Pregunta de reflexión 3: ¿Cómo se diseña una válvula de seguridad para uso en vacío?

Ejemplo de cálculo para válvulas de seguridad. Las válvulas de seguridad son uno de los componentes de seguridad que permiten la liberación de presión en exceso durante el funcionamiento de los recipientes a presión. También constituyen un elemento indispensable en las inspecciones periódicas de dichos recipientes. Incluye dos series principales: una para proteger contra la sobrepresión y otra para proteger contra el vacío. La primera sirve para eliminar los medios a alta presión dentro del recipiente, evitando así que este falle; la segunda, por su parte, sirve para evitar la entrada de medios externos, lo que impediría que el recipiente perdiera su rigidez. Los recipientes a presión que cumplen con el ámbito de aplicación de las normas de seguridad deben estar equipados con válvulas de seguridad, de acuerdo con los requisitos indicados en los planos de diseño. I. Método de selección de las válvulas de seguridad
a) La válvula de seguridad se selecciona según los cálculos realizados. El diámetro nominal debe ser tal que la capacidad de descarga de la válvula sea ≥ a la capacidad de liberación de presión del recipiente.
b) El nivel de presión de la válvula de seguridad se determina en función de la presión de diseño y la temperatura de diseño del recipiente.
c) Para válvulas de seguridad utilizadas con vapor a una presión superior a 3 MPa, o para gases cuya temperatura supera los 320 °C, se deben utilizar válvulas con disipadores de calor (aleaciones).
d) Para medios inflamables o altamente tóxicos, se deben utilizar válvulas de seguridad cerradas. Si es necesario utilizar válvulas con mecanismo de elevación, entonces se deben utilizar válvulas cerradas con llave inglesa.
e) Cuando existe la posibilidad de que la presión contraria a la que actúa sobre la válvula varíe en más del 10% de su presión de apertura, se deben utilizar válvulas con manguito de expansión.
f) Para medios no peligrosos como el aire, agua caliente a temperaturas superiores a 60 °C o vapor, se pueden utilizar válvulas con llave inglesa.
g) En los camiones cisterna para líquidos licuados, se deben utilizar válvulas de seguridad integradas.
h) Se debe elegir el material adecuado para la válvula de seguridad, teniendo en cuenta las características del medio. Por ejemplo, para medios que contienen amoníaco, no se pueden utilizar válvulas de cobre o hechas de materiales que contengan cobre. Para acetileno, no se pueden utilizar válvulas hechas de cobre al 70% o de cobre puro.
i) En situaciones donde la cantidad de fluido que debe ser liberado es grande, se deben utilizar válvulas de apertura total. En situaciones donde la presión de trabajo es estable y la cantidad de fluido que debe ser liberado es pequeña, se prefieren válvulas de apertura parcial. En situaciones de alta presión y gran cantidad de fluido que debe ser liberado, se prefieren válvulas que no se activan directamente, como las válvulas de tipo pulsado. En recipientes cuya longitud supera los 6 metros, se deben instalar dos o más válvulas de seguridad.
j) En recipientes fijos con baja presión de trabajo, se pueden utilizar válvulas de tipo gravitacional o con contrapeso. En equipos móviles, se deben utilizar válvulas de tipo resorte.
k) Para medios espesos y propensos a obstrucciones, se recomienda utilizar un sistema de liberación compuesto por una válvula de seguridad y un disco de ruptura.
l) El nivel de presión de trabajo del resorte se selecciona en función de la presión nominal de la válvula de seguridad.