Soporte y Normatividad

 

Conceptos básicos en automatización de válvulas.

Válvula: Dispositivo mecánico que permite, bloquea o regula el paso de un fluido.
Actuador: Dispositivo mecánico montado sobre la válvula que, en respuesta a una señal opera la válvula.
Torque: Es el resultado de aplicar una fuerza de trabajo por una distancia.
Empuje: Es la aplicación de una presión sobre unidad de área.

Tipos de válvulas más comunes en instalaciones petroleras.

Válvula de Compuerta:paso completo y continuado, paso completo, API 6D y API 600.
Válvula de Bola o esfera:paso completo y continuado, trunnion, flotante, paso reducido, sello suave, sello metal a metal, API 6D y API600.
Válvula Macho o tapón:lubricadas o autolubricadas, doble sello y purga, paso completo, paso reducido.
Válvula Mariposa: resilentes, de alto rendimiento, triple excentricidad, sello suave o metal a metal, cero fugas

Tipos de Actuadores.

Actuador manual:caja de engranes o manivela, requiere del humano para su funcionamiento.
Actuador Eléctrico: trifásicos, monofásicos o CD.
Actuador Neumático: DA, SR, pistón, diafragma, requieren de suministro neumático para su funcionamiento, apropiados para paro de emergencia.
Actuador Hidráulico:DA, SR, piston, diafragma, requieren de suministro hidráulico para su funcionamiento, adecuados en aplicaciones de paro por emergencia.
Combinaciones: Electrohidráulico, hidroneumático, gas/oil, gas directo, autocontenido, electroneumático, Gas-Hidráulico.

Clasificación de válvulas según su forma de operación

Válvulas de desplazamiento lineal ascendente: Compuertas, globos para la industria del petróleo y gas.
Válvulas de desplazamiento lineal no ascendente: Compuertas, generalmente empleadas en instalaciones de agua potable y tratamiento.
Válvulas rotatorias: (1/4 de vuelta: Bolas (esferas), machos lubricados o autolubricados y mariposas, que para operar giran 90º, y se emplean en instalaciones de petróleo y gas.
Válvulas rotatorias ascendentes: Bolas y machos doble sello y purga, utilizadas generalmente en sistemas de medición.

Mecanismos de actuación de actuadores más comunes.

Yugo escocés (simétrico o canteado): Mecanismo convertidor de movimiento lineal de un pistón a rotatorio de 0-90º. Realiza el trabajo para producir el torque necesario que requiere la válvula. Su curva característica es una parábola. Son empleados para válvulas de operación rotatoria.
Piñón y cremallera: Mecanismo convertidor de movimiento lineal de un pistón a rotatorio de 0-90º o hasta 180º. Realiza el trabajo para producir el torque necesario que requiere la válvula. Su curva característica es una línea recta, son empleados para válvulas de operación rotatoria o dampers.
Vena rotatoria: Mecanismo de transmisión radial 0-90º. Solo tiene una parte móvil. Su curva característica es una línea recta, son empleados para válvulas de operación rotatoria.

Paleta aletado: Mecanismo convertidor de movimiento lineal de un pistón a rotatorio de 0-90º o hasta 180º, solo tiene una parte móvil. Su curva característica es una línea recta. Son empleados para válvulas de operación rotatoria.
Tornillo sin fin y cremallera: Mecanismo convertidor de movimiento multi-vueltas del rotor de un motor a rotatorio 360º o multi-vueltas, además de realizar el trabajo para producir el torque necesario que requiere la válvula. Su curva característica es una línea recta. Son empleados para válvulas de operación rotatoria y lineal ascendente o no ascendente.

Formas de operación de los actuadores.

Operación Manual: Realizada por medio de un volante, caja de engranes, bomba hidráulica o gato hidráulico, se requiere del operador en sitio siempre, y de un trabajo humano físico.
Operación Local Manual: Realizada a través de la operación de un botón, palanca o selector, se requiere del operador en sitio siempre, sin embargo se utiliza la energía disponible del equipo.
Operación Remota: Realizada por un comando enviado desde el cuarto de control o sistema superior, no se requiere del operador en sitio.
Operación automática: Realizada de manera autónoma y sin dependencia del cuarto de control o sistema superior, no se requiere del operador en sitio.

¿Qué datos se requieren para dimensionar un actuador para válvula?

Válvulas rotatorias (bola, macho, mariposa) y Válvulas lineales (compuertas, globos)
a) Condiciones de operación del proceso (servicio, presión, temperatura).
b) Tamaño, clase ANSI, y tipo de válvula.
c) Especificaciones incluyendo tipo de actuador requerido y mecanismo de actuación, tipo de control requerido, tiempos de operación, normatividad a cumplir.
d) Filosofía de operación.