21 septiembre 2009

Diseño de válvulas para uso con fluidos inflamables

En muchos procesos de la industria del refino y de procesos químicos, las válvulas manuales y automatizadas deben manejar líquidos inflamables. Los fabricantes de válvulas actualmente ofrecen diseños previstos para estos servicios, estas válvulas de seguridad contra incendios se denominan también "fire-safe". La selección de estas válvulas conseguirá que se cierren cuando comience un incendio y deben cumplirse los standards establecidos por los usuarios y las compañías de ensayos independientes.
Primero debe considerarse que aunque una válvula está prevista para dar seguridad contra incendios probablemente no se requiere trabaje bajo el evento de un incendio en muchos años o nunca. Es por ello que si no somos cuidadosos en la selección de la válvula es posible que falle cuando se necesite. Una revisión de las características de construcción de varios tipos de válvula ayudará en su selección.
En primer lugar hay que indicar que el uso de válvulas probadas para seguridad contra incendios no se usarán sin ser acompañadas por especificaciones de lo que realmente se desea. Tales especificaciones pueden proporcionarse en forma de requerimiento para un ensayo definido o por limitaciones en el modo de fallo de una válvula. Ejemplo de tales limitaciones pueden ser:
  • La destrucción del material elastomérico en la válvula no resulte en pérdidas relevantes en los bordes sometidos a presión.
  • La destrucción de materiales elastoméricos en la válvula no resultará en pérdidas mayores que las especificadas cuando la válvula se cierra.
  • El calentamiento externo de la válvula no causará una acumulación incontrolada de presión en la cavidad del cuerpo de una válvula de doble asiento.

Los requerimientos relacionados con la operabilidad y ajuste del asiento son difíciles de definir de otra forma distinta que usando los actuales procedimientos standarizados.

Las tres especificaciones más importantes para evaluar válvulas de seguridad contra incendios son los siguientes:

  • Pérdidas externas mínimas: El mejor diseño del cuerpo de una válvula minimiza las pérdidas eliminando grandes juntas y proporciona una adecuada disposición del sellado en materiales resistentes al fuego.
  • Pérdidas internas mínimas: Para la integridad del sellado seguro contra incendios, algunos diseños de válvulas proporcionan asiento metal-a-metal antes de, durante, y después de la exposición al fuego sin depender de la destrucción completa del elemento de sellado, ni elementos suplementarios.
  • Operabilidad continuada: Para ser completamente segura, una válvula debe operar incluso si se daña por el fuego. El mejor diseño es aquel que elimina la distorsión térmica de la válvula y del mecanismo de operación causado por la tensión térmica y las tensiones en tuberías que tienen lugar durante el incendio.

Tipos de válvulas

Las válvulas más comunes son las válvulas con asiento en dos etapas. Este sistema requiere que se queme el asiento elástico antes de que ocurra el sellado metal-a-metal. Para una válvula de seguridad contra incendios, el sellado del metal ocurre cuando, por ejemplo, una bola flotante se mueve hacia abajo para contactar con una superficie mecanizada en el cuerpo que acoplará el contorno de la bola.

Un Segundo sistema típico es una válvula de mariposa de alto rendimiento que no depende de que se queme el asiento. Aquí el asiento elástico y el asiento metálico contactan con el disco al mimo tiempo. Debido a que siempre hay contacto con el asiento metálico habrá pérdidas incluyo si el asiento está solamente quemado.

Criterios y métodos de ensayo

Cuatro organismos de normalización tienen disposiciones aplicables a las válvulas de seguridad contra incendios.

  • API: American Petroleum Institute
  • BS: British Standard (formerly the Oil Companies Materials Association [OCMA])
  • Exxon: Independent Refinery Standards
  • FM: Factory Mutual Research

Bibliografía: valvesandactuators.com

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