Las válvulas limitadoras de presión son dispositivos de seguridad esenciales que protegen los equipos de sistemas presurizados contra roturas o daños debidos a sobrepresiones accidentales. Para ello, se abren a una presión preestablecida para liberar el exceso de presión y se cierran cuando se restablece la presión de trabajo normal.
Existen dos tipos principales de válvulas limitadoras de presión. boquilla llena y semi boquilla:
¿Qué es una válvula limitadora de presión de boquilla llena?
En una válvula de tobera completa, sólo la tobera y el disco están expuestos al medio fluido cuando la válvula está cerrada. La entrada de la boquilla completa se mecaniza a partir de una sola pieza de material y forma todo el tracto de entrada y el área de asiento.
Como su nombre indica, el material de la tobera completa ve toda la presión y el caudal durante el funcionamiento.
Las principales ventajas de las válvulas de boquilla completa son:
- Fabricados con materiales altamente resistentes a los medios fluidos
- Adecuado para la manipulación de fluidos de proceso agresivos, tóxicos y corrosivos
- Puede utilizarse para aplicaciones de alta presión
- Las superficies de flujo altamente pulidas evitan depósitos y obstrucciones
Las válvulas de tobera completa también tienden a tener una mejor alineación debido a la construcción unitaria de tobera/asiento.
¿Qué es una válvula limitadora de presión para semicoquillas?
En las válvulas de semi boquilla, la boquilla se fabrica como un componente separado con un brida o roscas que encajan en el cuerpo de la válvula. La boquilla, el disco y partes del cuerpo de la válvula quedan así expuestos al fluido del proceso durante el funcionamiento.
Las PRV de semi boquilla tienen ciertas ventajas sobre las válvulas de boquilla completa:
- La boquilla extraíble/sustituible simplifica el mantenimiento
- La carrocería puede fabricarse con materiales estándar más baratos
- Se utiliza en aplicaciones menos exigentes con fluidos no tóxicos a presiones más bajas
La PRV de semi boquilla puede sufrir pequeños problemas de desalineación y es más propensa a la corrosión con el tiempo.
¿En qué se diferencian las PRV de tobera completa y las de tobera parcial en cuanto a diseño y construcción?
Aunque ambos tipos de válvulas tienen una construcción general similar en cuanto a cuerpo, tapa, disco y boquilla, existen algunas diferencias notables:
Construcción de la boquilla
En las PRV de tobera completa, la tobera de entrada forma un componente integral de una pieza con el asiento.
La válvula de semi boquilla tiene una boquilla con brida desmontable que encaja en el cuerpo de la válvula. Por lo tanto, con el tiempo puede producirse una desalineación entre la boquilla y el asiento.
Hilos y conexión
Las válvulas de boquilla completa pueden tener roscas de entrada superiores, intermedias o inferiores para conectar la boquilla al cuerpo. Cada método tiene sus pros y sus contras en términos de facilidad de montaje, alineación, drenabilidad, etc.
Las PRV de semiboquilla suelen utilizar un ajuste engarzado o prensado para fijar la boquilla al cuerpo de la válvula. En algunos diseños, la boquilla también puede atornillarse.
Superficies de guiado
Las superficies de flujo pulidas evitan acumulaciones y obstrucciones en las válvulas de tobera completa. Las PRV de semi boquilla son más propensas a la corrosión y a los depósitos con el paso del tiempo, lo que puede atascar la válvula.
Anillos de purga
Las PRV de tobera completa pueden equiparse fácilmente con anillos de purga internos para ajustar con precisión las características de elevación. Es más difícil incorporar estos dispositivos de ajuste de la purga en las válvulas de semi-tobera.
Cumplimiento de las normas
Las válvulas de tobera completa cumplen más fácilmente las estrictas normas de rendimiento especificadas por la sección I de ASME. Las PRV de tobera parcial se utilizan más comúnmente con las normas de la sección VIII y EN de ASME.
¿Cuándo elegir una PRV de tobera completa en lugar de una válvula de tobera parcial?
Debe seleccionar una válvula de alivio de presión de boquilla llena cuando:
Su proceso implica fluidos agresivos o tóxicos
Las válvulas de boquilla llena sólo permiten que el disco y la boquilla entren en contacto con el fluido corrosivo. El cuerpo puede fabricarse con materiales más baratos no resistentes al fluido. Esto supone un ahorro de costes al tiempo que protege la integridad de los componentes internos de la válvula.
Tiene una aplicación de alta presión
A presiones más altas, la construcción unitaria proporciona una mejor alineación de las superficies de sellado críticas, como la boquilla y el disco. La desalineación en las PRV de semi-tobera puede provocar problemas de fugas.
Sus medios de proceso tienden a solidificarse, cristalizarse o polimerizarse
Las vías de flujo altamente pulidas evitan cualquier acumulación que pudiera restringir el flujo o atascar la válvula. Las válvulas de semiboquilla son más propensas a ensuciarse y atascarse con el uso prolongado.
¿Cuándo es mejor una PRV de semicoquilla?
Debería optar por una válvula de alivio de presión de semi boquilla en las siguientes situaciones:
Desea un mantenimiento sencillo y menores costes
El mantenimiento de la tobera sustituible es más sencillo y barato que el de la tobera integrada en las PRV de tobera completa. Además, el cuerpo de las válvulas de semi-tobera puede fabricarse con materiales más baratos.
Sus códigos de diseño exigen una configuración de PRV determinada
A veces, el código de recipientes a presión puede dictar el uso de una PRV de semi-tobera. Por ejemplo, los códigos EN y DIN suelen permitir las válvulas de semi-tobera, a diferencia de la sección I de ASME.
Tiene una aplicación de presión relativamente baja
Mientras que las PRV de tobera completa suelen utilizarse para presiones superiores a 400 bar, las válvulas de semi-tobera funcionan con fiabilidad por debajo de 100 bar. Por tanto, si la presión de diseño de su sistema es baja, una válvula de semi boquilla es la mejor opción.
Usted opera con fluidos no tóxicos y menos agresivos
Las PRV de semi boquilla pueden tratar fluidos normales como agua, vapor o aire. La boquilla consumible es más barata de sustituir que una válvula de boquilla completa.
Boquilla Completa vs Semi Boquilla: La mejor elección
A la hora de dimensionar y seleccionar una válvula limitadora de presión, los ingenieros tienen que elegir cuidadosamente entre las configuraciones de tobera completa y semi-tobera tras considerar estos criterios clave de selección:
- Propiedades de los fluidos - Toxicidad, potencial de corrosión, contenido en sólidos, etc.
- Presiones de diseño y máximas admisibles
- Normas vigentes en el sector y necesidades de cumplimiento de códigos
- Nivel de acceso para mantenimiento y consideraciones de coste
- Intervalos de mantenimiento deseados de las válvulas antes de su sustitución
Mientras que las PRV de boquilla completa son las preferidas para aplicaciones tóxicas de alta presión, las válvulas de semi boquilla ofrecen una opción de fácil mantenimiento y menor coste para aplicaciones menos exigentes.
Al adaptar el dispositivo de alivio de presión a las condiciones y limitaciones específicas de su proceso, puede maximizar la vida útil de la válvula y, al mismo tiempo, optimizar la seguridad, la fiabilidad y los costes.
Boquilla completa frente a semicoquilla: aspectos clave
La boquilla completa y la semiboquilla describen la construcción de la entrada/boquilla de la válvula de alivio de presión que expone las partes internas a los medios de proceso durante el flujo.
En PRV de boquilla llena:
- Toda la boquilla de entrada está mecanizada a partir de una sola pieza de metal resistente
- Proporciona una superficie lisa y una mejor alineación
- Se utiliza para aplicaciones tóxicas, agresivas y de alta presión
Las válvulas de alivio de presión de semi boquilla tienen:
- Una boquilla de entrada desmontable instalada en el cuerpo de la válvula
- Riesgos de exposición con materiales estándar para carrocerías
- Se utiliza para facilitar el mantenimiento y ahorrar costes
Los ingenieros tienen que sopesar parámetros como las condiciones del proceso, los códigos y normas, las necesidades de mantenimiento y los costes del ciclo de vida útil a la hora de elegir entre PRV de tobera completa y de tobera parcial.