Tipos de válvulas de alivio de seguridad: una guía completa para ingenieros y operadores de plantas

Estas válvulas se encuentran en todas partes en la industria, desde refinerías de petróleo hasta centrales eléctricas, fábricas químicas e instalaciones de procesamiento de alimentos. Prevengan explosiones, daños en el equipo y mantienen a los trabajadores seguros.

¿Por qué necesitamos diferentes tipos?

No todos los fluidos se comportan de la misma manera. El agua y el aceite son líquidos que no comprimen mucho. El vapor y el gas pueden comprimir y expandirse rápidamente. Esta diferencia significa que necesitamos diferentes tipos de válvulas para diferentes trabajos.

Las tres categorías principales

1. Válvulas de seguridad (SVS)

Las válvulas de seguridad tienen una "acción pop": se abren rápida y completamente cuando la presión alcanza el punto de ajuste. Esta apertura rápida es perfecta para gases y vapor porque estos fluidos se expanden rápidamente y necesitan un alivio de presión rápida.

2. Válvulas de alivio (RV)

Las válvulas de alivio se abren gradualmente a medida que aumenta la presión. Son como un grifo que se abre lentamente: cuanto mayor sea la presión, más se abre. Esta acción suave evita el martillo de agua y el choque del sistema en los sistemas líquidos.

3. Válvulas de alivio de seguridad (SRVS)

Estas válvulas versátiles pueden funcionar como válvulas de seguridad o válvulas de alivio, dependiendo del líquido que estén manejando. Son la "navaja suiza" de las válvulas de alivio a presión.

Dos tipos de diseño principales

Válvulas cargadas de resorte: el estándar de la industria

Cómo funcionan:Un fuerte primavera mantiene la válvula cerrada. Cuando la presión supera la fuerza de resorte, se abre la válvula.

Dos subtipos:

Convencional de resorte:

• La carcasa de resorte se conecta a la salida de válvula
• Sensible a la presión posterior
• Bueno para sistemas con presión posterior (menos del 10%)

Fuelle equilibrado:

• Utiliza un fuelle para bloquear los efectos de la presión posterior
• Funciona con mayor presión de espalda (hasta 40-50%)
• Los fuelle pueden desgastarse con el tiempo

Válvulas de seguridad operadas por piloto (POSV): alto rendimiento

Cómo funcionan:Una pequeña válvula piloto controla una válvula principal más grande. La presión del sistema empuja hacia abajo en un pistón. Cuando el piloto abre, libera esta presión y la válvula principal se abre rápidamente.

Tabla de comparación rápida

Tipos de válvulas de propósito especial

Válvulas de alivio al vacío

Evite que los tanques se derrumben cuando la presión interna cae demasiado baja. Dejaron entrar aire en lugar de dejar salir la presión.

Válvulas de temperatura y presión

Abra cuando la temperatura o la presión se vuelvan demasiado altas. Común en calentadores de agua y calderas pequeñas.

Discos de ruptura

Estos no se vuelven a colocar: se abren a una presión establecida y necesitan reemplazo. Utilizado para situaciones de emergencia que requieren alivio instantáneo y de alto volumen.

Cómo elegir el tipo correcto

Haga estas preguntas:

1. ¿Qué tipo de líquido?
   • Gas/vapor → Válvula de seguridad o SRV
   • Líquido → válvula de alivio o SRV
2. ¿Cuál es su presión de operación?
   • Necesita sellado ajustado cerca de la presión de ajuste → operado por piloto
   • Operación estándar con margen → cargado de resorte
3. ¿Hay presión de atrás?
   • Presión de la espalda alta → fuelles operados por piloto o equilibrados
   • Presión de espalda baja → Convencional de resorte
4. ¿Cuál es tu presupuesto?
   • Costoo sensible → cargado de resorte
   • Criticador de rendimiento → operado por piloto
5. ¿Qué tan limpio está tu fluido?
   • Fluidos sucios/pegajosos → cargados de resorte
   • Limpie fluidos → cualquier tipo funciona

Aplicaciones de la industria

Petróleo y gas

• Refinerías:Tipos de válvulas mixtas para diferentes procesos
• Tuberías:Cargado de resorte por simplicidad y confiabilidad
• Plataformas en alta mar:Operado con piloto para el espacio y el rendimiento

Procesamiento químico

• Reactores:Válvulas de seguridad para reacciones de gas
• Tanques de almacenamiento:Válvulas de alivio para el almacenamiento de líquidos
• Intercambiadores de calor:SRVS para sistemas de fase mixta

Generación de energía

• Calderas:Válvulas de seguridad para sistemas de vapor
• Sistemas de enfriamiento:Válvulas de alivio para circuitos de agua
• Turbinas de gas:Válvulas especializadas de alta temperatura

Comida y bebida

• Sistemas de vapor:Válvulas de seguridad para cocinar/esterilización
• Tanques de almacenamiento:Válvulas de alivio para productos líquidos
• Veselas a presión:SRV para aplicaciones mixtas

Problemas y soluciones comunes

Charla (apertura rápida/cierre)

Problema:La válvula abre y cierra rápidamente, causando daños

Causas:Válvula de gran tamaño, diseño de tuberías deficiente, presión de espalda alta

Soluciones:Mejor tubería, válvula más pequeña o diseño operado por piloto

Simmering (fuga temprana)

Problema:Fugas de la válvula antes de alcanzar la presión de establecimiento

Causas:Operando demasiado cerca para establecer la presión, asientos dañados

Soluciones:Menor presión de funcionamiento, válvula de reparación, uso operado por piloto

No se abrirá

Problema:La válvula no se abre a presión establecida

Causas:Piezas atascadas, resorte incorrecto, error de calibración

Soluciones:Mantenimiento, recalibración, reemplazo de componentes

Tendencias futuras

Válvulas inteligentes

Las nuevas válvulas incluyen sensores y comunicación inalámbrica para monitorear el rendimiento en tiempo real. Esto ayuda a predecir las necesidades de mantenimiento y mejorar la seguridad.

Materiales avanzados

Los nuevos materiales manejan temperaturas extremas, productos químicos corrosivos y aplicaciones desafiantes como el servicio de hidrógeno.

Integración digital

Las válvulas se están convirtiendo en parte de sistemas de control de plantas más grandes, proporcionando datos para ayudar a optimizar las operaciones y prevenir problemas.

Control de llave