Guía para la estimación del par de las válvulas de cuarto giro

Las válvulas sirven como componentes críticos en los sistemas de control de fluidos, donde el funcionamiento fiable es primordial.determina directamente si una válvula puede funcionar correctamenteUn par insuficiente puede impedir la apertura o el cierre completos, comprometiendo el rendimiento del sistema o causando fallas.potencialmente conducentes a fugas o accidentes más gravesPor lo tanto, estimar con precisión el par requerido para las válvulas de cuarto de giro es crucial para la selección adecuada de las válvulas, el ajuste de los actuadores y la seguridad general del sistema.

El par, definido simplemente, representa la fuerza necesaria para girar el tallo de la válvula.Diferentes tipos de válvulas requieren diferentes niveles de par debido a sus diferentes diseños y aplicacionesEl par de salida de un actuador sirve como su métrica de rendimiento clave. La selección debe garantizar que esta salida cumpla con los requisitos de la válvula manteniendo los márgenes de seguridad adecuados.

El par del actuador debe exceder el par de rotura de la válvula (discutido más adelante).El par excesivo puede provocar daños en las válvulas y posibles fugas..

Varios tipos de par existen durante el funcionamiento de la válvula. Entender estos conceptos es esencial para una estimación precisa:

• Torque de frenado:También llamado par de apertura, representa la fuerza necesaria para abrir una válvula completamente cerrada.
• Torque de funcionamiento:También llamado par de medio tiempo, mantiene el movimiento de la válvula superando la fricción en cualquier posición abierta.Es particularmente importante para las válvulas ajustadas con frecuencia.
• Torque de cierre:También conocido como torque de asiento, esto asegura el cierre completo mediante la creación de un contacto de sellado estrecho entre las superficies.
• Torque máximo permitido en el tronco (MAST):Los componentes de las válvulas de par máximo (como los tallos) pueden soportar sin daños. El par del actuador nunca debe exceder el MAST. Mientras que las válvulas manuales rara vez se acercan a los límites del MAST debido a la fuerza humana limitada, las válvulas manuales no pueden soportar daños.Los actuadores eléctricos/pneumáticos requieren una verificación cuidadosa..

Dadas las inevitables variaciones de cálculo, los márgenes de seguridad suficientes aseguran un funcionamiento confiable.Seleccionar un actuador con capacidad nominal de 150 libras..

Más allá de esta línea de base, las relaciones de par del MAST con el actuador varían según la aplicación:

• Condiciones estándar:El MAST debe exceder el par del actuador en 1,2x
• Aplicaciones de uso pesado (por ejemplo, aguas residuales):1.5 veces el mínimo
• Sistemas críticos para la seguridad (por ejemplo, apagones de emergencia):2 veces el mínimo

Los fabricantes tendrán en cuenta estas variables al calcular el par:

• Tamaño y presión:Las válvulas más grandes y las presiones más altas generalmente requieren un par mayor.
• Diferencial de presión:Los diferenciales más altos aumentan las demandas de par.
• Propiedades de los medios:El tipo de fluido (líquido/gas/llor), la viscosidad y el contenido de partículas afectan al par.
• Temperatura:Impacta el rendimiento del material del asiento, alterando los requisitos de par.
• Material del asiento:Los asientos blandos generalmente requieren menos par que los asientos duros.
• Período de inactividad:La inactividad prolongada aumenta la fricción estática, lo que requiere un par de arranque más alto.
• La lubricación:La lubricación adecuada reduce las necesidades de par.

Los cálculos del par de las válvulas de mariposa varían según el diseño:

• Las válvulas para mariposas de asiento resistente:Los asientos ligeramente más grandes que los discos se comprimen durante el cierre, aumentando el par. La degradación del asiento de goma con el tiempo puede alterar los requisitos de par.
• Valvas de mariposa de alto rendimiento:Los asientos metálicos/compuestos metálicos soportan temperaturas/presiones más altas.Los asientos metálicos mantienen un par más constante a lo largo de su vida útil en comparación con los de goma.
• Las válvulas de mariposa de triple desplazamiento:Los asientos de metal a metal requieren una fabricación precisa para los sellos ajustados. El par requerido depende de la precisión del componente y la resistencia inicial cuando los sellos tocan los asientos.

Considere la posibilidad de seleccionar una válvula mariposa de 8 pulgadas (DN200) para un sistema de suministro de agua con estos parámetros:

• Presión máxima: 150 psi
• Temperatura máxima: 25°C
• Actuación: actuador eléctrico

Suponiendo que los gráficos del fabricante indiquen un par de 1.180 libras en estas condiciones, la aplicación de un factor de seguridad de 1.5 sugiere seleccionar un actuador de 1.770 libras.Algunos fabricantes proporcionan factores de seguridad específicos de la aplicación para cálculos refinados.

Las variaciones de diseño afectan significativamente el par de la válvula de bolas:

• Valvas de bolas flotantes:La presión del fluido empuja la bola contra los asientos durante el cierre, las presiones más altas aumentan la fricción y el par.
• Las válvulas de bolas de trunnión:El soporte adicional de la parte superior/inferior del tallo reduce el par al evitar la compresión de los asientos de alta presión, lo que los hace preferibles para aplicaciones grandes/de alta presión.
• Las válvulas de entrada superior de bolas:En general, el par es bajo, pero el tamaño inadecuado, los altos diferenciales o la lubricación inadecuada pueden aumentar sustancialmente los requisitos.
• Con un diámetro completo o reducido:Las válvulas de conducto completo minimizan la caída de presión, pero pueden requerir más par debido a las superficies de sellado más grandes.
• Materiales del asiento:Los asientos blandos (por ejemplo, PTFE) reducen el par, mientras que los asientos metálicos para condiciones adversas lo aumentan.

Una estimación precisa del par de la válvula de un cuarto de giro es la base de un funcionamiento seguro y confiable del sistema.y incorporando los márgenes de seguridad adecuadosLas aplicaciones prácticas deben combinar los datos de torsión del fabricante con las condiciones operativas para obtener resultados óptimos.