en la siguiente secuencia:
- Medición: Un sensor mide presión, temperatura, flujo o nivel de líquido.
- Comparación: Un controlador compara el valor medido con el punto de consigna requerido.
- Señal de salida: El controlador envía una señal neumática, eléctrica o digital.
- Posicionamiento: El posicionador de la válvula interpreta la señal y controla el actuador.
- Movimiento de la válvula: El actuador mueve el vástago, eje o elemento de cierre.
- Ajuste del flujo: La apertura de la válvula cambia el caudal o la presión.
- Retroalimentación: El sensor mide la nueva condición del proceso y el ciclo continúa.
Las válvulas de control pueden recibir señales analógicas comunes como 4–20 mA, 0–10 V o señales de presión neumática. Los posicionadores modernos de válvulas de control también pueden comunicarse digitalmente con PLC, DCS o sistemas de gestión de activos.
Componentes principales de una válvula de control
| Componente | Función principal |
|---|---|
| Cuerpo de la válvula | Contiene la presión del proceso y dirige el fluido a través de la válvula de control. |
| Internos de la válvula | Incluye el obturador, asiento, jaula, disco, bola u otras partes internas que controlan el flujo. |
| Vástago o eje | Transfiere el movimiento del actuador al elemento de cierre interno. |
| Asiento | Forma la abertura de flujo controlado y proporciona cierre cuando sea necesario. |
| Bonete | Soporta el vástago, el empaque y la conexión del actuador. |
| Embalaje | Limita la fuga externa alrededor del vástago o eje en movimiento. |
| Actuador | Proporciona la fuerza o torque requerido para mover la válvula de control. |
| Posicionador | Ajusta la salida del actuador para que la válvula alcance la posición comandada con precisión. |
| Accesorios | Puede incluir válvulas solenoides, filtros de aire, reguladores, impulsores, interruptores y transmisores de posición. |
Tipos de válvulas de control
Las válvulas de control se pueden clasificar según el diseño del cuerpo, el movimiento de cierre, el tipo de actuador, la dirección del flujo y la función de control.
Válvula de control de globo
Una válvula de control de globo utiliza un obturador que se mueve linealmente hacia o desde un asiento estacionario. Es uno de los tipos de válvulas de control más utilizados porque proporciona una estrangulación estable y permite diferentes configuraciones de internos.
Las válvulas de control de globo se aplican comúnmente a vapor, agua, gas, combustible, productos químicos y líquidos de proceso. El diseño interno de jaula o asiento se puede personalizar para alta caída de presión, control de cavitación, reducción de ruido o servicio de bajo flujo.
La principal limitación de una válvula de control de globo es su pérdida de presión relativamente alta en comparación con una válvula rotativa de puerto completo.
Válvula de control de bola
Una válvula de control de bola utiliza una bola giratoria para regular el flujo. Las válvulas de bola estándar de puerto redondo están diseñadas principalmente para aislamiento, pero las válvulas de bola caracterizadas pueden proporcionar un control modulante efectivo.
Las válvulas de bola con puerto en V utilizan una abertura con forma en la bola para crear una relación más predecible entre la posición de la válvula y el caudal.
Las válvulas de control de bola proporcionan alta capacidad de flujo, construcción compacta y pérdida de presión relativamente baja. Se utilizan comúnmente en aplicaciones de agua, pulpa, lodos, productos químicos e industriales generales.
Válvula de control de mariposa
Una válvula de control de mariposa regula el flujo girando un disco circular dentro de la tubería. Es compacta, ligera y económica en tamaños de tubería medianos y grandes.
Las válvulas de mariposa con asiento resiliente estándar pueden usarse para estrangulamiento moderado, mientras que los diseños de alto rendimiento y triple excéntrica se seleccionan para condiciones de mayor presión, temperatura o procesos más exigentes.
Las válvulas de mariposa de control son comunes en tratamiento de agua, agua de enfriamiento, HVAC, aire, gas y grandes tuberías de servicios industriales.
Válvula de control de bola segmentada
Una válvula de control de bola segmentada utiliza un segmento de bola parcial con una abertura de flujo con forma. Proporciona alta capacidad de flujo, fuerte acción de corte y control estable.
Este diseño de válvula de control se usa ampliamente para pasta de papel, fluidos fibrosos, lodos, suspensiones y líquidos de proceso que contienen sólidos suspendidos.
Válvula de control de tapón excéntrico
Una válvula de control de tapón excéntrico utiliza un tapón rotatorio descentrado. El tapón se aleja del asiento durante la apertura, reduciendo el roce continuo entre las superficies de sellado.
Las válvulas de control de tapón excéntrico se seleccionan comúnmente para aguas residuales, lodos, suspensiones y otros fluidos que contienen sólidos suspendidos.
Válvula de control de diafragma
Una válvula de control de diafragma utiliza un diafragma flexible para regular el paso del flujo. El diafragma separa los componentes operativos del medio de proceso.
Las válvulas de control de diafragma son adecuadas para productos químicos corrosivos, fluidos de alta pureza, sistemas farmacéuticos y aplicaciones de dosificación química.
Válvula de control de aguja
Una válvula de control de aguja utiliza una aguja cónica delgada que se mueve dentro de una pequeña abertura del asiento. Proporciona un ajuste preciso para caudales bajos.
Las válvulas de control de aguja se usan comúnmente en instrumentos, sistemas de muestreo, circuitos hidráulicos y aplicaciones de control de gas.
Válvula de control de tres vías
Una válvula de control de tres vías tiene tres conexiones de flujo y puede mezclar dos corrientes de entrada o desviar una corriente de entrada entre dos salidas.
Las válvulas de control de tres vías se usan ampliamente en sistemas de calefacción, enfriamiento, intercambiadores de calor y control de temperatura de proceso.
Válvulas de control lineales vs rotativas
| Comparación | Válvula de control lineal | Válvula de control rotativa |
|---|---|---|
| Movimiento | El obturador se mueve en línea recta. | El obturador gira alrededor de un eje. |
| Ejemplos | Válvulas de globo, diafragma y aguja | Válvulas de bola, mariposa y tapón excéntrico |
| Rendimiento de control | Control estable con muchas opciones de trim | Alta capacidad y construcción compacta |
| Pérdida de presión | A menudo mayor | A menudo menor cuando está completamente abierta |
| Aplicaciones comunes | Servicio de vapor, gas y caída de presión severa | Flujo de proceso de agua, lodos, aire y alta capacidad |
Tipos de actuadores para válvulas de control
Válvula de Control Neumática
Una válvula de control neumática utiliza aire comprimido para mover un actuador de diafragma o pistón. Los actuadores neumáticos proporcionan operación rápida, acción de fallo simple y rendimiento industrial confiable.
Un actuador neumático de retorno por resorte puede mover la válvula de control a una posición segura predeterminada después de la pérdida de presión de aire. Dependiendo del proceso, la válvula puede configurarse para abrir en fallo o cerrar en fallo.
Las válvulas de control neumáticas comúnmente usan un posicionador electro-neumático que convierte una señal de 4–20 mA en movimiento controlado del actuador.
Válvula de control eléctrica
Una válvula de control eléctrica utiliza un motor eléctrico y una caja de engranajes para posicionar la válvula. Los actuadores eléctricos son adecuados donde hay energía eléctrica disponible pero no aire comprimido.
Los actuadores de válvulas de control eléctricas pueden proporcionar control modulante, protección de par, anulación manual, indicación de posición local y retroalimentación remota.
Se usan ampliamente en tratamiento de agua, HVAC, servicios de construcción, riego y sistemas de servicios remotos.
Válvula de control hidráulica
Un actuador hidráulico utiliza fluido hidráulico presurizado para generar alta fuerza o par. Las válvulas de control hidráulicas se usan en tuberías grandes, sistemas de turbinas, descargas de presas y aplicaciones exigentes de cierre.
Válvula de control auto-operada
Una válvula de control auto-operada utiliza presión de proceso, temperatura o fuerza del fluido en lugar de una señal de control externa.
Los ejemplos comunes incluyen válvulas reductoras de presión de acción directa, reguladores de presión, reguladores de temperatura y válvulas de nivel de tanque.
Características de flujo de las válvulas de control
Una característica de válvula de control describe la relación entre el recorrido de la válvula y la capacidad de flujo bajo condiciones definidas.
Característica lineal
Una válvula de control lineal produce cambios aproximadamente iguales en la capacidad de flujo para cambios iguales en el recorrido de la válvula. Esta característica puede ser adecuada donde la caída de presión a través de la válvula permanece relativamente estable.
Característica de porcentaje igual
Una válvula de control de porcentaje igual produce un cambio progresivamente mayor en la capacidad de flujo a medida que la válvula se abre.
Esta característica se usa ampliamente en sistemas de proceso donde la caída de presión a través de la válvula de control cambia significativamente con el flujo.
Característica de apertura rápida
Una válvula de apertura rápida proporciona un gran aumento en la capacidad de flujo durante la parte inicial de su recorrido. Es más adecuada para servicios de encendido/apagado que para regulación continua precisa.
Dimensionamiento de válvulas de control
El dimensionamiento de la válvula de control determina la capacidad de flujo requerida para las condiciones reales del proceso. Una válvula de control no debe automáticamente tener el mismo tamaño nominal que la tubería.
La válvula de control debe proporcionar suficiente capacidad al flujo máximo mientras mantiene un recorrido útil de la válvula y un control estable al flujo mínimo.
La información importante para el dimensionamiento de la válvula de control incluye:
- Fluido de proceso
- Estado líquido, gaseoso o vapor
- Caudal mínimo, normal y máximo
- Presión aguas arriba
- Presión aguas abajo
- Caída de presión disponible
- Temperatura de operación
- Densidad del fluido o gravedad específica
- Viscosidad
- Presión de vapor
- Presión crítica para gases
- Rango de control requerido
- Ruido y velocidad permitidos
Una válvula de control sobredimensionada puede operar cerca de su asiento durante condiciones normales. Pequeños cambios de posición pueden entonces crear grandes cambios de flujo, resultando en control inestable, desgaste excesivo y movimiento frecuente del actuador.
Una válvula de control subdimensionada puede permanecer casi completamente abierta y no proporcionar el flujo máximo requerido. También puede crear velocidad, ruido y pérdida de presión excesivos.
Rango de regulación de la válvula de control
El rango de regulación de la válvula de control describe la relación entre los caudales máximo y mínimo controlables bajo condiciones especificadas.
Un alto rango de regulación es útil en sistemas donde el flujo requerido varía ampliamente entre operación de baja y alta carga.
El rango de regulación instalado real depende no solo del diseño de la válvula de control, sino también de la presión disponible a través de la válvula en todo el rango de operación.
Cavitación, destello y ruido
Cavitación
La cavitación puede ocurrir cuando la presión del líquido cae por debajo de su presión de vapor dentro de la válvula de control y luego se recupera aguas abajo.
Se forman burbujas de vapor en la región de baja presión y colapsan cuando la presión se recupera. Este colapso puede crear ruido, vibración y daños severos al trim y al cuerpo de la válvula de control.
Los diseños de válvulas de control resistentes a la cavitación pueden usar trim de múltiples etapas, materiales endurecidos, jaulas especiales o reducción de presión escalonada.
Flashing
El flashing ocurre cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor del líquido y permanece por debajo de ella aguas abajo. Las burbujas de vapor no colapsan dentro de la válvula.
El flashing puede crear alta velocidad de salida y erosión. La selección de materiales y la geometría de salida son importantes en servicio de flashing.
Ruido Aerodinámico
Las válvulas de control de gas de alta presión y vapor pueden generar ruido significativo debido a la alta velocidad, turbulencia y reducción de presión.
El trim de válvula de control reductor de ruido puede dividir la caída de presión en múltiples etapas o usar muchos pasajes de flujo pequeños para reducir la velocidad y la energía acústica.
Posiciones de Falla de la Válvula de Control
La posición de falla requerida de la válvula de control se determina por la seguridad del proceso y los requisitos operativos.
Falla Cerrada
Una válvula de control de falla cerrada se mueve a la posición cerrada después de la pérdida de aire, energía o señal de control.
Esta configuración puede seleccionarse para servicio de combustible, alimentación química o calefacción donde el flujo continuo podría crear una condición insegura.
Falla Abierta
Una válvula de control de falla abierta se mueve a la posición abierta después de la pérdida de energía operativa.
Esta disposición puede seleccionarse para agua de enfriamiento, venteo de emergencia u otro servicio donde se requiere flujo continuo para la protección del equipo.
Falla en Posición
Una válvula de control de falla en posición permanece cerca de su última posición después de la pérdida de energía operativa. Esta función puede requerir un actuador de doble efecto, válvula de bloqueo o sistema hidráulico.
La posición de falla más segura debe determinarse mediante una revisión de proceso y peligros, no solo por la preferencia de la válvula.
Materiales de la Válvula de Control
| Material | Características principales | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| Hierro fundido | Económico para sistemas de baja presión compatibles | HVAC, agua y servicio general de servicios públicos |
| Hierro dúctil | Buena resistencia y tenacidad | Tratamiento de agua, aguas residuales y agua industrial |
| Acero al carbono | Fuerte y ampliamente utilizado en sistemas de presión industrial | Aplicaciones de petróleo, gas, vapor, combustible y proceso |
| Acero inoxidable | Resistencia a la corrosión y capacidad de limpieza | Sistemas de agua química, alimentaria, farmacéutica y corrosiva |
| Acero inoxidable dúplex | Alta resistencia y resistencia a entornos de cloruro seleccionados | Sistemas de proceso marinos, de agua de mar y corrosivos |
| Material de alta aleación | Resistencia a productos químicos agresivos y corrosión severa | Servicio de proceso químico especializado y severo |
El trim de la válvula de control puede usar acero inoxidable endurecido, recubrimientos de aleación, cerámicas u otros materiales resistentes al desgaste para aplicaciones de erosión, cavitación y caída de presión severa.
Aplicaciones de la Válvula de Control
Tratamiento de agua
Las válvulas de control regulan el flujo de entrada de la planta, el flujo de filtros, el nivel de depósitos, la presión de descarga de bombas y la dosificación química. Se usan comúnmente válvulas de control de mariposa, globo, diafragma y piloto.
Petróleo y gas
Las válvulas de control de petróleo y gas regulan el flujo de producción, la presión de separadores, la presión de gas, el flujo de combustible, la operación de compresores y el nivel de líquido.
Puede requerirse trim de servicio severo para alta caída de presión, flashing, cavitación, erosión y ruido aerodinámico.
Generación de Energía
Las plantas de energía usan válvulas de control para agua de alimentación de calderas, vapor, condensado, agua de enfriamiento, combustible y sistemas de soporte de turbinas.
El servicio de alta temperatura y alta presión puede requerir cuerpos forjados, bonetes extendidos, asientos metálicos y trim de múltiples etapas.
Procesamiento químico
Las plantas químicas usan válvulas de control para regular la alimentación de reactores, presión, temperatura, dosificación de químicos y fluidos de proceso corrosivos.
Se pueden seleccionar válvulas de control de acero inoxidable, alta aleación y revestidas de fluoropolímero según la compatibilidad química.
Alimentos y bebidas
Las válvulas de control de procesamiento de alimentos regulan agua, vapor, producto, solución de limpieza y temperatura del proceso.
Se usan válvulas de control de diafragma, mariposa, asiento y bola higiénicas donde la limpieza y la seguridad del producto son importantes.
Pulpa y Papel
Las plantas de pulpa y papel usan válvulas de control de bola segmentada, mariposa, globo y tapón excéntrico para pasta, agua, vapor, químicos y aguas residuales.
Metalurgia y Minería
Las instalaciones metalúrgicas usan válvulas de control para agua de enfriamiento, lodos, gas de proceso, aire comprimido, vapor y sistemas químicos.
Las aplicaciones de lodos abrasivos pueden requerir válvulas de control de bola segmentada, de pellizco o especializadas para lodos.
Cómo Seleccionar una Válvula de Control
La selección correcta de la válvula de control comienza con datos de proceso completos. Seleccionar solo según el tamaño de la tubería, la clase de presión o el material del cuerpo puede resultar en control inestable y vida útil corta.
Los factores de selección importantes incluyen:
- Función de control requerida
- Líquido, gas, vapor o lodo
- Composición del fluido y corrosividad
- Concentración de sólidos y tamaño de partícula
- Caudal mínimo, normal y máximo
- Presión aguas arriba y aguas abajo
- Presión diferencial máxima
- Temperatura mínima y máxima
- Característica de flujo requerida
- Rango de controlabilidad requerido
- Pérdida de presión permitida
- Riesgo de cavitación, flashing y ruido
- Rendimiento de fuga requerido
- Materiales del cuerpo y del trim de la válvula
- Materiales del asiento, sello y empaque
- Actuador neumático, eléctrico o hidráulico
- Acción de falla abierta, falla cerrada o falla en posición
- Señal de control requerida
- Ambiente interior, exterior o peligroso
- Requisitos aplicables del proyecto y de la industria
Se puede preferir una válvula de control de globo para reducción de presión severa y estrangulamiento preciso. Una válvula de control de mariposa puede proporcionar una solución más económica para una tubería de agua grande.
Una válvula de control de bola segmentada puede ser más adecuada para fibras, lodos o fluidos que contienen sólidos suspendidos. Se puede seleccionar una válvula de control de diafragma para aplicaciones corrosivas o de alta pureza.
Nuestras Opciones de Válvulas de Control
Nuestras soluciones de válvulas de control se pueden configurar para aplicaciones de agua, vapor, gas, petróleo, químicos, lodos y procesos industriales generales.
| Tipos de Válvulas de Control Disponibles | Opciones de configuración | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| Válvula de control de globo Válvula de control de bola Válvula de control de mariposa Válvula de bola segmentada Válvula de macho excéntrica Válvula de control de diafragma |
Actuador neumático, eléctrico o hidráulico Control de encendido-apagado o modulante Cuerpo de acero al carbono o acero inoxidable Trim de asiento blando o asiento metálico Posicionador analógico o digital Acción de falla abierta, falla cerrada o falla en posición |
Tratamiento de agua Petróleo y gas Procesamiento químico Generación de energía Producción de alimentos Pulpa, papel y metalurgia |
Instalación de la Válvula de Control
La instalación correcta es esencial para una operación estable de la válvula de control. La válvula debe instalarse según la dirección de flujo marcada y las instrucciones del fabricante.
Las consideraciones importantes para la instalación de la válvula de control incluyen:
- Confirmar el tamaño de la válvula y la clase de presión
- Seguir la dirección de flujo marcada
- Limpiar la tubería antes de la instalación
- Verificar la alineación de bridas y tuberías
- Proporcionar tuberías adecuadas aguas arriba y aguas abajo
- Soportar actuadores pesados de forma independiente cuando sea necesario
- Proporcionar espacio de mantenimiento suficiente
- Instalación de filtros o reguladores en las líneas de suministro neumático
- Protección de las conexiones eléctricas contra la humedad
- Conexión de la señal de control correcta
- Calibración del posicionador y de los límites de recorrido
- Realización de pruebas de fugas y funcionales
Se puede instalar una línea de derivación alrededor de una válvula de control crítica donde se requiera una operación continua del proceso durante el mantenimiento de la válvula.
Las válvulas de control deben ubicarse lejos de vibraciones severas cuando sea posible. No se debe transferir un estrés excesivo de la tubería al cuerpo de la válvula de control.
Mantenimiento de válvulas de control
Las válvulas de control operan con frecuencia y están expuestas a caídas de presión, velocidad, vibración y contaminantes del proceso. El mantenimiento regular ayuda a preservar un posicionamiento preciso y un cierre confiable.
Un programa de mantenimiento de válvulas de control puede incluir:
- Inspección del cuerpo y las conexiones para detectar fugas
- Verificación del empaque del vástago y los sellos del eje
- Monitoreo del recorrido de la válvula y la retroalimentación de posición
- Calibración del posicionador de la válvula de control
- Verificación de la presión y calidad del aire neumático
- Inspección del cableado eléctrico y los sellos del gabinete
- Prueba de la acción de falla abierta o falla cerrada
- Inspección del obturador, asiento, jaula, bola o disco
- Verificación de daños por cavitación o erosión
- Limpieza de pasajes internos y tubería piloto
- Reemplazo de empaques y sellos desgastados
- Registro del historial de inspección y calibración
Los problemas de las válvulas de control deben investigarse junto con las condiciones del proceso. Reemplazar el trim dañado sin corregir la caída de presión excesiva, la cavitación o el sobredimensionamiento de la válvula puede resultar en fallas repetidas.
Problemas comunes de las válvulas de control
Oscilación de la válvula
La oscilación ocurre cuando la válvula de control se mueve repetidamente alrededor de la posición requerida. Las causas pueden incluir un ajuste deficiente del controlador, sobredimensionamiento de la válvula, problemas del posicionador o fricción mecánica excesiva.
Stiction (fricción estática)
La stiction es una resistencia que impide el movimiento suave del vástago o eje. Puede ser causada por empaque apretado, corrosión, depósitos o guías dañadas.
Ruido excesivo
El ruido excesivo de la válvula de control puede ser causado por cavitación, flashing, alta velocidad del gas, turbulencia, sobredimensionamiento de la válvula o trim dañado.
Fuga interna
La fuga interna puede resultar de erosión del asiento, residuos atrapados, trim dañado, ajuste incorrecto del actuador o fuerza de cierre inadecuada.
Respuesta lenta
El movimiento lento de la válvula de control puede ser causado por tubería neumática restringida, presión de aire insuficiente, una válvula solenoide subdimensionada, problemas del actuador o fricción excesiva.
Preguntas frecuentes
¿Qué es una válvula de control?
Una válvula de control es una válvula operada automáticamente que cambia su apertura para regular el flujo, la presión, la temperatura, el nivel de líquido u otra variable del proceso.
¿Cómo funciona una válvula de control?
Un controlador envía una señal al actuador o posicionador, que mueve el elemento de cierre de la válvula de control y cambia el área de flujo disponible.
¿Cuáles son los principales tipos de válvulas de control?
Los tipos comunes incluyen válvulas de control de globo, bola, mariposa, bola segmentada, obturador excéntrico, diafragma, aguja y de tres vías.
¿Qué es una válvula de control neumática?
Es una válvula de control operada por aire comprimido a través de un actuador de diafragma o pistón.
¿Qué es una válvula de control eléctrica?
Es una válvula de control posicionada por un motor eléctrico y una caja de engranajes según una señal de control eléctrica.
¿Qué es un posicionador de válvula de control?
Un posicionador compara la señal de comando con la posición real de la válvula y ajusta el actuador hasta que se alcanza la posición requerida de la válvula de control.
¿Por qué es importante el dimensionamiento de la válvula de control?
Un dimensionamiento correcto permite que la válvula de control maneje el flujo máximo mientras mantiene un control estable y preciso en condiciones operativas más bajas.
¿Puede una válvula de control ser más pequeña que la tubería?
Sí. Las válvulas de control son frecuentemente más pequeñas que la tubería cuando los cálculos del proceso muestran que una válvula más pequeña proporciona la capacidad de flujo y el rendimiento de control requeridos.
¿Qué es la cavitación en válvulas de control?
La cavitación ocurre cuando se forman burbujas de vapor en un área de baja presión y colapsan después de que la presión se recupera, dañando potencialmente el trim de la válvula de control.
¿Qué significa falla cerrada?
Falla cerrada significa que la válvula de control se mueve a la posición cerrada después de la pérdida de aire, energía o señal de control.
¿Qué significa falla abierta?
Falla abierta significa que la válvula de control se mueve a la posición abierta después de la pérdida de energía operativa.
¿Cómo se debe seleccionar una válvula de control?
La selección de la válvula de control debe considerar el fluido, el caudal, la caída de presión, la temperatura, la característica requerida, el riesgo de cavitación, los materiales, el actuador, la señal y la posición de falla.
Conclusión
Una válvula de control es un elemento final de control automático utilizado para regular el flujo, la presión, la temperatura, el nivel de líquido y otras condiciones del proceso.
El controlador envía una señal al actuador o posicionador de la válvula de control. El actuador luego mueve el obturador, la bola, el disco u otro elemento de cierre para cambiar el área de flujo disponible.
Las válvulas de control de globo proporcionan una estrangulación estable y opciones de trim flexibles. Las válvulas de control de bola y bola segmentada proporcionan una alta capacidad de flujo, mientras que las válvulas de mariposa ofrecen un control compacto y económico en tuberías grandes.
Las válvulas de control neumáticas proporcionan una operación rápida y una acción de falla segura simple. Las válvulas de control eléctricas son útiles donde no hay aire comprimido disponible, mientras que los actuadores hidráulicos proporcionan una alta fuerza de operación.
El dimensionamiento correcto de la válvula de control es esencial. Una válvula sobredimensionada puede causar un control inestable y un desgaste excesivo, mientras que una válvula subdimensionada puede no proporcionar el flujo máximo requerido.
La selección final de la válvula de control debe considerar el fluido del proceso, la caída de presión, la temperatura, el rango de flujo, la cavitación, el ruido, el material del cuerpo, el material del trim, el tipo de actuador, la señal de control y la posición de falla requerida.
Cuando se selecciona, dimensiona, instala y mantiene correctamente, una válvula de control proporciona una regulación precisa del proceso, una operación estable de la planta, un consumo de energía reducido y una protección confiable del equipo.
