El mundo de la ingeniería industrial es rico en símbolos, utilizados como lenguaje universal para una comunicación fácil y eficaz. Entre esta vasta gama de símbolos, los símbolos de válvulas destacan como una categoría esencial. Las válvulas desempeñan un papel crucial en el control del flujo de fluidos dentro de los sistemas de tuberías, por lo que la comprensión de los símbolos de las válvulas es una habilidad imprescindible tanto para ingenieros como para técnicos.
¿Qué es un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID)?
Un diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID) es una representación gráfica completa de un sistema de procesos. Incluye detalles como tuberías, recipientes, válvulas de control, instrumentos y componentes y equipos de proceso. Al descifrar los símbolos de las válvulas y otros componentes de un DTI, se pueden comprender los intrincados detalles del sistema y cómo interactúan entre sí, lo que mejora la capacidad de diseñar, implementar y solucionar problemas del sistema.
¿Cómo utilizar el diagrama de tuberías e instrumentación (P&ID)?
Utilizar un DTI implica identificar e interpretar los distintos símbolos utilizados. Estos símbolos son formas estándar con elementos como círculos, triángulos, líneas o una combinación de ellos. Aquí nos centraremos en los símbolos de las válvulas, que suelen ser dos líneas (que representan las tuberías) conectadas a un símbolo cuadrado o triangular que representa el tipo de válvula. Indicadores como una línea vertical pueden sugerir el símbolo de una válvula de compuerta o un pequeño círculo oscuro el de una válvula de globo.
P&IDs vs. PFDs
Aunque los DTI y los diagramas de flujo de procesos (DFP) pueden parecer similares, tienen finalidades distintas. Los PFD son una representación de alto nivel del flujo global del proceso, que ofrece una visión general del mismo. Por otro lado, los DTI ofrecen una representación detallada del sistema, desglosando los elementos del proceso como válvulas de control, instrumentos, tuberías y conectividad, utilizando a menudo símbolos de diagramas de válvulas para ayudar a comprender mejor el diseño y el funcionamiento del sistema.
Normalización
La normalización desempeña un papel crucial para que los DTI sean universalmente comprensibles. La Sociedad Internacional de Automatización (ISA) ha definido normas estrictas para los símbolos de DTI, incluidos los símbolos de válvulas en los diagramas de DTI. Sin embargo, pueden existir ligeras variaciones en los distintos sectores y empresas, por lo que a menudo se incluye una leyenda o clave para explicar en detalle todos los símbolos utilizados en el diagrama.
Símbolos de válvulas
El complejo mundo de los planos de procesos e instrumentación (P&ID) está repleto de diagramas y símbolos de válvulas. Entre ellos destacan las válvulas de 2, 3 y 4 vías.
Válvulas de 2 vías
La primera categoría de símbolos de válvulas que aparecen en los DTI son las válvulas de 2 vías. Se identifican por dos triángulos equiláteros que apuntan el uno hacia el otro. El propósito de estas válvulas, representadas por símbolos como la válvula de bola, la válvula de compuerta, la válvula de tapón y otros, es regular el flujo de fluido para evitar el reflujo. Fundamentalmente, estas válvulas realizan funciones de encendido/apagado y controlan la dirección del flujo. El tipo de válvula se ilustra a menudo con diferentes tipos de líneas, y la dirección del flujo se muestra mediante la punta de flecha.
Válvulas de 3 y 4 vías
Si se sigue navegando por el DTI, se descubren los símbolos de las válvulas de 3 y 4 vías. Estos símbolos de válvula aparecen visualmente como los símbolos de válvula de 2 vías, aunque con un triángulo adicional, lo que indica una vía adicional para los medios de proceso. Las válvulas de 3 y 4 vías se representan a menudo con una designación de puerto en L o puerto en T para mostrar los puntos de conexión de la válvula. La compatibilidad con redes más complejas es uno de los puntos fuertes de estos tipos de válvulas, que permiten redirigir el fluido en múltiples direcciones.
| Tipo de válvula | Utilización |
| Válvulas de compuerta | Se utiliza para aislar o conectar totalmente el flujo, no para estrangular. |
| Válvulas de retención | Permite el flujo en una sola dirección, evita el reflujo. |
| Válvulas de globo | Se utiliza para regular con precisión el flujo de fluidos. |
| Válvulas de tapón | Se utilizan para controlar el flujo de líquidos y gases. También puede utilizarse para el aislamiento. |
| Válvulas de bola | Se utiliza principalmente para el control de encendido/apagado sin caída de presión. |
| Válvulas de mariposa | Se utilizan para regular o aislar el caudal, son ligeras y ocupan menos espacio que las válvulas de compuerta o de bola. |
| Seguridad/Válvulas de alivio | Se utiliza para proteger los sistemas de situaciones de sobrepresión. |
| Válvulas de aguja | Se utiliza en aplicaciones de medición de caudal, especialmente cuando debe mantenerse un caudal constante, calibrado y bajo durante un tiempo determinado. |
| Válvulas de control | Normalmente accionadas por motor, se utilizan para controlar el caudal de un sistema. |
| Indicadores de dirección del caudal | Se utiliza para indicar la dirección del flujo en un sistema de tuberías. |
| Válvulas de diafragma | Se utiliza en aplicaciones que requieren un entorno limpio y estéril, como la industria farmacéutica o alimentaria. |
| Válvulas reductoras de presión | Se utiliza para reducir una presión de entrada superior a una presión de salida inferior constante. |
Actuadores de válvulas
Los actuadores de válvulas son parte integrante del funcionamiento de las válvulas. El símbolo de un actuador se representa como una línea que sale del centro de la válvula, con un símbolo más pequeño encima de la línea. En estos símbolos de DTI de válvulas, el accionamiento eléctrico e hidráulico se representa mediante letras. Por ejemplo, esto se puede observar en el símbolo de una válvula de mariposa o de una válvula de bola.
La posición de seguridad de los actuadores se indica mediante una línea y una flecha que apuntan hacia la bola (para seguridad cerrada) o alejándose de la bola (para seguridad abierta). También pueden definirse con las letras "FO" o FC".
Estados de válvula: Abierto, Cerrado, Biestable
Avanzando por la compleja red de válvulas, se puede determinar el estado de una válvula. Los estados de las válvulas, ya sean normalmente abiertas, normalmente cerradas o biestables, desempeñan un papel importante en el control del flujo del proceso. Los DTI los representan visualmente con símbolos de válvula en negro o con las letras "NC" o "NO". Los estados biestables de las válvulas significan que conservan su posición durante la pérdida de energía y requieren una acción independiente para conmutar el estado.
Conexiones finales
Las conexiones finales enlazan la válvula con las líneas de proceso. En un diagrama de tuberías e instrumentación, estas conexiones finales pueden representarse como conexiones embridadas, roscadas, soldadas o soldadas por encastre. Hay varias formas de distinguir estas conexiones utilizando líneas paralelas, cuadrados rellenos y sin rellenar, y círculos.
Líneas de proceso
Además de los símbolos de las válvulas y sus estados, en los DTI encontrará líneas de proceso. Las líneas de proceso representan los conductos para el flujo del proceso e incluyen tuberías, tubos o mangueras. Se representan en varios estilos y se etiquetan con información crucial, como la clase, el tamaño y el aislamiento del componente.
Líneas de señalización
Las líneas de señal, representadas por varios símbolos de línea en P&ID, ilustran el tipo de señal -eléctrica, neumática o de datos- que comunica la información entre los componentes, los instrumentos y los ordenadores del sistema de control.
Equipamiento
Los equipos de los DTI abarcan desde tanques de almacenamiento, bidones y recipientes de proceso hasta soplantes, extractores de humos, compresores de aire y sensores. Cada equipo tiene su propio símbolo en el diagrama. Aunque existe en la periferia de los símbolos de las válvulas, es igualmente importante para comprender todo el sistema de tuberías.
Números de etiqueta
Los números de etiqueta son el aspecto que generalmente se pasa por alto de los símbolos de las válvulas. Estos números encapsulan aspectos vitales de la válvula, incluidas las propiedades del medio que se mide y su función. Los números de etiqueta permiten catalogar y mantener la compleja gama de símbolos de los DTI.
Conclusión
En conclusión, los DTI ofrecen una visión completa del funcionamiento de un sistema, y comprender los símbolos de las válvulas en los DTI es una habilidad vital en el campo del control y la ingeniería de procesos. Tanto si se trata de una válvula básica de dos vías como de una válvula compleja de tres o cuatro vías, cada una tiene su propio símbolo, que proporciona información sobre el control de flujo del sistema. Dominar estos símbolos y la forma en que se representan en los DTI resultará excepcionalmente beneficioso a la hora de diseñar, operar y solucionar problemas en los sistemas de procesos de forma eficaz.
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