En el complejo mundo de los sistemas industriales, es fundamental ser capaz de leer e interpretar con precisión los diagramas y, entre ellos, el diagrama de válvulas tiene una importancia significativa. Esta completa guía pretende dotarle de los conocimientos necesarios para leer e interpretar diagramas de válvulas, centrándose principalmente en su uso en flujos de procesos y en la importante simbología que contienen.
¿Cómo ayuda un diagrama de válvulas a comprender los flujos del proceso?
La piedra angular de cualquier sistema de control de procesos es el flujo de fluidos, ya sea aire comprimido o cualquier otro medio fluido. Los diagramas de válvulas o, como se denominan en el sector industrial, los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID), son una herramienta eficaz para comprender las distintas líneas y flujos del proceso. Interpretando un P&ID, uno puede hacerse una idea de cómo los distintos componentes, como la válvula de control, la válvula de compuerta o la válvula antirretorno, interactúan y contribuyen al flujo general del proceso en sistemas como compresores de aire o intercambiadores de calor. Dominar la lectura precisa de un diagrama de válvulas allana el camino hacia una comprensión más profunda de la compleja dinámica de fluidos que tiene lugar en su planta o en sus líneas de proceso.
La relación entre el diagrama de tuberías e instrumentación y los diagramas de válvulas no está separada, sino entrelazada. Los DTI incorporan el uso de diagramas de válvulas y de flujo de procesos, lo que mejora la comprensión de los flujos de procesos. Los diagramas de válvulas, por lo tanto, desempeñan un papel importante en la interpretación de los DTI al denotar el tipo de válvulas utilizadas, su funcionamiento, entrada, posición central y diagrama de flujo de proceso funcional.
¿Cómo leer los símbolos de las válvulas y los diagramas P&ID?
Leer los diagramas de tuberías e instrumentación (P&ID) e interpretar los símbolos de las válvulas es una habilidad fundamental en campos como la ingeniería y la gestión de plantas industriales. Aquí tienes una guía sobre cómo hacerlo:
¿Qué es un P&ID?
Un diagrama de tuberías e instrumentación es una representación gráfica detallada de una planta de procesos industriales. Este diagrama comprende varios componentes, como válvulas de control, tanques, recipientes, tuberías e instrumentación. Sin embargo, un diagrama de tuberías e instrumentación no es a escala, sino que resalta los distintos equipos de proceso y los diagramas de instrumentación y las relaciones entre estos componentes.
Familiarícese con los símbolos básicos
Antes de leer un diagrama de tuberías e instrumentación, debe familiarizarse con los símbolos básicos utilizados, como válvulas, conectores, soldaduras y líneas que representan tuberías. Esto le permitirá comprender la disposición de las tuberías y el diagrama de instrumentación del proceso, incluida la ubicación de las válvulas y los equipos principales, así como la dirección del flujo en la planta.
Símbolos de válvulas
Comprender los símbolos de las válvulas es igualmente crucial, ya que estos símbolos indican el tipo de válvula, su funcionamiento y su mecanismo de control. Cada tipo de válvula tiene un símbolo único.
Inspeccionar el flujo de procesos
Las flechas indican la dirección del flujo del proceso en un DTI. Seguir las flechas le guiará para comprender el diagrama de proceso e instrumentación y cómo el proceso pasa de una etapa a otra, y cómo funcionan las válvulas en el control de este flujo.
Ver las anotaciones
Las anotaciones proporcionan información adicional sobre los componentes del diagrama. Pueden proporcionar detalles sobre la clase, el tamaño, el material, la clase de brida, etc. de una válvula o componente.
Actuadores de válvulas
Las válvulas pueden ser manuales, de accionamiento manual o automáticas. Una válvula automática suele tener un símbolo o nota adicional que indica la forma de accionamiento, como accionamiento neumático, accionamiento por motor eléctrico, accionamiento hidráulico, etc.
| Tipos de actuadores | Aplicaciones |
| Actuadores manuales | válvulas de pequeño tamaño en las que el caudal de fluido no requiere una regulación frecuente |
| Actuadores eléctricos | aplicaciones industriales (plantas de tratamiento de agua y aguas residuales, oleoductos y gasoductos)automatización del control de procesos industriales |
| Actuadores neumáticos | industria del petróleo y el gasplantas químicas, sistemas de climatización y centrales eléctricas |
| Actuadores hidráulicos | aplicaciones pesadas (industria hidráulica del petróleo y el gas) que requieren una gran fuerza y un control robusto |
| Actuadores magnéticos | accionamiento de válvulas de cierre, control de bombasalimentación de fluidos sistemas neumáticos e hidráulicos |
| Actuadores electrohidráulicos | marina, offshore, oleoductos e industria de procesos |
| Actuadores piezoeléctricos | producción microelectrónica, tecnología de semiconductores e ingeniería médica |
Con la práctica y la exposición repetida a diversos diagramas de P&ID y diagramas de válvulas, interpretarlos se convierte en algo natural y en una valiosa habilidad en muchos campos técnicos.
¿Qué tipos y usos tienen los diagramas de válvulas?
Distinguir la diferencia entre los símbolos de válvulas, como los símbolos de válvulas de mariposa, válvulas de bola, válvulas de compuerta o válvulas antirretorno, puede ser decisivo a la hora de interpretar con precisión los diagramas de válvulas. Cada símbolo de válvula de estos diagramas revela información crucial sobre el componente, desde su función hasta su estado operativo. Entre ellos, el número de puertos de las válvulas de 2 vías, 3 vías y 4 vías es diferente.
| Tipos | Usos |
| Válvulas de 2 vías | Las válvulas de 2 vías, también conocidas como válvulas on-off o válvulas de cierre, regulan el flujo de fluido permitiéndolo o bloqueándolo por completo. Suelen utilizarse en aplicaciones sencillas de apertura y cierre en las que es necesario iniciar o detener el flujo. |
| Válvulas de 3 vías | Las válvulas de 3 vías tienen tres puertos y pueden redirigir el flujo de fluido entre dos vías diferentes. Son cruciales para aplicaciones que requieren que el fluido se dirija a cualquiera de las dos salidas o a través de ambas simultáneamente. Estas válvulas se utilizan habitualmente en sistemas que necesitan capacidades de desvío, mezcla o derivación. |
| Válvulas de 4 vías | Las válvulas de 4 vías tienen cuatro puertos y se utilizan principalmente en aplicaciones en las que es necesario controlar simultáneamente varios actuadores, como cilindros o motores. Estas válvulas permiten conmutar entre distintas posiciones del actuador o controlar la dirección de los flujos de entrada y salida. |
| Válvulas de compuerta | El símbolo presenta una placa de válvula frontal en forma de compuerta que se mueve hacia arriba y hacia abajo para controlar el flujo de fluido a través del sistema de tuberías. Las válvulas de compuerta se utilizan principalmente como válvulas de cierre en sistemas de tuberías, permitiendo o impidiendo el flujo del medio. |
| Válvulas de retención | Las válvulas antirretorno están diseñadas para permitir que el fluido fluya en una sola dirección, evitando el reflujo. Suelen utilizarse en diversos sectores, como aplicaciones de bombeo de agua, aguas residuales y aguas pluviales, y en cualquier sistema en el que el reflujo pueda causar daños. |
| Válvulas de bola | El disco esférico, o "bola" central, controla el caudal del medio. Las válvulas de bola son idóneas para aplicaciones en las que el caudal debe cerrarse por completo. |
| Válvulas de mariposa | Las válvulas de mariposa se utilizan para regular, estrangular y detener el flujo y se emplean en el suministro de agua, el tratamiento de aguas residuales, la protección contra incendios y aplicaciones industriales. |
| Válvulas de globo | Funciona cuando el obturador de la válvula se estira hacia arriba y hacia abajo para lograr un sellado dentro de la válvula. Las válvulas de globo proporcionan un control y una regulación del caudal más precisos. |
| Válvulas de tapón | Las válvulas de obturador son adecuadas para válvulas de control de flujo de encendido y apagado debido al flujo y a las aplicaciones que implican alta temperatura y presión. En una válvula de macho, un obturador con un orificio gira para permitir el paso del fluido a través de la válvula de pellizco o el bloqueo de la válvula. |
| Electroválvulas | Las electroválvulas suelen ser dispositivos electromecánicos que controlan el flujo de fluido o gas mediante una corriente eléctrica. |
| Válvulas de alivio | El símbolo de una válvula de alivio representa una válvula de alivio o de seguridad diseñada para liberar el exceso de presión de un sistema. Estas válvulas de seguridad, que suelen utilizarse en sistemas de alta presión, se abren cuando se alcanza un determinado nivel de presión, reduciendo así la presión de los ventiladores y protegiendo los sistemas de daños por sobrepresión. |
| Válvulas de retención | Mantienen el flujo unidireccional de fluidos (funcionalidad de válvula de retención) y también pueden detener el flujo por completo cuando es necesario el proceso de flujo (funcionalidad de válvula de cierre). Suelen utilizarse en sistemas de suministro de agua y aire comprimido. |
| Válvulas de diafragma | El símbolo de una válvula de diafragma en un diagrama de válvulas indica la construcción única de la válvula. La válvula actúa aplicando una fuerza para comprimir el diafragma contra un asiento. Las válvulas de diafragma se utilizan normalmente en aplicaciones de proceso que requieren un control robusto de líquidos y gases. |
| Válvulas de ángulo | El símbolo de la válvula de ángulo representa una válvula de ángulo que altera la dirección del flujo de fluido en 90 grados. Debido a su diseño en ángulo, una válvula de ángulo también puede proporcionar ciertas capacidades de control de flujo y se utiliza principalmente en servicios de gas y líquidos. |
| Válvulas de bloqueo y purga | La válvula de bloqueo aísla el flujo de medio del proceso aguas abajo, y la válvula de purga ventila el fluido de proceso atrapado de forma segura a un sistema de recuperación de venteo. Se utilizan en sistemas hidráulicos y neumáticos para drenar líquidos con fines de mantenimiento o para despresurizar el sistema. |
| Válvulas de aguja | Las válvulas de aguja se utilizan para controlar con precisión el caudal en sistemas que requieren ajustes finos. Disponen de un vástago delgado y cónico en forma de aguja que encaja en un asiento, lo que permite regular con precisión el caudal de fluido subiendo o bajando el vástago. Son ideales para aplicaciones en las que es necesario un control preciso, como en laboratorios, sistemas de control de combustible y gas, o cualquier situación que requiera una regulación fina del caudal. |
¿Cuáles son los Seguridad ¿Implicaciones de interpretar correctamente los diagramas de válvulas?
La correcta interpretación de los símbolos de los instrumentos de los diagramas de válvulas es fundamental para mantener la seguridad de las operaciones de la planta. Permite a los operarios identificar los tipos de válvulas utilizados, sus estados funcionales y sus interconexiones dentro del proceso. Por ejemplo, reconocer el símbolo de una válvula de alivio de presión puede salvar el sistema de posibles escenarios de sobrepresión, garantizando la seguridad general de la planta.
Conclusión
En el intrincado mundo de los sistemas de plantas industriales, comprender los diagramas de válvulas es una habilidad vital para cualquiera que participe en el proceso. Tanto si es un ingeniero experimentado como si es nuevo en este campo, esta completa guía le resultará útil para interpretar desde el símbolo de una válvula de globo hasta el funcionamiento de una válvula hidráulica.
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