Problemas de selección de válvulas de control automático
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Para las solicitudes relacionadas con válvulas en la planta, por lo general pido al departamento de procesos que proporcione los parámetros correspondientes a las válvulas: número de serie, identificador, nombre, diámetro del tubo, temperatura en °C, densidad del fluido en kg/m³, caudal de referencia en kg/h, rango de caudal en kg/h, presión antes de la válvula en MPa, presión después de la válvula en MPa, material del tubo, ubicación de posibles fallos y notas adicionales. Ejemplo: 1FV2001-0001: flujo de gas de alimentación para el reactor multi-tubo; diámetro DN50; temperatura 190-220°C; mezcla de PIC, amoníaco y aire. Caudal: 1.3119 kg/h; densidad: 10.1010 kg/m³; rango de presión: -300.10.045304 MPa. La válvula está cerrada. Pero, ¿cómo elegir el modelo adecuado? ¿El fabricante? ¿O cómo se maneja?
I. Selección de la válvula de regulación según su función de uso 1. Función de regulación 1) Se requiere que la válvula de regulación funcione de manera suave. 2) Tiene un buen rendimiento de ajuste cuando la apertura es pequeña. 3) Elija las características de caudal deseadas. 4) Cumplir con la relación de ajuste. 5) Baja resistencia y alto cociente de caudal (relación entre el parámetro de caudal nominal de la válvula y su tamaño nominal). 6) Velocidad de ajuste rápida. 2. Cantidad de fugas y diferencia de presión de corte: estos son dos factores inseparables e interconectados. La cantidad de fugas debe cumplir con los requisitos del proceso, y deben existir medidas de protección que garanticen la fiabilidad de las superficies de sellado ； La diferencia de presión al cerrarse la válvula de regulación debe ser suficiente, de modo que la válvula seleccionada cuente con una fuerza de salida adecuada para superarla; de lo contrario, se podría optar por un actuador demasiado grande o demasiado pequeño. 3. ¡Prevención de obstrucciones! Incluso cuando el fluido que pasa por la válvula de regulación está limpio, puede producirse obstrucción. Esto se debe a que residuos como la oxidación presente en las tuberías son arrastrados al interior de la válvula, causando obstrucciones. Por lo tanto, es necesario tener en cuenta la capacidad de la válvula de regulación para prevenir tales obstrucciones. Por lo general, las válvulas de regulación de carrera angular tienen un mejor rendimiento en cuanto a la prevención de obstrucciones, en comparación con las válvulas de regulación de carrera lineal. Por eso, en situaciones donde existe riesgo de obstrucciones, se recomienda utilizar válvulas de regulación de carrera angular. 4. ¡Resistencia a la corrosión! Incluye resistencia a la erosión, a la cavitación y a la corrosión general. Se trata principalmente de la selección del material para las válvulas de regulación y de su vida útil, además de considerar aspectos económicos. Se debe elegir una válvula de regulación que tenga una buena resistencia a la corrosión y, al mismo tiempo, un precio razonable. 5. Resistencia a la presión y a la temperatura. Esto se refiere a la selección de la presión nominal y de la temperatura de funcionamiento de la válvula de control. Principalmente, se trata de elegir adecuadamente el material del cuerpo de la válvula de regulación y los materiales de sus componentes internos. Por ejemplo, la presión de trabajo máxima del acero al carbono es de 42 MPa, y su temperatura de trabajo máxima es de 425 grados Celsius ； La presión máxima de funcionamiento del acero austenítico es de 32 MPa, y el rango de temperatura de funcionamiento está entre -196 y 600 grados Celsius ； El acero resistente al calor (aceros de molibdeno con un contenido de molibdeno de al menos el 0,4%, así como aceros de cromo-molibdeno) puede soportar una presión máxima de trabajo de 42 MPa y una temperatura máxima de trabajo de 570 grados Celsius. 6. Determinación del tipo de válvula de regulación en función de los efectos económicos globales. 1) Alta fiabilidad. 2) Larga vida útil. 3) Fácil de reparar, con suficientes piezas de repuesto. 4) La relación calidad-precio del producto es adecuada. 7. Secuencia de selección de los tipos de válvulas de regulación
De acuerdo con las prestaciones de las válvulas de regulación y los principios mencionados anteriormente, la secuencia de selección es la siguiente: válvula de bola de apertura en V, válvula de mariposa, válvula de regulación de manguito, válvula de regulación de asiento simple, válvula de rotación excéntrica, válvula de bola angular, válvula de regulación en ángulo, válvula de tres vías, válvula de diafragma.
II. Selección del actuador
Entre los actuadores, los más utilizados son los actuadores neumáticos; seguidos por los actuadores eléctricos. Los actuadores hidráulicos se utilizan con menos frecuencia. En cuanto a los actuadores inteligentes, se puede decir que aún están en fase de desarrollo. Por lo tanto, al elegir el actuador, el enfoque se centra en la comparación entre los actuadores neumáticos y eléctricos. Se tienen en cuenta principalmente aspectos como la fiabilidad, la seguridad, la economicidad y la sensibilidad. III. Selección de las válvulas 1. Consideraciones relacionadas con las condiciones del proceso Antes de seleccionar las válvulas, es necesario realizar un análisis detallado del proceso de control, recopilar datos suficientes y comprender las exigencias del sistema en cuanto a las válvulas de regulación, incluyendo aspectos como su rendimiento operativo, fiabilidad y seguridad. Al elegir la válvula de regulación, hay que seleccionar la adecuada, o bien una que sea lo suficientemente adecuada y tenga un costo menor. Si los requisitos de uso no son muy estrictos y se pueden utilizar varios tipos, entonces lo más adecuado es tomar en consideración el costo ； Si las condiciones de uso son elevadas, no hay muchos tipos disponibles ； En casos extremos. Por ejemplo, el medio es un lodo corrosivo y se trabaja bajo condiciones de alta presión ； Cuando el medio de trabajo contiene partículas muy abrasivas y además hay efecto de destilación, resulta difícil encontrar una válvula de regulación realmente adecuada. A continuación, se analiza cómo se debe considerar la elección de las válvulas en diferentes condiciones de proceso ； ¿Y cómo se resuelve cuando se enfrentan situaciones complejas y multifacéticas? (1) Evaporación por destilación y cavitación. Las condiciones para que se produzcan y los detalles específicos ya han sido explicados anteriormente. La evaporación por destilación y la cavitación, además de afectar el cálculo del coeficiente de caudal, también causan vibraciones, ruido y daños en los materiales. La evaporación por destilación y la cavitación solo ocurren en medios líquidos. La primera fase de la cavitación es la destilación flash. La presión de salida de la válvula se mantiene por debajo de la presión de vapor saturado del líquido, pero esto provoca una erosión en las partes internas de la válvula. Dado que, cerca de la línea de contacto entre el núcleo de la válvula y su asiento de sellado, la velocidad del fluido es la más alta, es aquí donde se produce la destrucción. La superficie exterior del elemento de la válvula, después de la destrucción por destilación flash, presenta marcas de desgaste. En la segunda fase de la cavitación, la presión detrás de la válvula aumenta por encima de la presión de vapor saturado. Debido a la ruptura repentina de las burbujas, toda la energía se concentra en el punto de ruptura, generando una fuerza de impacto muy grande, que puede llegar a varios miles de newtons. Esto provoca daños graves en el elemento de la válvula, en su asiento y en su cuerpo. Este tipo de daño se denomina cavitación. Este efecto es similar a cuando se rocía arena sobre la superficie del elemento de válvula; esto provoca que la capa superficial sólida se rompa, formando así una superficie exterior áspera y llena de agujeros. Los efectos destructivos causados por la cavitación son muy graves. En condiciones de cavitación, con grandes diferencias de presión, las superficies de sellado del cuerpo de la válvula y de su asiento, que son de alta dureza, solo pueden utilizarse por un breve período de tiempo. En estas circunstancias, se deben adoptar métodos y medidas adecuados para seleccionar la válvula de regulación. (2) Desgaste: El núcleo de la válvula, el asiento de la válvula y el medio que entra en contacto directo con ellos sufren desgaste debido a la constante restricción y interrupción del flujo. Cuando la velocidad del fluido es alta y contiene partículas sólidas, el desgaste es muy severo. El efecto de desgaste causado por el impacto de las partículas sólidas está relacionado con la energía cinética de dichas partículas. La magnitud de esta energía cinética, a su vez, depende de la velocidad de flujo del medio y del tamaño de las partículas. Según las teorías de la física, el grado de desgaste es directamente proporcional a la masa de las partículas, y también es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad del fluido. Esto demuestra cuán grande es la influencia de la velocidad. Cuando el medio es una suspensión que contiene partículas abrasivas en alta concentración, cada vez que las superficies de contacto entre el elemento de la válvula y su asiento se cierran, se genera un fuerte rozamiento. El desgaste de las juntas de sellado se produce debido a la presión repetida sobre las partículas. Con el paso del tiempo, puede ocurrir que el sello no sea lo suficientemente hermético. Al elegir las válvulas, hay que prestar atención al desgaste y tomar las medidas y soluciones adecuadas. 3. Corrosión: En los válvulas de regulación que operan en medios corrosivos, es preferible que su estructura sea lo más simple posible, ya que esto facilita la instalación de revestimientos, especialmente aquellos que son costosos y especiales. La selección del tipo de válvula debe ser adecuada para el medio corrosivo que se vaya a utilizar. Se pueden utilizar válvulas de control de una o dos posiciones hechas de acero inoxidable austenítico o bifásico, así como de aleaciones especiales (Hastelloy, Inconel, Monel, etc.). También se pueden optar por válvulas de diafragma, válvulas con abrazaderas, válvulas de mariposa revestidas o válvulas esféricas. Las válvulas de mariposa pueden fabricarse con aleaciones fundidas o someterse a un proceso de galvanoplastia. Las válvulas esféricas y de ángulo pueden fabricarse con barras o piezas forjadas; los sellos pueden estar hechos de polietileno de tetraflúoroeno reforzado. Las válvulas de ángulo pueden estar revestidas con tántalo u otros materiales resistentes a la corrosión. Si el recubrimiento es demasiado delgado, no ofrece protección contra la corrosión. Si el medio es un ácido orgánico o inorgánico muy fuerte, se puede utilizar una válvula de regulación completamente de titanio. (4) Diferencia de presión alta: En primer lugar, es necesario considerar los materiales de la boquilla de la válvula de regulación y de las superficies del asiento de la válvula. Estos materiales deben ser capaces de resistir las altas velocidades y las altas presiones del medio en el que se encuentran. La orientación estructural debe ser adecuada, a fin de garantizar la estabilidad del plano de flujo. Además de los efectos de las fuerzas dinámicas, también es necesario eliminar los factores que causan inestabilidad en el actuador. La válvula más utilizada es la válvula de regulación. La válvula de estrangulamiento en forma de ángulo o válvula de estrangulamiento tipo 2, con componentes internos equilibrados, permite reducir las exigencias en cuanto al mecanismo de accionamiento. Cuando no se dispone de componentes internos de válvula de tipo equilibrado, se puede utilizar el tipo de flujo abierto, ya que es el más estable. Si el medio de extracción es corrosivo, lo mejor es utilizar un sistema de cierre por flujo. Porque al usar el modo de flujo abierto, el medio daña las piezas principales. Bajo la acción de una gran diferencia de presión, es fácil que el líquido sufra efectos de destilación espontánea y cavitación; por lo tanto, es necesario utilizar válvulas de regulación para evitar estos efectos. 6. Alta temperatura: Al elegir la válvula de regulación, es necesario considerar principalmente el uso de materiales para la carcasa y los componentes internos que tengan resistencia a altas temperaturas, como WC6, WC9, o aceros inoxidables austeníticos, aceros inoxidables bidireccionales, Inconel, etc. Los materiales utilizados no deben adherirse, deformarse plásticamente ni sufrir fluencia debido a altas temperaturas. El espacio no puede ser demasiado pequeño. 7\ Bajas temperaturas + Cuando la temperatura es inferior a ), ), es necesario utilizar materiales para la carcasa y los componentes internos que sean resistentes a bajas temperaturas. En el rango de temperaturas bajas de -29 a -196 °C, se exige que los materiales del recinto y de las piezas internas tengan una suficiente tenacidad al impacto. Es necesario utilizar métodos especiales para mantener la capacidad térmica de las válvulas, a fin de protegerlas de las cargas de enfriamiento. Además, es preciso mantener la temperatura en la zona del estuche de empaquetadura por encima de los 0 grados.
De acuerdo con las prestaciones de las válvulas de regulación y los principios mencionados anteriormente, la secuencia de selección es la siguiente: válvula de bola de apertura en V, válvula de mariposa, válvula de regulación de manguito, válvula de regulación de asiento simple, válvula de rotación excéntrica, válvula de bola angular, válvula de regulación en ángulo, válvula de tres vías, válvula de diafragma.
II. Selección del actuador
Entre los actuadores, los más utilizados son los actuadores neumáticos; seguidos por los actuadores eléctricos. Los actuadores hidráulicos se utilizan con menos frecuencia. En cuanto a los actuadores inteligentes, se puede decir que aún están en fase de desarrollo. Por lo tanto, al elegir el actuador, el enfoque se centra en la comparación entre los actuadores neumáticos y eléctricos. Se tienen en cuenta principalmente aspectos como la fiabilidad, la seguridad, la economicidad y la sensibilidad. III. Selección de las válvulas 1. Consideraciones relacionadas con las condiciones del proceso Antes de seleccionar las válvulas, es necesario realizar un análisis detallado del proceso de control, recopilar datos suficientes y comprender las exigencias del sistema en cuanto a las válvulas de regulación, incluyendo aspectos como su rendimiento operativo, fiabilidad y seguridad. Al elegir la válvula de regulación, hay que seleccionar la adecuada, o bien una que sea lo suficientemente adecuada y tenga un costo menor. Si los requisitos de uso no son muy estrictos y se pueden utilizar varios tipos, entonces lo más adecuado es tomar en consideración el costo ； Si las condiciones de uso son elevadas, no hay muchos tipos disponibles ； En casos extremos. Por ejemplo, el medio es un lodo corrosivo y se trabaja bajo condiciones de alta presión ； Cuando el medio de trabajo contiene partículas muy abrasivas y además hay efecto de destilación, resulta difícil encontrar una válvula de regulación realmente adecuada. A continuación, se analiza cómo se debe considerar la elección de las válvulas en diferentes condiciones de proceso ； ¿Y cómo se resuelve cuando se enfrentan situaciones complejas y multifacéticas? (1) Evaporación por destilación y cavitación. Las condiciones para que se produzcan y los detalles específicos ya han sido explicados anteriormente. La evaporación por destilación y la cavitación, además de afectar el cálculo del coeficiente de caudal, también causan vibraciones, ruido y daños en los materiales. La evaporación por destilación y la cavitación solo ocurren en medios líquidos. La primera fase de la cavitación es la destilación flash. La presión de salida de la válvula se mantiene por debajo de la presión de vapor saturado del líquido, pero esto provoca una erosión en las partes internas de la válvula. Dado que, cerca de la línea de contacto entre el núcleo de la válvula y su asiento de sellado, la velocidad del fluido es la más alta, es aquí donde se produce la destrucción. La superficie exterior del elemento de la válvula, después de la destrucción por destilación flash, presenta marcas de desgaste. En la segunda fase de la cavitación, la presión detrás de la válvula aumenta por encima de la presión de vapor saturado. Debido a la ruptura repentina de las burbujas, toda la energía se concentra en el punto de ruptura, generando una fuerza de impacto muy grande, que puede llegar a varios miles de newtons. Esto provoca daños graves en el elemento de la válvula, en su asiento y en su cuerpo. Este tipo de daño se denomina cavitación. Este efecto es similar a cuando se rocía arena sobre la superficie del elemento de válvula; esto provoca que la capa superficial sólida se rompa, formando así una superficie exterior áspera y llena de agujeros. Los efectos destructivos causados por la cavitación son muy graves. En condiciones de cavitación, con grandes diferencias de presión, las superficies de sellado del cuerpo de la válvula y de su asiento, que son de alta dureza, solo pueden utilizarse por un breve período de tiempo. En estas circunstancias, se deben adoptar métodos y medidas adecuados para seleccionar la válvula de regulación. (2) Desgaste: El núcleo de la válvula, el asiento de la válvula y el medio que entra en contacto directo con ellos sufren desgaste debido a la constante restricción y interrupción del flujo. Cuando la velocidad del fluido es alta y contiene partículas sólidas, el desgaste es muy severo. El efecto de desgaste causado por el impacto de las partículas sólidas está relacionado con la energía cinética de dichas partículas. La magnitud de esta energía cinética, a su vez, depende de la velocidad de flujo del medio y del tamaño de las partículas. Según las teorías de la física, el grado de desgaste es directamente proporcional a la masa de las partículas, y también es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad del fluido. Esto demuestra cuán grande es la influencia de la velocidad. Cuando el medio es una suspensión que contiene partículas abrasivas en alta concentración, cada vez que las superficies de contacto entre el elemento de la válvula y su asiento se cierran, se genera un fuerte rozamiento. El desgaste de las juntas de sellado se produce debido a la presión repetida sobre las partículas. Con el paso del tiempo, puede ocurrir que el sello no sea lo suficientemente hermético. Al elegir las válvulas, hay que prestar atención al desgaste y tomar las medidas y soluciones adecuadas. 3. Corrosión: En los válvulas de regulación que operan en medios corrosivos, es preferible que su estructura sea lo más simple posible, ya que esto facilita la instalación de revestimientos, especialmente aquellos que son costosos y especiales. La selección del tipo de válvula debe ser adecuada para el medio corrosivo que se vaya a utilizar. Se pueden utilizar válvulas de control de una o dos posiciones hechas de acero inoxidable austenítico o bifásico, así como de aleaciones especiales (Hastelloy, Inconel, Monel, etc.). También se pueden optar por válvulas de diafragma, válvulas con abrazaderas, válvulas de mariposa revestidas o válvulas esféricas. Las válvulas de mariposa pueden fabricarse con aleaciones fundidas o someterse a un proceso de galvanoplastia. Las válvulas esféricas y de ángulo pueden fabricarse con barras o piezas forjadas; los sellos pueden estar hechos de polietileno de tetraflúoroeno reforzado. Las válvulas de ángulo pueden estar revestidas con tántalo u otros materiales resistentes a la corrosión. Si el recubrimiento es demasiado delgado, no ofrece protección contra la corrosión. Si el medio es un ácido orgánico o inorgánico muy fuerte, se puede utilizar una válvula de regulación completamente de titanio. (4) Diferencia de presión alta: En primer lugar, es necesario considerar los materiales de la boquilla de la válvula de regulación y de las superficies del asiento de la válvula. Estos materiales deben ser capaces de resistir las altas velocidades y las altas presiones del medio en el que se encuentran. La orientación estructural debe ser adecuada, a fin de garantizar la estabilidad del plano de flujo. Además de los efectos de las fuerzas dinámicas, también es necesario eliminar los factores que causan inestabilidad en el actuador. La válvula más utilizada es la válvula de regulación. La válvula de estrangulamiento en forma de ángulo o válvula de estrangulamiento tipo 2, con componentes internos equilibrados, permite reducir las exigencias en cuanto al mecanismo de accionamiento. Cuando no se dispone de componentes internos de válvula de tipo equilibrado, se puede utilizar el tipo de flujo abierto, ya que es el más estable. Si el medio de extracción es corrosivo, lo mejor es utilizar un sistema de cierre por flujo. Porque al usar el modo de flujo abierto, el medio daña las piezas principales. Bajo la acción de una gran diferencia de presión, es fácil que el líquido sufra efectos de destilación espontánea y cavitación; por lo tanto, es necesario utilizar válvulas de regulación para evitar estos efectos. 6. Alta temperatura: Al elegir la válvula de regulación, es necesario considerar principalmente el uso de materiales para la carcasa y los componentes internos que tengan resistencia a altas temperaturas, como WC6, WC9, o aceros inoxidables austeníticos, aceros inoxidables bidireccionales, Inconel, etc. Los materiales utilizados no deben adherirse, deformarse plásticamente ni sufrir fluencia debido a altas temperaturas. El espacio no puede ser demasiado pequeño. 7\ Bajas temperaturas + Cuando la temperatura es inferior a ), ), es necesario utilizar materiales para la carcasa y los componentes internos que sean resistentes a bajas temperaturas. En el rango de temperaturas bajas de -29 a -196 °C, se exige que los materiales del recinto y de las piezas internas tengan una suficiente tenacidad al impacto. Es necesario utilizar métodos especiales para mantener la capacidad térmica de las válvulas, a fin de protegerlas de las cargas de enfriamiento. Además, es preciso mantener la temperatura en la zona del estuche de empaquetadura por encima de los 0 grados.
2º piso: Razonable. Se deben tener en cuenta la alta temperatura, la diferencia de presión y la ecuación de equilibrio de presiones: 25*15
Pregunto a los expertos: aunque las válvulas de compuerta tienen una mejor resistencia al obstrucción que las válvulas de carrera recta, su costo también es considerablemente más alto. ¿Cómo se debe considerar eso?
El nivel de diseño de los proyectos de desnitrificación de las empresas dedicadas a la protección del medio ambiente… no es nada halagüeño.
El núcleo de la válvula es de 316, y el cuerpo de la válvula es de 304.
Actuador neumático de membrana, válvula de una sola sede. El material del cuerpo de la válvula es 304; el núcleo de la válvula y el asiento de la válvula son de 316 o 316L. Incluye válvula reductora de presión y localizador de válvulas. Sin considerar costos, se recomienda elegir localizadores inteligentes.
Válvula de una sola posición, gran capacidad, porcentaje constante
15063629978, mismo número en WeChat. Puedes añadirme y yo puedo ayudarte a elegir el modelo adecuado.