Diferentes tipos de válvulas de seguridad: Una guía completa

Introducción a los tipos de válvulas de seguridad

Tipo de válvula de seguridad	Descripción	Aplicación
Válvula de seguridad con muelle	Utiliza un muelle para mantener la válvula cerrada; se abre cuando la presión supera el valor ajustado	Calderas, recipientes a presión, tuberías, sistemas de petróleo y gas
Válvula de seguridad pilotada	Utiliza una válvula piloto para controlar la apertura y el cierre de la válvula principal	Grandes recipientes a presión, procesos petroquímicos, centrales eléctricas
Válvula de alivio de presión y vacío	Proporciona alivio de presión y vacío para evitar condiciones de sobrepresión o vacío	Tanques de almacenamiento, silos, equipos de proceso
Válvula de seguridad de fuelle compensado	Utiliza un fuelle para equilibrar la presión y mantener un punto de consigna constante	Sistemas de vapor a alta presión, entornos corrosivos
Válvula de seguridad de disco de ruptura	Consiste en un disco que se rompe a una presión específica, permitiendo la liberación de presión	Aplicaciones de alta presión y alta temperatura
Válvula de seguridad de diafragma	Utiliza un diafragma para controlar la apertura y el cierre de la válvula	Aplicaciones farmacéuticas, alimentarias e higiénicas
Válvula de vacío a presión pilotada	Combina el alivio de presión y vacío con un control de válvula piloto	Almacenamiento de líquidos a granel, transporte, procesamiento químico
Válvula de seguridad térmica	Responde a los cambios de temperatura además de a la presión	Sistemas de vapor, calentadores de aceite térmico
Válvula de seguridad de peso muerto	Utiliza pesos para controlar la apertura de la válvula a una presión predeterminada	Equipos de laboratorio, aplicaciones de baja presión
Válvula electromagnética de seguridad	Funciona mediante un actuador electromagnético	Sistemas de automatización, control preciso de la presión

El papel esencial de las válvulas de seguridad en la seguridad industrial

¿Qué es eso? ¿Quieres saber qué hacen las válvulas de seguridad? Bien, vayamos al grano. Imagínatelo: una situación de alta presión, vapor que se acumula sin tener adónde ir. Ahí es donde nuestro héroe, la válvula de seguridad, entra en acción. Está diseñada para abrirse a una presión predeterminada, permitiendo la salida del fluido del proceso y evitando un aumento desastroso de la presión.

Las válvulas de seguridad, ya sean de presión o de válvula de aliviose encuentran en industrias que van desde el petróleo hasta las centrales eléctricas. Funcionan como guardabarros, regulando la presión interna de un sistema y, al hacerlo, protegen la vida, el medio ambiente y la propiedad.

Ahora, agárrese el sombrero porque estamos a punto de hacer un recorrido relámpago por el panorama de las válvulas ASME I y ASME VIII.

Conceptos básicos: Válvulas ASME I y ASME VIII

ASME, la Sociedad Americana de Ingenieros Mecánicos, establece las normas para estas válvulas de alivio de presión. Existe la ASME I, que se utiliza en calderas eléctricas, y la ASME VIII, que se utiliza en todo lo demás, desde recipientes a presión hasta sistemas de tuberías.

Las válvulas ASME I, o como las llamamos los industriales, "válvulas de seguridad de accionamiento eléctrico", tienen que abrirse por completo cuando la presión alcanza 3% por encima de la presión establecida. Estas válvulas no se andan con chiquitas: se abren de golpe, lo que garantiza una apertura rápida y permite la salida del vapor.

Las válvulas ASME VIII, por su parte, son como las primas más relajadas de las válvulas ASME I. Se abren lentamente a medida que aumenta la presión, abriéndose por completo a 10% por encima de la presión establecida. Pero no se deje engañar por su naturaleza lenta y constante. Estos tipos de válvulas de seguridad desempeñan un papel crucial en la prevención de sobrepresiones en aplicaciones que no sean calderas.

Pero, ¿cómo se comparan estos tipos de válvulas con las válvulas de seguridad de baja elevación, elevación total y paso total? Quédate para averiguarlo.

Decodificación de válvulas de seguridad de baja elevación, elevación total y paso total

Empecemos con las válvulas de seguridad de baja elevación. Imagínese a una bailarina caminando de puntillas por un escenario: eso es una válvula de seguridad de baja elevación. Se abre sólo un poco (menos de un cuarto del diámetro del orificio, si te gustan los detalles) cuando se alcanza la presión establecida. Es una elección popular para el servicio de líquidos, ya que el caudal aumenta rápidamente para un pequeño incremento del exceso de presión.

Las válvulas de seguridad de elevación total se parecen más a un gimnasta entusiasta. Saltan a una posición totalmente abierta, igual que una válvula ASME I, pero lo hacen sin ningún aumento de presión específico. Son ideales para servicios con fluidos compresibles en los que un aumento rápido de la presión podría causar problemas.

Ahora llegamos a las válvulas de seguridad a toda pastilla. Piense en un superhéroe atravesando una puerta, y tendrá la idea correcta. Cuando estas válvulas se abren, no hay obstrucción al flujo. Son las más indicadas para aliviar grandes cantidades de gas o vapor y, al igual que nuestra amiga la válvula de seguridad de elevación completa, son perfectas para situaciones en las que la presión podría aumentar rápidamente.

Decodificación de válvulas de seguridad de baja elevación, elevación total y paso total

¿Qué son las válvulas de seguridad de baja elevación, de elevación total y de paso total? Estos términos se refieren a la apertura de la válvula y a la cantidad de fluido que puede pasar a través de ella. Las válvulas de seguridad de baja elevación son las más introvertidas de la familia de las válvulas de seguridad, ya que sólo permiten un pequeño caudal. La elevación, o la distancia que el disco recorre desde el asiento de la válvula, es pequeña, normalmente 1/4 del diámetro interior.

En cambio, las válvulas de seguridad de elevación total son el alma de la fiesta. Lo dejan todo al aire, con una elevación de más de 1/4 del diámetro del orificio. Así es, más espacio significa que puede pasar más fluido.

Por último, las válvulas de seguridad de paso total son las más musculosas del grupo, con un diámetro de paso aproximadamente igual al diámetro del tubo de entrada. Cuando estas válvulas se levantan, dejan pasar el fluido.

Así pues, ya conoce los conceptos de baja elevación, elevación total y perforación total. Pero no descanses todavía, ¡todavía te queda por explorar el mundo de los dispositivos de alivio de presión convencionales!

El ingenioso diseño y la funcionalidad de las válvulas de seguridad convencionales

Si se sumerge en el funcionamiento interno de una válvula de seguridad convencional, o PSV (válvula de seguridad de presión), se encontrará con un fascinante ecosistema de componentes, cada uno de los cuales desempeña su papel en el mantenimiento de la seguridad industrial.

El diseño comienza con una boquilla de acero inoxidable duradero, una de las mejores opciones por su resistencia a la corrosión, ideal para manejar presiones de proceso variables. El diafragma, que actúa como un centinela vigilante, controla la presión estática y alerta al sistema cuando la presión supera el umbral establecido. Esta acción desencadena la tan esperada "acción pop", un proceso de gran elevación en el que los muelles de la válvula se abren para aliviar el exceso de presión interna.

Uno de los conductores clave de esta sinfonía mecánica es el husillo, que dirige las características operativas de la válvula y garantiza que responda adecuadamente a los cambios de presión. Más allá del alivio de presión, algunas válvulas están diseñadas como válvulas de alivio de vacío para combatir situaciones de vacío interno potencialmente dañinas.

Estas PSV pueden soportar contrapresiones superpuestas sin comprometer su funcionalidad y llevan el prestigioso sello ASME, lo que significa que cumplen estrictas normas de seguridad y calidad.

Y sin olvidar a sus parientes de accionamiento eléctrico, estas PSV amplían las capacidades de la familia al utilizar una fuente de alimentación externa para su funcionamiento, lo que resulta esencial en entornos de baja presión o vacío. En esencia, las válvulas de seguridad convencionales combinan a la perfección la delicadeza mecánica, la durabilidad de los materiales y la adaptabilidad operativa, convirtiéndose en una fortaleza fiable contra los riesgos de sobrepresión y subpresión en diversos entornos industriales.

Mecánica de las válvulas de seguridad equilibradas

Imagínate esto: eres una válvula de seguridad convencional, y estás luchando con una alta contrapresión. ¿No estaría bien que hubiera una forma de equilibrarlo? He aquí la válvula de seguridad equilibrada, el superhéroe de los tipos de válvulas de seguridad.

Estos dispositivos utilizan un fuelle o un sistema de pistón para equilibrar la contrapresión y garantizar que la válvula pueda abrirse completamente. Con este ingenioso sistema, la válvula queda aislada de los efectos de la contrapresión, lo que contribuye a crear unas características de funcionamiento más estables.

Navegación por las válvulas limitadoras de presión pilotadas

Si una válvula de seguridad fuera un espectáculo de marionetas, las válvulas limitadoras de presión pilotadas serían los titiriteros. Emplean una válvula "piloto" adicional más pequeña para controlar la apertura y el cierre de la válvula principal. La válvula piloto detecta la presión de entrada y, cuando alcanza la presión establecida, se abre, provocando que la válvula principal también se abra. Es como tirar de un hilo, ¿entiendes?

Las válvulas de seguridad pilotadas resultan muy útiles en sistemas con contrapresión variable o cuando es necesario un control preciso de la presión de ajuste. Y como se accionan solas, no necesitan una fuente de alimentación para funcionar. Genial, ¿verdad?

Pero agárrese fuerte, porque estamos a punto de acercarnos a otra variante fascinante: las válvulas de seguridad de accionamiento eléctrico.

Válvulas de seguridad servoaccionadas: Una visión general

Ahora bien, las válvulas de seguridad motorizadas... son un poco especiales. Son como los rebeldes del mundo de las válvulas de seguridad, pavoneándose con sus fuentes de energía externas. Ya sea aire, un muelle u otro fluido, algo externo a la válvula proporciona la fuerza para abrirla o cerrarla. Por eso también se las conoce como válvulas de seguridad de accionamiento externo.

Estas válvulas son muy útiles en aplicaciones en las que no hay suficiente sobrepresión para abrir una válvula tradicional autoaccionada. Garantizan un funcionamiento fiable incluso en condiciones de baja presión o vacío.

Pero basta de hablar de ellas. Embarquémonos en un viaje para descubrir la norma DIN 3320 y sus válvulas de seguridad.

Comprender la norma DIN 3320 y sus válvulas de seguridad

Hemos repasado diferentes tipos de válvulas de seguridad, pero ¿cómo están normalizadas? Permítame presentarle la norma DIN 3320 del Instituto Alemán de Normalización. Esta norma establece los requisitos de seguridad de las válvulas de seguridad.

Ya se trate de dimensiones, características de funcionamiento o procedimientos de ensayo, la norma DIN 3320 lo cubre todo. Es la guía para una buena vida útil de las válvulas de seguridad, ya que garantiza que cumplen las rigurosas normas de seguridad que se esperan en el entorno industrial.

Comprender la norma DIN 3320 y sus válvulas de seguridad

Un aspecto crucial de los tipos de válvulas de seguridad reside en su normalización. Normas como la DIN 3320, emitida por el Instituto Alemán de Normalización, regulan cómo deben diseñarse y funcionar estas válvulas. Todas las válvulas que se precien, desde las de alivio hasta las de seguridad, deben cumplir estas normas.

La norma DIN 3320 aborda una serie de factores, como las características operativas, las dimensiones y los procedimientos de ensayo de las válvulas de seguridad, garantizando que cada una de ellas esté a la altura de las circunstancias. Es como el reglamento de un juego de alto riesgo: establece el listón de calidad y seguridad que debe cumplir cada jugador o, en este caso, cada válvula.

Sin embargo, la norma DIN 3320 no es la única que existe. Sujétense los cascos porque nos sumergiremos en el mundo de las definiciones de las válvulas de seguridad EN ISO 4126.

Definiciones de válvulas de seguridad EN ISO 4126

La norma EN ISO 4126 puede considerarse la piedra Rosetta de las válvulas de seguridad. Esta norma internacional, que sustituye a muchas normas nacionales anteriores, ofrece un lenguaje común para entender y clasificar las válvulas de seguridad.

Establece las definiciones de diferentes aplicaciones, desde válvulas de seguridad y válvulas de seguridad de alivio hasta válvulas de seguridad pilotadas. Tanto si se dedica a los recipientes a presión como a las calderas, esta norma es su referencia para la terminología de las válvulas de seguridad.

Igual que hay más de una forma de despellejar a un gato, hay más de un tipo de válvula de seguridad. Así pues, veamos más de cerca las válvulas de seguridad de palanca para martillos pesados.

Válvulas de seguridad de palanca de martillo pesado: Una mirada en profundidad

Como su nombre indica, las válvulas de seguridad de palanca de martillo pesado son los tipos fuertes y silenciosos del mundo de las válvulas. Utilizan una palanca pesada, que incluye un martillo, para mantener la válvula cerrada en condiciones normales. Cuando la presión es demasiado alta, la fuerza del vapor o del fluido supera el peso del martillo, empujando la válvula y permitiendo que el fluido escape.

Estas duras válvulas se utilizan a menudo en calderas, donde protegen contra los peligros potenciales de la sobrepresión. Pero no son el único tipo de válvula de seguridad en la sala de calderas. Cambiemos de marcha y exploremos el mundo de las válvulas de seguridad de peso muerto.

Exploración de la funcionalidad de las válvulas de seguridad de peso muerto

Ah, las válvulas de seguridad de peso muerto, las veteranas del alivio de presión. Estos tipos de válvulas de seguridad utilizan -lo ha adivinado- un peso muerto para mantener la válvula cerrada. Cuando la presión del sistema supera el peso del peso "muerto" (o estático), la válvula se abre y el fluido puede escapar.

A menudo se encuentran en situaciones en las que la presión de funcionamiento no cambia mucho, estas válvulas proporcionan un enfoque fiable, aunque de la vieja escuela, a la seguridad de la presión. Pero bueno, si no está roto, no lo arregles, ¿no?

Exploración de la funcionalidad de las válvulas de seguridad de peso muerto

He aquí algo interesante: la válvula de seguridad de peso muerto. Este tipo es un poco de la vieja escuela, utilizando un peso para mantener la válvula cerrada. Imagínate a un levantador de pesas: cuanto más puede levantar, más fuerte es. Lo mismo ocurre con estas válvulas: cuanto más peso pueden levantar (o, en términos técnicos, cuanto mayor es la presión que soportan), más robustas son.

Cuando la presión es demasiado alta, empuja contra el peso. Si la presión es lo suficientemente fuerte como para levantar el peso, la válvula se abre y el fluido escapa. Estas válvulas suelen encontrarse en lugares donde la presión no varía mucho, por lo que son una solución sencilla y fiable en situaciones de sobrepresión. Pero, ¿qué ocurre cuando se combina la fiabilidad de una válvula de peso muerto con la potencia de un muelle? Averigüémoslo.

Ventajas de las válvulas de seguridad accionadas por muelle

Las válvulas de seguridad de muelle son como las cajas de sorpresas del mundo de las válvulas. Utilizan un muelle para mantener el disco de la válvula en posición cerrada. Cuando la presión es demasiado alta, supera la fuerza del muelle, abriendo la válvula y liberando el fluido. Y cuando la presión vuelve a bajar, el muelle vuelve a cerrar la válvula. Sorpresa.

Estas válvulas de seguridad tienen algunos trucos en la manga, como ser ajustables. Cambiando la compresión del muelle, se puede modificar la presión de ajuste de la válvula. Esto las hace versátiles para una gran variedad de aplicaciones. Pero, ¿qué ocurre cuando se añade una palanca a la mezcla? Averigüémoslo profundizando en las válvulas de seguridad accionadas por palanca.

El papel crucial de las válvulas de seguridad accionadas por palanca

Cuando necesitas aplicar una fuerza pero no tienes la fuerza (o el espacio) para un gran peso o un muelle, ¿qué utilizas? Una palanca. Las válvulas de seguridad accionadas por palanca utilizan la magia de las palancas para mantener la válvula en posición cerrada.

Cuando la presión alcanza el nivel establecido, supera la fuerza de la palanca, lo que provoca la apertura de la válvula y la salida del fluido. Estas válvulas de seguridad se utilizan habitualmente en sistemas de calderas, donde impiden que la presión alcance niveles peligrosos. Pero como ocurre con cualquier válvula de seguridad, el tipo que elijas depende de algunas consideraciones clave.

Elección de los tipos de válvulas de seguridad adecuados: Consideraciones clave

Entonces, ¿cómo decidir qué tipo de válvula de seguridad utilizar? Bueno, es un poco como elegir un coche nuevo: depende de para qué lo necesite. Hay que tener en cuenta la naturaleza del fluido (¿vapor? ¿gas? ¿líquido?), la presión y la temperatura de funcionamiento y la posible contrapresión.

También es crucial fijarse en la capacidad de la válvula y si puede manejar el volumen de fluido. Y no nos olvidemos de la presión de ajuste, que debe ser adecuada para su sistema. Recuerde, no se trata sólo de lo que hace la válvula de seguridad, sino de lo bien que se adapta a sus requisitos específicos.

Conclusión

Puede que las válvulas de seguridad no sean la parte más emocionante de un sistema industrial, pero sin duda son vitales. Y ahora que hemos explorado los distintos tipos de válvulas de seguridad -desde las pesadas válvulas de seguridad de palanca para martillos pesados hasta las que rebotan por resorte-, está claro que hay una válvula de seguridad para cada situación.

Ya se trate de una caldera, un recipiente a presión o un gasoducto, estos dispositivos trabajan incansablemente en segundo plano, manteniendo la seguridad de nuestros sistemas industriales. Así que la próxima vez que se encuentre con una válvula de seguridad, tómese un momento para apreciar la intrincada ingeniería y el papel crucial que desempeñan estos humildes componentes. Recuerde, no es sólo una válvula, ¡es un héroe de la seguridad!