Fisher GUÍA DE VÁLVULAS DE CONTROL (Control Valve Handbook) (Spanish) Manuals & Guides [es]
GUÍA DE VÁLVULAS
DE CONTROL
Quinta edición
Emerson Automation Solutions
Flow Controls
Marshalltown, Iowa 50158 EE UU
Sorocaba, 18087 Brasil
Cernay, 68700 Francia
Dubái, Emiratos Árabes Unidos
Singapore 128461, Singapur
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D101881X0ES
Prefacio
Las válvulas de control son componentes de creciente importancia en la fabricación
moderna de todo el mundo. Las válvulas de control, si se eligen y mantienen de manera
adecuada, incrementan la eciencia, la seguridad, la rentabilidad y el respeto por el medio
ambiente.
La Guía de válvulas de control ha sido una referencia fundamental desde su primera
impresión en 1965. La quinta edición presenta información esencial sobre las prestaciones
de las válvulas de control y las últimas tecnologías.
El Capítulo 1 contiene una introducción a las válvulas de control y deniciones de la
terminología habitual referida a válvulas e instrumentos de control.
El Capítulo 2 desarrolla el tema fundamental de las prestaciones de las válvulas de
control.
El Capítulo 3 trata sobre los tipos de válvulas y actuadores.
El Capítulo 4 describe controladores de válvula digitales, posicionadores analógicos,
amplicadores y otros accesorios de válvulas de control.
El Capítulo 5 es una guía detallada para la selección de la mejor válvula de control para
una aplicación.
El Capítulo 6 trata sobre la elección y el uso de válvulas de control especiales.
El Capítulo 7 contiene explicaciones sobre atemperadores, válvulas de
acondicionamiento de vapor y sistemas de bypass de turbinas.
El Capítulo 8 detalla los procedimientos típicos de instalación y mantenimiento de
válvulas de control.
El Capítulo 9 contiene información acerca de las normas sobre válvulas de control y los
organismos de homologación de todo el mundo.
El Capítulo 10 permite identicar las válvulas y actuadores de aislamiento.
El Capítulo 11 versa sobre la automatización discreta.
El Capítulo 12 trata sobre los distintos sistemas instrumentados de seguridad de
procesos.
El Capítulo 13 contiene útiles tablas de datos de consulta técnica.
El Capítulo 14 contiene datos de consulta sobre tuberías.
El Capítulo 15 es un práctico recurso para conversiones habituales.
La Guía de válvulas de control es tanto un libro de texto como de consulta sobre el
eslabón más fuerte del bucle de control: la válvula de control y sus accesorios. La guía
contiene conocimientos amplios y demostrados de grandes expertos en el campo de
control de procesos, incluidas las contribuciones de ISA.
Índice
Guía de válvulas de control | Índice
Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control ..................................14
1.1 ¿Qué es una válvula de control?...................................................................15
1.2 Terminología referente a la válvula de control de vástago deslizante ...........15
1.3 Terminología referente a la válvula de control rotativa .................................21
1.4
Terminología referente a funciones y características de las válvulas de control
...........23
1.5 Terminología del control de procesos ..........................................................25
Capítulo 2: Prestaciones de la válvula de control ...................................32
2.1 Variabilidad de procesos ..............................................................................33
2.1.1 Banda muerta ..........................................................................................................35
2.1.1.1 Causas de la banda muerta ............................................................................................. 35
2.1.1.2 Efectos de la banda muerta ............................................................................................. 36
2.1.1.3 Pruebas de prestaciones ................................................................................................. 36
2.1.1.4 Fricción ........................................................................................................................... 36
2.1.2 Diseño de actuador y posicionador ...........................................................................37
2.1.3 Tiempo de respuesta de las válvulas .........................................................................38
2.1.3.1 Tiempo muerto ............................................................................................................... 38
2.1.3.2 Tiempo dinámico ............................................................................................................ 39
2.1.3.3 Soluciones ....................................................................................................................... 40
2.1.3.4 Presión de suministro ...................................................................................................... 40
2.1.3.5 Reducción del tiempo muerto .......................................................................................... 41
2.1.3.6 Tiempo de respuesta de las válvulas .................................................................................41
2.1.4 Tipo y caracterización de válvulas.............................................................................42
2.1.4.1 Ganancia instalada ......................................................................................................... 43
2.1.4.2 Ganancia de bucle ........................................................................................................... 44
2.1.4.3 Optimización de procesos ................................................................................................ 45
2.1.5 Dimensionamiento de válvulas ................................................................................46
2.2 Resultados económicos ...............................................................................47
2.3 Resumen .....................................................................................................48
Capítulo 3: Tipos de válvulas y actuadores ............................................50
3.1 Estilos de válvula de control ........................................................................51
3.1.1 Válvulas de globo ..................................................................................................... 51
3.1.1.1 Cuerpos de válvula de puerto único ................................................................................. 51
3.1.1.2 Cuerpos de válvulas guiadas por poste y puerto ............................................................... 52
3.1.1.3 Cuerpos de válvula de estilo jaula .................................................................................... 52
3.1.1.4 Cuerpos de válvula de puerto doble ................................................................................. 53
3.1.1.5 Cuerpos de válvula de tres vías......................................................................................... 53
3.1.2 Válvulas sanitarias ................................................................................................... 54
3.1.3 Válvulas rotativas..................................................................................................... 54
3.1.3.1 Cuerpos de válvula de mariposa ...................................................................................... 54
3.1.3.2 Cuerpos de válvula de bola segmentada .......................................................................... 55
3.1.3.3 Cuerpos de válvula de mariposa de altas prestaciones ......................................................55
5
Guía de válvulas de control | Índice
3.1.3.4 Cuerpos de válvula de obturador excéntrico ..................................................................... 56
3.1.3.5 Cuerpos de válvula de bola de puerto completo ...............................................................57
3.1.3.6 Válvula multipuerto ........................................................................................................ 57
3.2 Conexiones de terminales de válvula de control ..........................................57
3.2.1 Tubos roscados atornillados ..................................................................................... 57
3.2.2 Bridas con empaquetadura empernadas .................................................................. 58
3.2.3 Conexiones nales soldadas ..................................................................................... 58
3.2.4 Otras conexiones de terminales de válvula ...............................................................59
3.3 Bonetes de cuerpo de válvula ......................................................................59
3.3.1 Bonetes de extensión ...............................................................................................60
3.3.2 Bonetes con fuelle de estanqueidad .......................................................................... 61
3.4 Empaquetadura de la válvula de control ......................................................61
3.4.1 Anillo en V de PTFE ................................................................................................... 62
3.4.2 Grato laminado y en lamento ...............................................................................62
3.4.3 Normativa estadounidense sobre emisiones fugitivas ............................................... 62
3.4.4 Normas globales sobre emisiones fugitivas ...............................................................63
3.4.5 Empaquetadura de anillo en V de PTFE único ............................................................ 65
3.4.6 Empaquetadura ENVIRO-SEAL PTFE ..........................................................................65
3.4.7
Empaquetadura ENVIRO-SEAL Duplex ..................................................................................67
3.4.8 Empaquetadura ISO-Seal PTFE ................................................................................. 67
3.4.9 ENVIRO-SEAL Graphite ULF ....................................................................................... 67
3.4.10 HIGH-SEAL Graphite ULF ........................................................................................ 67
3.4.11 Empaquetadura ISO-Seal Graphite ............................................................................. 67
3.4.12 ENVIRO-SEAL Graphite para válvulas rotativas ........................................................67
3.4.13 Cinta de grato para válvulas rotativas ..................................................................67
3.4.14
Selección de empaquetaduras medioambientales para vástago deslizante .......................67
3.4.15
Selección de empaquetaduras medioambientales para válvulas rotativas ..................... 69
3.5 Caracterización de cuerpos de válvula guiados por jaula ..............................69
3.6 Guía del obturador de la válvula ..................................................................70
3.7
Internos de capacidad restringida de la válvula de control ......................................... 70
3.8 Actuadores .................................................................................................71
3.8.1 Actuadores de diafragma ......................................................................................... 71
3.8.2 Actuadores de pistón ............................................................................................... 72
3.8.4 Actuadores de cremallera y piñón ............................................................................ 73
3.8.5 Actuadores eléctricos ............................................................................................... 73
Capítulo 4: Accesorios de la válvula de control ......................................74
4.1 Consideraciones medioambientales y sobre la aplicación ............................75
4.2 Posicionadores ............................................................................................75
4.2.1 Posicionadores neumáticos ...................................................................................... 75
4.2.2 Posicionadores I/P analógicos ..................................................................................76
4.2.3 Controladores de válvula digitales ............................................................................ 77
4.2.3.1 Diagnósticos ................................................................................................................... 77
4.2.3.2 Comunicación digital bidireccional .................................................................................. 78
4.3 Transductores I/P ........................................................................................78
6
Guía de válvulas de control | Índice
4.4 Amplicadores de caudal ............................................................................78
4.5 Sistemas instrumentados de seguridad (SIS) ...............................................80
4.5.1 Prueba de recorrido parcial ......................................................................................80
4.6 Controladores .............................................................................................81
4.7 Transmisores de posición ............................................................................83
4.8 Interruptores limitadores ............................................................................83
4.9 Electroválvulas ............................................................................................83
4.10 Sistemas de desconexión ..........................................................................84
4.11 Volantes ....................................................................................................84
Capítulo 5: Dimensionamiento de válvulas de control ........................... 86
5.1 Medidas de la válvula de control .................................................................88
5.1.1
Medidas de supercie a supercie de válvulas de control de estilo globo con brida ...............
5.1.2
Medidas de supercie a supercie de válvulas de estilo globo con extremo de soldadura a tope
5.1.3
Medidas de supercie a supercie de válvulas de estilo globo con extremo de soldadura por enchufe
5. 1. 4 Medidas de superficie a superficie de válvulas de estilo globo con extremo atornillado .................. 92
5.1.5
Medidas de supercie a línea central de válvulas de ángulo de estilo globo con supercie elevada
5.1.6
Medidas de supercie a supercie de válvulas de estilo globo con brida separable
5.1.7
Medidas de supercie a supercie para válvulas rotativas con y sin brida (excepto de mariposa)
5.1.8 Medidas de supercie a supercie de válvulas de mariposa de brida simple
(tipo orejeta) y sin brida (tipo oblea) ................................................................................. 94
5.1.9 Medidas de supercie a supercie de válvulas de mariposa de presión alta
con diseño excéntrico ........................................................................................................ 94
...............91
.............92
5.2 Clasicaciones de fuga del asiento de válvula de control ..............................95
5.3 Fuga del asiento máxima permitida de clase VI ............................................96
5.4 Características de ujo de la válvula de control ............................................96
5.4.1 Características de ujo ............................................................................................. 96
5.4.2 Selección de características de ujo ..............................................................................97
5.5
Dimensionamiento de válvula ................................................................................ 97
5.7 Constantes de ecuación ..............................................................................99
5.8 Dimensionamiento de válvulas para líquidos .............................................100
5.8.1 Cálculo del factor de corrección por geometría de la cañería (FP) y el factor de
recuperación de presión del líquido (F
5.8.2 Determinar la caída de presión que utilizar para el dimensionamiento (∆P
5.8.3 Cálculo del coeciente de ujo requerido (Cv) .......................................................... 101
5.8.4 Problema de ejemplo de dimensionamiento de líquido ...........................................102
) ajustado para los racores ................................... 100
LP
) ........... 101
sizing
5.9 Dimensionamiento de válvulas para uido compresibles ...........................104
5.9.1 Cálculo del factor de corrección por geometría de la cañería (FP ) y el factor de
relación de caída de presión (x
5.9.2 Cálculo de la relación de caída de presión para el dimensionamiento (x
y el factor de expansión (Y) ............................................................................................. 105
5.9.3 Cálculo del coeciente de ujo (Cv) ......................................................................... 105
5.9.4 Problema de ejemplo de dimensionamiento de uido compresible núm. 1 .............. 106
5.9.5 Problema de ejemplo de dimensionamiento de uido compresible núm. 2 .............. 107
) en el ujo estrangulado con racores conectados ........... 105
TP
sizing
)
88
............ 90
.............. 93
............93
7
Guía de válvulas de control | Índice
5.10 Coecientes de dimensionamiento representativos ................................109
5.10.1 Coecientes de dimensionamiento representativos para cuerpos de válvula de
estilo globo de puerto único ............................................................................................ 109
5.10.2 Coecientes de dimensionamiento representativos para válvulas rotativas ...........110
5.11 Dimensionamiento del actuador .............................................................111
5.11.1 Válvulas de globo ................................................................................................. 111
5.11.1.1 Fuerza de desbalance (A) ............................................................................................. 111
5.11.1.2 Fuerza necesaria para proporcionar la carga del asiento (B) .........................................112
5.11.1.3 Fricción de la empaquetadura (C) ................................................................................ 112
5.11.1.4 Fuerzas adicionales (D) ................................................................................................ 112
5.11.2 Cálculos de fuerza del actuador ............................................................................ 114
5.12 Dimensionamiento del actuador para válvulas rotativas ..........................114
5.12.1 Ecuaciones de par ................................................................................................ 114
5.12.2 Par de arranque ................................................................................................... 114
5.12.3 Par dinámico .......................................................................................................114
5.13 Factores de par de válvula rotativa típicos................................................115
5.13.1 Factores de par para la válvula de bola con muesca en V con junta compuesta ...............115
5.13.2
Factores de par para la válvula de mariposa de alto rendimiento con junta compuesta ...............115
5.13.2.1 Rotación máxima ........................................................................................................ 115
5.14 Cavitación y vaporización ........................................................................116
5.14.1 Flujo estrangulado como causa de la vaporización y la cavitación ......................... 116
5.14.2 Selección de válvula para el servicio en condiciones de vaporización ..................... 117
5.14.3 Selección de válvula para el servicio en condiciones de cavitación .........................118
5.15 Predicción de ruido .................................................................................118
5.15.1 Aerodinámico ...................................................................................................... 118
5.15.2 Hidrodinámico ..................................................................................................... 120
5.16 Control de ruido ......................................................................................120
5.17 Resumen del ruido ..................................................................................123
5.18 Selección de empaquetadura ..................................................................124
5. 18 .1 Directrices para la selección de empaquetaduras de válvulas de vástago deslizante .......................125
5.18.2 Directrices para la selección de empaquetaduras de válvulas rotativas ..................126
5.19 Materiales del cuerpo de la válvula ..........................................................127
5.19.1 Designaciones de materiales comunes de cuerpo de válvula ................................. 129
5.20 Valores nominales de presión-temperatura .............................................130
5.20.1 Valores nominales de presión-temperatura para válvulas fundidas
ASTM A216 grado WCC de clase estándar ...................................................................... 130
5.20.2 Valores nominales de presión-temperatura para válvulas fundidas
ASTM A217 grado WC9 de clase estándar ....................................................................... 131
5.20.3 Valores nominales de presión-temperatura para válvulas fundidas
ASTM A351 grado CF3 de clase estándar .........................................................................132
5.20.4 Valores nominales de presión-temperatura para válvulas ASTM A351
grados CF8M y CG8M de clase estándar
(1) .................................................................................................................................133
5.21 Abreviaturas de material no metálico ......................................................135
5.22 Procedimientos de prueba no destructivos .............................................135
5.22.1 Evaluación (supercie) de partícula magnética .....................................................135
8
Guía de válvulas de control | Índice
5.22.2 Evaluación (supercie) de penetración de líquidos ................................................ 136
5.22.3 Evaluación (volumétrica) radiográca ..................................................................136
5.22.4 Evaluación (volumétrica) ultrasónica ...................................................................136
Capítulo 6: Válvulas de control especiales ...........................................138
6.1 Válvulas de control de alta capacidad ........................................................139
6.2 Válvulas de control de ujo bajo ................................................................140
6.3 Válvulas de control para temperaturas altas ..............................................140
6.4 Válvulas de servicio criogénico ..................................................................141
6.5 Válvulas expuestas a cavitación y uidos con material particulado .............142
6.6 Características personalizadas, reducción de ruido e internos de
mitigación de la cavitación ..............................................................................142
6.7 Válvulas de control para el servicio nuclear en EE.UU. ................................142
6.8
Válvulas expuestas al agrietamiento por tensiones en presencia de sulfuro
6.8.1 Revisiones anteriores a 2003 de NACE MR0175 ......................................................144
6.8.2 NACE MR0175/ISO 15156 ...................................................................................... 144
6.8.3 NACE MR0103 .......................................................................................................145
....143
Capítulo 7: Acondicionamiento de vapor ............................................146
7.1 Descripción de la atemperación ................................................................147
7.1.1 Aspectos técnicos de la atemperación ....................................................................147
7.2
Diseños típicos de atemperador ..................................................................................150
7.2.1
Diseño de boquilla de geometría ja .............................................................................150
7.2.2 Diseño de boquilla de geometría variable ............................................................... 151
7.2.3 Diseño autónomo .................................................................................................. 151
7.2.5 Diseño de oblea asistido por geometría .................................................................. 152
7.3 Descripción de las válvulas de acondicionamiento de vapor ......................... 153
7.4 Válvulas de acondicionamiento de vapor ...................................................153
7.4.1 Atemperador de vapor ...........................................................................................155
7.4.2 Rociador de vapor .................................................................................................. 155
7.6 Componentes del sistema de bypass de turbina ........................................156
7.6.1 Válvulas de bypass de turbina................................................................................. 156
7.6.2 Válvulas de control de agua de bypass de turbina ...................................................156
7.6.3 Accionamiento .......................................................................................................157
Capítulo 8: Instalación y mantenimiento .............................................158
8.1 Almacenamiento y protección adecuados .................................................159
8.2 Técnicas de instalación adecuadas ............................................................159
8.2.1 Lea el manual de instrucciones ...............................................................................159
8.2.2 Compruebe la limpieza del conducto ...................................................................... 159
8.2.4 Aplique prácticas recomendadas de canalización ...................................................160
8.2.5 Internos de puesta en servicio/hidro/cavitación ......................................................161
8.3 Mantenimiento de la válvula de control .....................................................161
9
Guía de válvulas de control | Índice
8.3.1 Mantenimiento reactivo ......................................................................................... 162
8.3.2 Mantenimiento preventivo ..................................................................................... 162
8.3.3 Mantenimiento predictivo ...................................................................................... 162
8.3.4 Uso de los diagnósticos de válvula de control ..........................................................162
8.3.4.1 Fuga de aire instrumental ..............................................................................................163
8.3.4.2 Presión de suministro .................................................................................................... 163
8.3.4.3 Desviación de la carrera y ajuste del relé ........................................................................163
8.3.4.4 Calidad del aire instrumental ......................................................................................... 164
8.3.4.5 Fricción en servicio y tendencias de fricción .................................................................... 164
8.3.4.6 Otros ejemplos ..............................................................................................................164
8.3.5
Desarrollo continuo de diagnósticos ........................................................................164
8.4 Servicio y piezas para la reparación ............................................................165
8.4.1 Repuestos recomendados ....................................................................................... 165
8.4.2 Uso de piezas del fabricante original del equipo
(OEM, Original Equipment Manufacturers) ...................................................................... 165
8.4.3 Considere actualizar los internos de la válvula ........................................................165
8.5
Mantenimiento del actuador ....................................................................... 165
8.5.1 Actuadores de diafragma y resorte ........................................................................ 165
8.5.2 Actuadores de pistón .............................................................................................166
8.5.3 Empaquetadura del vástago ..................................................................................166
8.5.4 Anillos del asiento .................................................................................................. 166
8.5.4.1 Sustitución de anillos del asiento ................................................................................... 166
8.5.4.2 Conexiones: Obturador a vástago, bola a echa y disco a echa ....................................167
8.5.5 Ajuste de banco .....................................................................................................167
8.5.6 Desplazamiento de válvula .....................................................................................167
Capítulo 9: Normas y homologaciones ................................................ 168
9.1 Normas referentes a las válvulas de control................................................169
9.1.1 American Petroleum Institute (API) (Instituto Estadounidense del Petróleo).............169
9.1.2 American Society of Mechanical Engineers (ASME)
(Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos) ....................................................... 169
9.1.3 European Committee for Standardization (CEN)
(Comité Europeo de Normalización) ................................................................................ 169
9.1.3.1 Estándares europeos de válvulas industriales ................................................................. 169
9.1.3.2 Estándares de material europeos ................................................................................... 170
9.1.3.3 Estándares europeos de bridas ...................................................................................... 170
9.1.4 Fluid Controls Institute (FCI) (Instituto de Control de Fluidos) .................................. 170
9.1.5
Instrument Society of America (ISA) (Sociedad Estadounidense de Instrumentación)
9.1.6 International Electrotechnical Commission (IEC) (Comisión Electrotécnica
Internacional) .................................................................................................................171
9.1.7 Manufacturers Standardization Society (MSS) (Sociedad de Fabricantes para la
Normalización) ...............................................................................................................171
9.1.8 NACE International ................................................................................................. 172
9.2 Homologaciones de producto para zonas peligrosas (clasicadas) ............172
9.2.1 Homologaciones y deniciones de zonas peligrosas ................................................172
9.3 Sistemas de clasicación ...........................................................................172
10
.... 170
Guía de válvulas de control | Índice
9.3.1 Sistema de clases/divisiones ................................................................................... 172
9.3.2 Sistema de zonas ................................................................................................... 173
9.3.3 Grupos de equipos .................................................................................................174
9.3.4 Subgrupos de equipos ............................................................................................174
9.3.4.1 Grupo II (conocido habitualmente como “grupo del gas”) ..............................................174
9.3.4.2 Grupo III (conocido habitualmente como “grupo del polvo”) .......................................... 174
9.3.5 Tipo de protección .................................................................................................175
9.3.5.1 Equipo eléctrico ............................................................................................................. 175
9.3.5.2 Equipo no eléctrico ........................................................................................................ 176
9.3.6 Grado de protección ...............................................................................................177
9.3.7 Grado de protección de equipos (EPL, Equipment Protection Level) .........................177
9.4 Código de temperaturas ...........................................................................178
9.5 Nomenclatura ...........................................................................................179
9.5.1 Sistema de clases/divisiones ................................................................................... 179
9.5.2 Sistema de zonas ................................................................................................... 179
9.5.3 Prácticas de cableado .............................................................................................179
9.5.4 Unión Europea (UE) - Directiva ATEX 2014/34/EU ................................................... 179
9.6 Técnicas y métodos de protección ............................................................180
9.6.1 Técnica a prueba de explosiones o de incendios ...................................................... 181
9.6.2 Técnica intrínsecamente segura ............................................................................. 181
9.6.3 Técnica no inamable (o de tipo N) ........................................................................182
9.6.4 Seguridad incrementada ........................................................................................ 182
9.6.5 A prueba de ignición de polvo o envolvente a prueba de polvo.................................182
9.7 Calicaciones de envolventes ....................................................................183
Capítulo 10: Válvulas de aislamiento .................................................. 186
10.1 Tipos básicos de válvula ..........................................................................187
10.1.1 Válvulas de compuerta ......................................................................................... 187
10.1.2 Válvulas de globo ................................................................................................. 188
10.1.3 Válvulas de retención ...........................................................................................191
10.1.4 Válvulas de derivación ..........................................................................................192
10.1.6 Válvula de pinzamiento ........................................................................................193
10.1.7 Válvulas de bola ................................................................................................... 194
10.1.8 Válvulas de mariposa ...........................................................................................194
10.1.9 Válvulas de obturación .........................................................................................195
Capítulo 11: Electroválvulas ................................................................210
11.1 Electroválvulas ........................................................................................211
Capítulo 12: Sistemas instrumentados de seguridad ...........................214
12.1 Seguridad y niveles de protección ...........................................................215
12.2 Sistemas instrumentados de seguridad (SIS) ...........................................216
12.3 Normas de seguridad ..............................................................................217
12.4 Nivel de integridad de seguridad (SIL) .....................................................217
11
Guía de válvulas de control | Índice
12.5 Probabilidad de fallo en demanda ...........................................................218
12.6 Elementos nales, pruebas de evaluación y técnicas de prueba
de recorrido parcial ............................................................................................ 219
12.7 Prueba de recorrido parcial ........................................................................ 219
12.8 Métodos de prueba en línea para el elemento nal ..................................220
12.9 Uso de un controlador de válvula digital para la prueba de
recorrido parcial ..............................................................................................220
12.10 Sistema de protección de presión de alta integridad (HIPPS) .................221
12.11 Funcionalidad del HIPPS .......................................................................221
12.12 Requisitos de prueba .............................................................................221
Capítulo 13: Datos de ingeniería .........................................................224
13.1 Especicaciones estándar para materiales de válvula de retención
de presión .......................................................................................................225
13.2 Propiedades de material de válvula para componentes de
retención de presión ......................................................................................232
13.3 Constantes físicas de hidrocarburos ........................................................234
13.4 Relación caloríca especíca (k) ..............................................................237
13.5 Constantes físicas de varios uidos ..........................................................238
13.6 Refrigerante 717 (Amoníaco) Propiedades del líquido y del vapor
saturado .........................................................................................................240
13.7 Propiedades del agua ..............................................................................247
13.8 Propiedades del vapor saturado ..............................................................248
13.9 Propiedades del vapor sobrecalentado ....................................................257
Capítulo 14: Datos de canalización ...................................................... 266
14.1 Conexión de conducto ............................................................................267
14.2 Aleación de acero al carbono - Acero inoxidable ......................................267
14.3 Medidas estadounidenses de brida de conductos ....................................275
14.3.1 Diámetro de círculos de perno .............................................................................275
14.3.2 Número de pernos prisioneros y diámetro ............................................................276
14.3.3 Diámetro de brida ................................................................................................277
14.3.4 Grosor de brida para racores de brida ................................................................... 278
14.4 Estándares de brida de acero fundido ......................................................280
14.4.1 Estándares de brida de acero fundido para PN 10 ................................................. 280
14.4.2 Estándares de brida de acero fundido para PN 16 ................................................. 281
14.4.3 Estándares de brida de acero fundido para PN 25 ................................................. 282
14.4.4 Estándares de brida de acero fundido para PN 40 ................................................. 283
14.4.5 Estándares de brida de acero fundido para PN 63 ................................................. 284
14.4.6 Estándares de brida de acero fundido para PN 100 ............................................... 284
14.4.7 Estándares de brida de acero fundido para PN 160 ............................................... 285
12
Guía de válvulas de control | Índice
14.4.8 Estándares de brida de acero fundido para PN 250 ............................................... 285
14.4.9 Estándares de brida de acero fundido para PN 320 ............................................... 286
14.4.10 Estándares de brida de acero fundido para PN 400 ............................................. 286
Capítulo 15: Conversiones y equivalencias ..........................................288
15.1 Equivalencias de longitud ........................................................................289
15.2 Equivalencias de pulgada entera a milímetro ...........................................289
15.3 Equivalencias de fracción de pulgada a milímetro ....................................290
15.4 Equivalencias adicionales de fracción de pulgada a milímetro ..................291
15.5 Equivalencias de área ..............................................................................293
15.6 Equivalencias de volumen .......................................................................293
15.7 Equivalencias de índice de volumen .........................................................293
15.8 Conversión de masa - Libras a kilogramos ................................................294
15.9 Equivalencias de presión .........................................................................294
15.10 Conversión de presión - Libras por pulgada cuadrada a bar ....................295
15.11 Formulas de conversión de temperatura ...............................................296
15.12 Conversiones de temperatura ...............................................................296
15.13 Tablas de gravedad API y Baumé y factores de peso ...............................299
15.14 Otras conversiones útiles ......................................................................301
15.15 Prejos y sujos métricos ......................................................................302
Índice ................................................................................................. 304
Recursos Adicionales ..........................................................................318
13
Capítulo 1
Introducción a las válvulas de control
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
1.1 ¿Qué es una válvula de control?
Las plantas de procesamiento modernas
utilizan una amplia red de bucles de control
con el n de crear un producto nal para el
mercado. Dichos bucles de control se
diseñan para mantener una variable de
proceso (es decir, presión, ujo, nivel,
temperatura, etc.) dentro del rango
operativo requerido para garantizar la
elaboración de un producto nal de calidad.
Cada uno de esos bucles recibe y genera
internamente perturbaciones que afectan
negativamente a la variable de proceso (VP).
La interacción con otros bucles de la red
también provoca perturbaciones que
inuyen en la variable de proceso. Consulte
la Figura 1.1.
Variable manipulada Variable controlada
Proceso
Válvula
de control
Controlador
Sensor
Transmisor
deseado.
La válvula de control es una parte crítica del
bucle de control. Mucha gente que habla de
las válvulas de control en realidad se reere a
un conjunto de válvula de control. El
conjunto de válvula de control consiste
típicamente en el cuerpo de la válvula, las
piezas de los internos, un actuador que
aporta la fuerza motriz para operar la
válvula, y una variedad de accesorios
adicionales de válvula, que pueden ser
transductores, reguladores de presión de
suministro, operadores manuales,
amortiguadores o disyuntores.
Hay dos tipos principales de diseño de
válvula de control, dependiendo del
elemento de cierre: vástago deslizante o
rotativo. Las válvulas de vástago deslizante,
como se puede apreciar en las guras 1.2 y
1.3, utilizan movimiento lineal para
desplazar un elemento de cierre hacia
dentro y hacia fuera de la supercie de
asiento. Las válvulas rotativas, como se
puede apreciar en las guras 1.13 y 1.17,
utilizan movimiento giratorio para desplazar
un elemento de cierre hacia dentro y hacia
fuera de la supercie de asiento.
Figura 1.1 Bucle de control de realimentación
Para reducir el efecto de esas perturbaciones
de carga, los sensores y transmisores
recopilan información sobre la variable de
proceso (VP) y su relación con algún punto
de ajuste preferido. Un controlador procesa
esa información y decide la acción necesaria
para devolver la variable de proceso al punto
debido tras producirse una perturbación de
carga. Cuando se han realizado todas las
mediciones, comparaciones y cálculos,
algún tipo de elemento de control nal debe
implementar la estrategia seleccionada por
el controlador.
El elemento de control nal más habitual en
las industrias de control de procesos es la
válvula de control. La válvula de control
manipula un líquido en circulación, como
gas, vapor, agua o compuestos químicos
para compensar las perturbaciones de carga
y mantener la variable de proceso regulada
lo más cercana posible al punto de ajuste
1.2 Terminología referente a la válvula de control de vástago deslizante
La siguiente terminología se aplica a las
características físicas y operativas de las
válvulas de control con vástago deslizante
estándar, con diafragma o actuadores de
pistón. Algunos de los términos, en especial
los referidos a actuadores, también pueden
aplicarse a las válvulas de control rotativas.
Muchas de las deniciones que se ofrecen
son conformes con ANSI/ISA-75.05.01,
Terminología referente a Válvulas de
Control, aunque también se incluyen otros
términos habituales. Para algunos de los
términos más complejos se ofrecen
explicaciones adicionales. Las secciones
adicionales de este capítulo denen
terminología especíca sobre válvulas de
control rotativas, control de procesos
generales y funciones y características de las
válvulas de control.
15
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Fuerza del vástago del actuador: Fuerza
neta del actuador que está disponible para
el posicionamiento del obturador de la
válvula, lo que se conoce como carrera de la
válvula.
Válvula de ángulo: Diseño de válvula en el
que las lumbreras de entrada y de salida son
perpendiculares entre sí. Consulte también
Válvula de globo.
Figura 1.2 Válvula de control de vástago deslizante
1. Bonete
2. Prensaestopas
3. Retén de jaula o
anillo de asiento
4. Vástago de la
válvula
5. Obturador de la
1
2
3
6
válvula
6. Cuerpo de la
válvula
7. Anillo de asiento
8. Puerto
4
5
Figura 1.4 Válvula de ángulo
Bonete con fuelle de estanqueidad:
Bonete que cuenta con un fuelle de cierre
para evitar fugas alrededor del vástago del
elemento de cierre. Consulte la Figura 1.5.
Bonete: Parte de la válvula que contiene el
prensaestopas y la junta de válvula y que
puede guiar al vástago de la válvula. Ofrece
7
8
la principal abertura de la cavidad del cuerpo
para el montaje de piezas internas o puede
formar parte integral del cuerpo de la
válvula. También puede usarse para jar el
actuador al cuerpo de la válvula. Los bonetes
Figura 1.3 Válvula de control de vástago deslizante
Resorte del actuador: Resorte o grupo de
ellos alojado en el yugo o en la carcasa del
actuador, o en el cilindro del pistón que
desplaza el vástago de actuador en dirección
opuesta a la generada por la presión de
carga.
Vástago del actuador: Pieza que conecta el
actuador al vástago de la válvula y transmite
movimiento (fuerza) del actuador a la
válvula.
Extensión del vástago del actuador:
Extensión del vástago del actuador de pistón
que permite transmitir el movimiento del
pistón al posicionador de la válvula.
típicos son atornillados, roscados, soldados,
sellados a presión o integrados en el cuerpo.
Este término suele utilizarse para referirse al
cuerpo superior y a sus piezas de
empaquetadura incluidas. Con mayor
propiedad, este grupo de componentes
debería denominarse conjunto del bonete.
Conjunto del bonete (normalmente llamado
bonete, con mayor propiedad, conjunto del
bonete): Conjunto que incluye la pieza a
través de la cual se mueve el vástago de la
válvula y que se utiliza para el sellado contra
fugas a lo largo del vástago. Normalmente
se usa para montar el actuador y cargar el
conjunto de empaquetadura; además,
mantiene la alineación correcta del
16
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
obturador con el resto del conjunto de la
válvula de control. Consulte la Figura 1.6.
1. Bonete
1
2
3
4
5
Figura 1.5 Bonete con fuelle de estanqueidad
1
2
3
4
Figura 1.6 Conjunto del bonete
2. Empaquetadura
3. Prensaestopas
4. Fuelle
5. Vástago de la válvula
1. Bonete
2. Empaquetadura
3. Prensaestopas
4. Vástago de la válvula
Brida inferior: Pieza que cierra la abertura
de la válvula opuesta a la abertura del
bonete. Puede incluir un buje guía o permitir
la inversión de la acción de la válvula.
Buje: Dispositivo que sostiene o guía las
piezas móviles, como los vástagos y los
obturadores de la válvula.
Jaula: Parte de los internos de la válvula que
rodea al elemento de cierre y puede
suministrar la caracterización del ujo o la
supercie de asiento. También aporta
estabilidad, guía, equilibrio y alineación, y
facilita el montaje de otras piezas de los
internos de la válvula. Las paredes de la jaula
contienen aberturas que normalmente
determinan la característica de ujo de la
válvula de control. Consulte la Figura 1.7.
Elemento de cierre: Pieza móvil que se
sitúa en la vía de circulación para modular el
caudal a través de la válvula.
Guía del elemento de cierre: Parte del
elemento de cierre que alinea su
movimiento en una jaula, anillo de asiento
(guía de lumbrera), bonete, brida inferior,
vástago o en dos cualesquiera de ellos.
Cilindro: Cámara de un actuador de pistón
en la que este se mueve.
Junta de cierre de cilindro: Elemento de
cierre en la conexión del cilindro del
actuador de pistón con el yugo.
Diafragma: Elemento exible que reacciona
a la presión y que transmite fuerza al plato
del diafragma y al vástago del actuador.
Actuador de diafragma: Dispositivo
accionado por un uido, que suele ser aire
comprimido (consulte Presión de carga), y
que actúa sobre un componente exible, el
diafragma, con el n de generar una fuerza
para desplazar al elemento de cierre.
Carcasa del diafragma: Alojamiento con
una sección superior y otra inferior, que se
utiliza para sostener un diafragma y
establecer una o dos cámaras de presión.
Plato del diafragma: Plato rígido
concéntrico con el diafragma para transmitir
fuerza al vástago del actuador.
Actuador de acción directa: Actuador cuyo
vástago se extiende al aumentar la presión
de carga. Consulte la Figura 1.9.
Figura 1.7 Jaulas (izquierda a derecha): Lineal, Igual porcentaje, Apertura rápida
17
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Bonete con extensión: Bonete de mayor
tamaño entre el prensaestopas y la brida del
bonete para servicios fríos o calientes.
Figura 1.8 Válvula de globo de tres vías
Válvula de globo: Válvula con elemento de
cierre de movimiento lineal, una o más
lumbreras y un cuerpo que se distingue por
una cavidad de forma globular alrededor de
la zona de la lumbrera. Las válvulas de globo
se pueden clasicar además como: de una
sola lumbrera bidireccional (Figura 1.3); de
doble lumbrera bidireccional; de estilo
angular o de tres vías (Figura 1.8).
1
3
Presión de carga: Fluido, normalmente aire
comprimido, aplicado al diafragma o al
pistón en un actuador neumático.
Válvula excéntrica: Estructura de válvula
con conexiones de líneas de entrada y de
salida en distintos planos, aunque a 180
grados de distancia entre sí.
Prensaestopas (conjunto): Parte del
conjunto del bonete que se utiliza para sellar
contra fugas el entorno del vástago del
elemento de cierre. El conjunto de
prensaestopas completo incluye diversas
combinaciones de algunos o todos los
componentes siguientes: empaquetadura,
buje de la empaquetadura, tuerca de la
empaquetadura, anillo de cierre hidráulico,
muelle de la empaquetadura, espárragos o
pernos de brida de empaquetadura, tuercas
de brida de la empaquetadura, anillo de
empaquetadura, aro rascador de eltro,
muelles Belleville y anillo antiextrusión.
Consulte la Figura 1.11.
2
4
5
6
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8
10
Figura 1.9 Actuador de acción directa
18
1. Conexión de presión de carga
2. Carcasa del diafragma
3. Diafragma
4. Plato del diafragma
5. Resorte del actuador
6. Vástago del actuador
7. Asiento del resorte
9
11
8. Ajustador de resorte
9. Conector del vástago
10. Vástago de la válvula
11. Yugo
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Pistón: Elemento rígido móvil que reacciona
a la presión y que transmite fuerza al
vástago del actuador del pistón.
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2
3
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6
Figura 1.10 Actuador de tipo pistón
5
1. Conexión de presión
de carga
2. Pistón
3. Junta del pistón
7
4. Cilindro
5. Junta de cierre de
cilindro
6. Buje de sello
7. Conector del
vástago
Actuador de tipo pistón: Dispositivo
accionado por uido en el que este,
generalmente aire comprimido, actúa en un
pistón móvil para proporcionar movimiento
al vástago del actuador y fuerza de asiento
tras el cierre. Los actuadores de tipo pistón
se clasican como de doble acción, que
aplican toda la fuerza en una dirección, o de
resorte en caso de fallo, de modo que al
producirse la pérdida de alimentación, el
actuador desplaza la válvula en la dirección
de carrera necesaria. Consulte la Figura 1.10.
Puerto: Oricio o lumbrera de control de
ujo de la válvula de control.
Anillo de retención: Anillo partido que se
utiliza para retener una brida separable en
un cuerpo de válvula.
Actuador de acción inversa: Actuador cuyo
vástago se repliega al aumentar la presión
de carga. Los actuadores inversos tienen un
buje estanco instalado en el extremo
superior del yugo para impedir la fuga de la
presión de carga a lo largo del vástago del
actuador. Consulte la Figura 1.12.
Guardapolvos: Dispositivo protector que
impide la entrada de materia extraña nociva
en el buje de sello del actuador del pistón.
Buje de sello: Bujes superior e inferior que
sellan el cilindro del actuador del pistón para
impedir fugas. En los bujes se utilizan juntas
tóricas de caucho sintético para sellar el
cilindro, el vástago del actuador y la
extensión del vástago del actuador.
Asiento: Zona de contacto entre el
elemento de cierre y su supercie de
contacto que determina el cierre de la
válvula.
Carga del asiento: Fuerza neta de contacto
entre el elemento de cierre y el asiento en las
condiciones estáticas indicadas. En la
práctica, la elección de un actuador para una
válvula de control determinada deberá
basarse en la cantidad de fuerza que se
necesite para superar la estática, el vástago
y el desequilibrio dinámico con una
tolerancia para la carga de asiento adecuada.
1
2
3
4
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3
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5
9
Empaquetadura de PTFE
Figura 1.11 Empaquetadura
1. Rascador superior
2. Buje de la
empaquetadura
3. Adaptador hembra
4. Anillo en V
5. Adaptador macho
6. Anillo de cierre
hidráulico
7. Arandela
8. Resorte
9. Caja de
empaquetadura/
rascador inferior
1
2
4
1
3
1
2
1
Empaquetadura de grafito
1. Anillo de lamento
2. Anillo laminado
3. Anillo de cierre
hidráulico
4. Arandela de zinc
4
4
19
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Anillo de asiento: Parte del conjunto del
cuerpo de la válvula que actúa como
supercie de asiento para el elemento de
cierre y que puede aportar parte del oricio
de control del ujo.
Brida separable: Brida que se sitúa sobre
una conexión de ujo del cuerpo de la
válvula. Se suele jar en su posición
mediante un anillo de retención.
Ajustador de resorte: Elemento,
generalmente enroscado en el vástago del
actuador o en el yugo, que ajusta la
comprensión del resorte (consulte ajuste de
banco en Terminología referente a funciones
y características de las válvulas de control).
Asiento del resorte: Placa que sostiene al
resorte en su posición y que actúa como
supercie plana para el contacto del
ajustador de resorte.
Desequilibrio estático: Fuerza neta
generada en el vástago de la válvula por la
presión del uido de proceso que actúa en el
elemento de cierre y el vástago, con el uido
en reposo y en las condiciones de presión
indicadas.
Conector del vástago: Dispositivo que
conecta el vástago del actuador con el de la
válvula.
Internos: Componentes internos de la
válvula que modulan el ujo del uido
controlado. En el cuerpo de una válvula de
globo, normalmente los internos incluyen el
elemento de cierre, el anillo de asiento, la
jaula, el vástago y el pasador del vástago.
Internos de asiento suave: Internos de
válvula con un material elastomérico,
plástico u otro fácilmente deformable que se
utiliza en el componente de cierre o el anillo
de asiento para proporcionar un cierre
hermético con una fuerza mínima del
actuador.
Cuerpo de la válvula: Límite de la presión
principal de la válvula que también actúa en
los extremos de conexión de tubos y el paso
del ujo de uido, así como en las supercies
de asiento y el elemento de cierre de la
válvula. Entre las estructuras de cuerpo de
válvula más habituales se encuentran:
cuerpos de válvula de una lumbrera y un
obturador, cuerpos con doble lumbrera y un
obturador, válvulas bidireccionales con dos
conexiones de ujo, una de entrada y una de
salida, cuerpos de válvula de tres vías y tres
3
4
1
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Figura 1.12 Actuador de acción inversa
20
1. Conexión de presión de carga
2. Carcasa del diafragma
3. Diafragma
2
4. Plato del diafragma
5
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5. Buje de sello
6. Resorte del actuador
7. Vástago del actuador
8. Asiento del resorte
9. Ajustador de resorte
10. Conector del vástago
11. Vástago de la válvula
12. Yugo
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
conexiones de ujo, dos de entrada y una de
salida (para ujos convergentes o combina-
dos), o una de entrada y dos de salida (para
ujos divergentes o desviados). El término
“cuerpo de válvula”, incluso solo “cuerpo”,
suele utilizarse para denir al cuerpo de
válvula junto con el conjunto del bonete y las
piezas de los internos que contienen. Con
mayor propiedad, este grupo de componen-
tes debería denominarse conjunto de
cuerpo de la válvula.
Conjunto de cuerpo de la válvula
(habitualmente cuerpo de válvula o válvula,
pero su denominación correcta es conjunto de
cuerpo de la válvula): Conjunto de cuerpo de
la válvula, conjunto del bonete, brida inferior
(si está incluida) y elementos de los internos.
Los internos incluyen el elemento de cierre,
que se abre, se cierra u obstruye
parcialmente una o más lumbreras.
Obturador de la válvula: Término con que
suele denirse el elemento de cierre de una
válvula de vástago deslizante.
Vástago de la válvula: En una válvula de
movimiento lineal, pieza que conecta el
vástago del actuador con el elemento de
cierre.
Yugo: Estructura que conecta rígidamente
la unidad de alimentación del actuador con
la válvula.
1.3 Terminología referente a la válvula de control rotativa
La siguiente terminología se aplica a las
características físicas y operativas de las
válvulas de control rotativas con diafragma o
actuadores de pistón. Los elementos de cierre
(bolas, discos, obturadores excéntricos, etc.)
de un diseño rotativo realizan una función
parecida a la del obturador de una válvula de
control de vástago deslizante. Es decir, cuando
rotan hacen variar el tamaño y la forma de la
corriente de ujo al abrir más o menos la
sección de sellado al uido. Muchas de las
deniciones que se ofrecen son conformes
con ISA S75.05, Terminología referente a
Válvulas de Control, aunque también se
incluyen otros términos habituales. Algunos
de los términos referidos a actuadores
también pueden aplicarse a las válvulas de
control rotativas. Para algunos de los términos
más complejos se ofrecen explicaciones
adicionales. Las secciones adicionales de este
capítulo denen terminología especíca sobre
control de procesos generales y funciones y
características de las válvulas de control.
Figura 1.13 Válvula de control rotativa
Palanca del actuador: Brazo jado a la echa
de la válvula rotativa para el movimiento del
eje de válvula para convertir el movimiento
lineal del vástago del actuador en fuerza
rotatoria (par de torsión) para posicionar un
disco o bola de una válvula rotativa. La
palanca suele estar conectada positivamente
al rotativo mediante estrías de tolerancia
escasa u otros medios con el n de reducir el
movimiento de huelgo y pérdida.
Bola completa: Elemento de cierre de ujo
de las válvulas de control rotativas que
utiliza una esfera completa con un paso de
ujo cilíndrico a través de ella. El paso de
ujo coincide con el diámetro del tubo.
Bola segmentada: Elemento de cierre de
ujo de las válvulas de control rotativas que
utiliza un esfera parcial con un paso de ujo
a través de ella.
Figura 1.14 Bola segmentada
21
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Bola con muesca en V: El tipo más común de
válvula de control de bola segmentada. La
bola con muesca en V contiene una supercie
esférica parcial pulida o enchapada que gira
contra el anillo de sello a través del rango de
carrera. La ranura en forma de V de la bola
permite una gran rangeabilidad y genera una
característica de ujo de igual porcentaje.
Figura 1.15 Bola con muesca en V
Disco convencional: Elemento de cierre de
ujo simétrico utilizado en las variedades
más habituales de válvulas rotativas de
mariposa. Los pares altamente dinámicos
normalmente limitan los discos convencionales a una rotación máxima de 60 grados
en el servicio de reducción de presión.
Disco de reducción dinámica: Disco de
válvula de mariposa contorneado para
reducir el par dinámico en grandes incrementos de rotación, por lo que es adecuado
para el servicio de reducción de presión con
hasta 90 grados de rotación de disco.
Disco excéntrico: Nombre habitual de un
diseño de válvula en el que la posición
excéntrica de las conexiones de echa/disco
de la válvula hace que el disco siga un
recorrido ligeramente descentrado (de leva)
en la apertura. Esto permite que el disco gire
fuera de contacto con la junta en cuanto se
abra, reduciendo así la fricción y el desgaste.
Válvula sin brida: Estilo habitual de las
válvulas de control rotativas. Las válvulas sin
brida se sostienen entre bridas conformes
con ANSI/ASME mediante pernos pasantes
largos (también se les suele llamar cuerpos
de válvula estilo oblea o wafer).
Obturador excéntrico: Estilo de válvula de
control rotativa con un obturador de giro
excéntrico con levas que entran y salen del
asiento, lo cual reduce la fricción y el
desgaste. Este tipo de válvula es adecuado
para aplicaciones erosivas.
Flujo inverso: Flujo desde el lado de la
echa/buje a la parte posterior del disco,
bola u obturador. Algunas válvulas de
control rotativas pueden controlar el ujo
con igual ecacia en cualquiera de las dos
direcciones. Otros diseños rotativos pueden
requerir la modicación del acoplamiento
del actuador para manejar el ujo inverso.
Cojinete de extremo de biela: Conexión
que suele utilizarse entre el vástago del
actuador y la palanca del mismo para
facilitar la conversión del empuje lineal del
actuador en fuerza rotativa (par) con un
mínimo de pérdida de movimiento. El uso
de un actuador oscilante estándar en un
cuerpo de válvula rotativa suele requerir el
acoplamiento con dos cojinetes de extremo
de biela. No obstante, la elección de un
actuador diseñado especícamente para el
servicio de válvula rotativa solo requiere uno
de esos cojinetes y, por lo tanto, reduce la
pérdida de movimiento.
Válvula de control rotativa: Tipo de válvula
en la que el elemento de cierre de ujo (bola
completa, bola parcial, disco u obturador) se
gira en la corriente de ujo para controlar la
capacidad de la válvula. Consulte la
Figura 1.17.
Anillo de sello: Parte de un conjunto de
válvula de control rotativa que corresponde
al anillo de asiento de una válvula de globo.
La posición del disco o bola en relación con
el anillo de sello determina la sección y
capacidad de ujo de la unidad en un
incremento determinado de carrera rotativa.
Figura 1.16 Válvula de disco excéntrico
22
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Flecha: Parte de un conjunto de válvula de
control rotativa que corresponde al vástago
de una válvula de globo. La rotación de la
echa sitúa al disco o bola en la corriente de
ujo y controla el caudal a través de la
válvula.
Junta deslizante: Junta de cilindro inferior
de un actuador de pistón neumático
diseñada para el servicio de válvula rotativa.
Esta junta permite el movimiento vertical y
lateral del vástago del actuador sin producir
fugas de la presión de carga del cilindro
inferior, por lo que es posible utilizar un solo
cojinete de extremo de biela.
Flujo estándar: En las válvulas de control
rotativas que tienen un anillo de sello o aro
de servicio aparte, la dirección de ujo en la
que el uido entra en el cuerpo de la válvula
por la tubería adyacente al anillo de sello y
sale por el lado opuesto de dicho anillo.
También se le suele llamar corriente
progresiva o corriente frente al elemento de
cierre. Consulte también Flujo inverso.
Montaje sobre muñón: Estilo de montaje
del disco o bola en la echa de válvula o la
echa de mangueta con dos cojinetes
diametralmente opuestos.
1.4 Terminología referente a funciones y características de las válvulas de control
Ajuste de banco: Procedimiento de
calibración de un resorte de actuador que
puede utilizar una escala de presiones para
situar una válvula por completo en su carrera
nominal (consulte Rango de presión
inherente del diafragma).
Capacidad: Cantidad de ujo a través de
una válvula (Cv o Kv), en las condiciones
indicadas.
Claro de flujo: Flujo que se produce por
debajo del mínimo controlable con el
elemento de cierre sin estar asentado por
completo.
Intervalo de presión de diafragma:
Diferencia entre los valores alto y bajo del
rango de presión de carga del diafragma.
Actuador de acción doble: Actuador al que
la energía neumática, hidráulica o eléctrica
se aplica en cualquier dirección.
Desequilibrio dinámico: Fuerza neta
generada en el obturador de la válvula, en
cualquier posición de apertura, por la
presión del proceso de uido que actúa
en él.
13
14
Figura 1.17 Válvula de control rotativa
11
1
3
5
8
10
12
9
2
4
6
7
1. Conexión de presión
de carga
2. Carcasa del diafragma
3. Diafragma
4. Plato del diafragma
5. Resorte
6. Vástago del actuador
7. Palanca
8. Flecha
9. Tope de carrera
10. Empaquetadura
11. Disco
12. Cuerpo
13. Cierre
14. Retén de cierre
23
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Área efectiva: En un actuador, parte de la
sección del diafragma o del pistón que
genera fuerza en el vástago. La zona efectiva
de un diafragma puede cambiar con el
movimiento, en general un máximo al
principio y un mínimo al nal del rango de
carrera. Los diafragmas moldeados tienen
menos cambios en la zona efectiva que los
diafragmas de lámina plana, por lo que se
recomienda el uso de estos últimos.
Falla cierra: Situación en la que el elemento
de cierre de la válvula se desplaza a la
posición de cierre cuando falla la fuente de
energía actuante.
Falla abre: Situación en la que el elemento
de cierre de la válvula se desplaza a la
posición de apertura cuando falla la fuente
de energía actuante.
A prueba de fallos: Característica de válvula
y actuador, que al producirse la pérdida de
suministro de energía actuante, hace que el
elemento de cierre se cierre o abra por
completo, o permanezca en la última
posición, la que sea que se dena como
necesaria para proteger al proceso y al
equipo. La acción puede implicar el uso de
controles auxiliares conectados al actuador.
Característica de flujo: Relación entre el
caudal que pasa a través de la válvula y el
porcentaje de la carrera nominal, que varía
de 0 a 100%. Este término siempre se debe
designar como característica de ujo
inherente o característica de ujo instalada
(consulte las deniciones en la sección
Terminología del control de procesos).
Coeficiente de flujo (Cv): Constante relativa
a la geometría de la válvula, con una carrera
determinada, que puede utilizarse para
establecer la capacidad de ujo. Número
de galones estadounidenses por minuto de
agua a 16 °C (60 °F) que uye a través de la
válvula con una caída de presión de 1 libra
por pulgada cuadrada.
Válvula de recuperación alta: Diseño de
válvula que disipa una energía de corriente
de ujo relativamente pequeña debido a los
contornos internos perlados y a la
turbulencia de ujo mínima. Por lo tanto, la
presión aguas abajo de la vena contracta de
la válvula recupera un alto porcentaje de su
valor de admisión. Las válvulas de ujo
directo, como las de bola rotativas, suelen
ser de alta recuperación.
Rango de presión inherente del
diafragma: Valores de presión altos y bajos
aplicados al diafragma para generar una
carrera de obturador de válvula nominal con
presión atmosférica en el cuerpo de la
válvula. Este rango suele utilizarse como
referencia porque será el que utilice la
válvula al colocarse en el banco de pruebas.
Característica de flujo inherente: Relación
existente entre el caudal y la carrera del
elemento de cierre al desplazarse de la
posición de cierre a la carrera nominal con
caída de presión constante en toda la
válvula.
Gama de presión de diafragma instalada:
Valores de presión altos y bajos aplicados al
diafragma para generar una carrera nominal
con condiciones determinadas en el cuerpo
de la válvula. Se debe a las fuerzas que
actúan en el elemento de cierre que el rango
de presión inherente del diagrama diera del
rango de presión de diafragma instalada.
Característica de flujo instalada: Relación
existente entre el caudal y la carrera del
elemento de cierre al desplazarse de la
posición de cierre a la carrera nominal como
caída de presión constante en toda la válvula
según inuyan las distintas condiciones de
proceso.
Válvula de recuperación baja: Diseño de
válvula que disipa una cantidad importante
de energía de la corriente de ujo debido a la
turbulencia creada por los contornos de la
vía de circulación. Por lo tanto, la presión
aguas abajo de la vena contracta de la
válvula recupera un menor porcentaje de su
valor de admisión que una válvula con una
vía de circulación más perlada. Aunque los
diseños son distintos, las válvulas de globo
convencionales tienen en general baja
capacidad de recuperación de presión.
Característica de flujo parabólica
modificada: Característica de ujo
inherente que proporciona iguales
porcentajes con carrera de elemento de
24
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
cierre baja y aproximadamente una
característica lineal en las partes más altas
de la carrera del elemento de cierre.
Válvula normalmente cerrada: Consulte
Falla cierra.
Válvula normalmente abierta: Consulte
Falla abre.
Diseño PDTC (Push-Down-to-Close,
empujar hacia abajo para cerrar):
Estructura de válvula estilo globo en la que
el elemento de cierre está situado entre el
actuador y el anillo de asiento, de modo que
la extensión del vástago del actuador
desplaza al elemento de cierre hacia dicho
anillo y, en última instancia, cierra la válvula.
El término también puede aplicarse a las
estructuras de válvula rotativa en las que la
extensión lineal del vástago del actuador
desplaza la bola o el disco hacia la posición
de cierre. También se denomina de acción
directa.
Diseño PDTO (Push-Down-to-Open,
empujar hacia abajo para abrir):
Estructura de válvula estilo globo en la que
el anillo de asiento está situado entre el
actuador y el elemento de cierre, de modo
que la extensión del vástago del actuador
desplaza al elemento de cierre desde dicho
anillo y abre la válvula. El término también
puede aplicarse a las estructuras de válvula
rotativa en las que la extensión lineal del
vástago del actuador desplaza la bola o el
disco hacia la posición de apertura. También
se denomina de acción inversa.
Rangeabilidad: Relación entre el coeciente
de ujo mayor (Cv o Kv) y el menor (Cv o
Kv) dentro del cual la desviación desde
la característica de ujo especicada no
supera los límites establecidos. Una válvula
que ejerza un control ecaz cuando el
caudal aumente a 100 veces el mínimo
controlable, tiene una rangeabilidad de
100 a 1. La rangeabilidad también se puede
expresar como la relación de los caudales
controlables máximo a mínimo.
Coeficiente de flujo nominal (Cv):
Coeciente de ujo (Cv) de la válvula a
carrera nominal.
Carrera nominal: Distancia del movimiento
del elemento de cierre desde la posición de
cierre hasta la de apertura total nominal. La
posición de apertura total nominal es la
apertura máxima recomendada por los
fabricantes.
Coeficiente de flujo relativo (Cv): Relación
entre el coeciente de ujo (Cv) a una carrera
determinada y el coeciente de ujo (Cv) a
una carrera nominal.
Fuga del asiento: Cantidad de uido que
pasa a través de la válvula cuando esta se
encuentra en posición de cierre total y se
aplica la carga de asiento máxima disponible
con la presión diferencial y la temperatura
especicadas.
Constante elástica (Ks): Cambio de fuerza
por cada cambio de unidad en la longitud de
un resorte. En los actuadores de diafragma,
la capacidad del resorte se establece
generalmente en la compresión de libras
fuerza por pulgada.
Vena Contracta: Parte de una corriente de
ujo en la que la velocidad del uido está al
máximo y la presión estática del uido, así
como la supercie de la sección transversal,
están al mínimo. En una válvula de control,
la vena contracta normalmente se produce
justo aguas abajo de la restricción física real.
1.5 Terminología del control de procesos
Los siguientes términos y deniciones que
no se han explicado previamente suelen
utilizarlos las personas que trabajan con
válvulas de control, instrumentos y
accesorios. Algunos de los términos,
marcados con un asterisco (*), proceden de
la norma ISA, Terminología de los
instrumentos de proceso, ISA 51.1. También
se incluyen otros términos de uso habitual
en la industria de las válvulas de control.
Accesorio: Dispositivo montado en el
conjunto de una válvula de control para
complementar diversas funciones o generar
las acciones que se deseen, en especial
la actuación (por ej., posicionadores,
reguladores de presión de suministro,
solenoides, disyuntores, etc.).
25
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Actuador*: Dispositivo con alimentación
neumática, hidráulica o eléctrica que
suministra fuerza y movimiento para abrir o
cerrar una válvula.
Conjunto de actuador: El actuador,
incluidos todos los accesorios que lo
convierten en una unidad operativa
completa.
ANSI: Abreviatura de American National
Standards Institute (Instituto Nacional
Estadounidense de Estándares).
API: Abreviatura de American Petroleum
Institute (Instituto Estadounidense del
Petróleo).
ASME: Abreviatura de American Society of
Mechanical Engineers (Sociedad
Estadounidense de Ingenieros Mecánicos).
ASTM: Se utiliza para denominar a la
American Society for Testing and Materials
(Sociedad Estadounidense para Pruebas y
Materiales). Cuando la organización alcanzó
un ámbito internacional, el nombre se
cambió por el de ASTM International. ASTM
ya no es una abreviatura.
Sistema de control automático*: Sistema
de control que funciona sin necesidad de
intervención humana.
Holgura: Forma de banda muerta o inactiva
que se produce por una interrupción
temporal entre la entrada y la salida de un
dispositivo cuando la entrada cambia de
dirección (es decir, aojamiento o soltura de
una conexión mecánica).
Diagrama de Bode*: Representación de los
valores de relación de amplitud y de ángulo
de fase en una base de frecuencia para una
función de transferencia. Es la manera más
habitual de representar grácamente los
datos de respuesta de frecuencia.
Curva de calibración*: Representación
gráca del informe de calibración. Salida
estable especicada de un dispositivo
trazada como función de la entrada estable.
La curva suele presentarse como un
intervalo de salida porcentual frente al
intervalo de entrada porcentual.
Ciclo de calibración*: Aplicación de valores
conocidos de la variable medida y grabación
de los valores correspondientes de las
lecturas de salida, en el rango del
instrumento y en direcciones ascendente y
descendente. Curva de calibración obtenida
al variar la entrada de un dispositivo en las
direcciones ascendente y descendente.
Generalmente se muestra como un intervalo
de salida porcentual frente al intervalo de
entrada porcentual y ofrece una medición
de la histéresis.
Capacidad* (válvula): Cantidad de ujo a
través de una válvula (Cv) en las condiciones
indicadas.
Bucle cerrado: Interconexión de los
componentes de control de procesos, de
modo que la información referente a la
variable de proceso se realimente
continuamente a un punto de ajuste de
controlador para ofrecer correcciones
constantes y automáticas a la variable de
proceso.
Elemento de cierre: Elemento de los
internos de la válvula (también conocido
como obturador, disco, bola segmentada o
bola de lumbrera completa) que se utiliza
para modular el caudal en una válvula de
control.
Controlador: Dispositivo que funciona de
manera automática, mediante algún
algoritmo establecido, para regular una
variable controlada. La entrada del
controlador recibe información acerca del
estado de la variable de proceso y a
continuación emite una señal de salida
adecuada al elemento de control nal.
Bucle de control: Consulte Bucle cerrado o
Bucle abierto.
Rango de control: Rango de la carrera de
una válvula de control en la que puede
mantener la ganancia instalada entre los
valores normalizados de 0,5 y 2,0.
Conjunto de válvula de control:
Dispositivo utilizado para modular el ujo de
uido variando el tamaño del paso de ujo
según la indicación de una señal de
controlador.
Banda muerta: Fenómeno general que se
puede aplicar a cualquier dispositivo, en el
que se puede se puede variar una señal de
26
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
entrada, tras la inversión de la dirección, sin
iniciar un cambio observable en la señal de
salida. En las válvulas de control, la salida del
controlador (CO) es la entrada al conjunto de
la válvula y la variable de proceso (PV) es la
salida, como se muestra en la Figura 1.18.
Cuando se hable sobre la banda muerta, es
importante identicar las variables de
entrada y de salida, y que se realicen pruebas
cuanticables en condiciones de carga
completa. La banda muerta se expresa
típicamente como porcentaje del intervalo
de entrada.
100%
Variable del proceso
100%
Salida del controlador
Figura 1.18 Banda muerta
Tiempo muerto: Intervalo de tiempo (Td)
en el que no se detecta la respuesta del
sistema tras una entrada en escalón
pequeña (generalmente de 0,25% - 5%). El
tiempo se calcula desde el momento en que
se inicia la entrada en escalón hasta la
primera respuesta detectable del sistema. El
tiempo muerto se puede aplicar a un
conjunto de válvula o a todo el proceso.
Consulte T63.
Entalpía: Cantidad termodinámica que es la
suma de la energía interna de un cuerpo y el
producto de su volumen multiplicado por la
presión: H = U + pV. También se denomina
contenido calórico.
Entropía: Medida teórica de la energía que
no se puede transformar en trabajo
mecánico en un sistema termodinámico.
Característica de igual porcentaje:
Característica de ujo inherente que, a
incrementos iguales de carrera nominal,
ofrecerá idealmente cambios
equiporcentuales del coeciente de ujo
(Cv) respecto al Cv existente.
Señal de retroalimentación*: Señal de
retorno que resulta de una medición de la
variable directamente controlada. En el caso
de una válvula de control con posicionador,
la señal de retorno suele ser una indicación
mecánica de la posición del vástago del
elemento de cierre que se realimenta al
posicionador.
FCI: Abreviatura de Fluid Controls Institute
(Instituto de Control de Fluidos). Suministra
normas y material educativo para asistir a
compradores y usuarios en la comprensión y
uso de equipos de control y
acondicionamiento de uidos.
Elemento final de control: Dispositivo que
implementa la estrategia de control
determinada por la salida de un controlador.
Si bien el elemento nal de control puede
adoptar muchas formas (amortiguadores,
dispositivos de conmutación de activación/
desactivación, etc.), el más habitual en la
industria actual es el conjunto de válvula de
control. Las válvulas de control modulan el
uido del ujo (gas, vapor, agua,
compuestos químicos, etc.) para compensar
las alteraciones de carga y mantener la
variable de proceso regulada lo más cerca
posible del punto de ajuste.
Primer orden: Término que hace referencia
a la relación dinámica entre la entrada y la
salida de un dispositivo. Los sistemas o
dispositivos de primer orden tienen un solo
dispositivo de almacenamiento de energía y
la relación transitoria dinámica entre la
entrada y la salida se caracteriza por un
comportamiento exponencial.
Característica de respuesta en
frecuencia*: Relación dependiente de la
frecuencia, tanto de amplitud como de fase,
entre entradas senoidales de régimen
permanente y las salidas senoidales
fundamentales resultantes. Los cambios de
amplitud y fase de salida se consideran
funciones de la frecuencia de prueba de
entrada y se utilizan para describir el
comportamiento dinámico del dispositivo
de control.
Fricción: Fuerza que tiende a oponerse al
movimiento relativo entre dos supercies en
contacto. La fuerza asociada es una función
de la fuerza normal que mantiene unidas
27
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
esas dos supercies y la naturaleza
característica de ellas. La fricción tiene dos
componentes: fricción estática y fricción
dinámica. La fricción estática (también
denominada oscilaciones de relajación o
adherencia estática) es la fuerza que se debe
superar antes de que exista ningún
movimiento relativo entre las dos
supercies. La fricción estática también es
una de las principales causas de banda
muerta en un conjunto de válvula. Una vez
que se inicia el movimiento relativo, la
fricción dinámica (también conocida como
fricción deslizante) es la fuerza que se debe
superar para mantener el movimiento
relativo.
Ganancia: Término utilizado para describir
la relación de magnitud entre el cambio de
salida de un sistema o dispositivo
determinado y la magnitud de un cambio de
entrada que haya provocado el cambio de
salida. La ganancia tiene dos componentes:
ganancia estática y ganancia dinámica.
Ganancia estática (también conocida como
sensibilidad) es la relación de ganancia entre
la entrada y la salida y es un indicador de la
facilidad con la que la entrada puede iniciar
un cambio en la salida cuando el sistema o
dispositivo está en una condición de
régimen permanente. La ganancia dinámica
es la relación entre la entrada y la salida
cuando el sistema está en un estado de
movimiento o ujo. La ganancia dinámica es
una función de frecuencia o velocidad de
cambio de la entrada.
Dureza: Resistencia del metal a la
deformación plástica, generalmente por
penetración. Resistencia de plásticos y
caucho a la penetración de un punto
indentador en su supercie.
Fluctuación*: Oscilación indeseada de una
magnitud importante, que se prolonga
después de desaparecer los estímulos
externos. La uctuación, a veces
denominada ciclo o ciclo límite, evidencia el
funcionamiento en o cerca del límite de
estabilidad. En aplicaciones de válvula de
control, la uctuación aparece como una
oscilación en la presión de carga al actuador
causada por la inestabilidad del posicionador
de válvula.
Histéresis*: Diferencia máxima en el valor
de salida de un solo valor de entrada durante
un ciclo de calibración, excluidos los errores
debidos a banda muerta o inactiva. Retardo
de un efecto cuando cambian las fuerzas
que actúan sobre un cuerpo (por ejemplo,
debido a la viscosidad o a la fricción interna).
100
Apertura rápida
Lineal
Coeficiente de flujo nominal (%)
0
Figura 1.19 Característica inherente de válvula
Equiporcentual
100
Carrera nominal (%)
Característica inherente*: Relación
existente entre el coeciente de ujo y la
carrera del elemento de cierre al desplazarse
de la posición de cierre a la carrera nominal
con caída de presión constante en toda la
válvula. Normalmente, esas características
se trazan como una curva, en la que el eje
horizontal está etiquetado con carrera
porcentual y el eje vertical como ujo
porcentual (o Cv). Dado que el ujo de la
válvula es una función tanto de la carrera de
la válvula como de la caída de presión a
través de la válvula, las pruebas de
característica de ujo a caída de presión
constante ofrece una manera sistemática de
comparar el diseño característico de una
válvula con el de otra. Las características
típicas de la válvula obtenidas de este modo
se denominan lineales, equiporcentuales y
de apertura rápida.
Ganancia inherente de la válvula: Relación
de magnitud entre el cambio de ujo a
través de la válvula y el cambio de carrera de
la válvula en condiciones de caída de presión
constante. La ganancia inherente de la
válvula es una función inherente del diseño
de la misma. Es igual a la pendiente de la
curva característica inherente en cualquier
punto de la carrera y es una función de la
28
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
carrera de la válvula.
Característica instalada*: Relación
existente entre el caudal y la carrera del
elemento de cierre (disco) al desplazarse de
la posición de cierre a la carrera nominal con
la caída de presión constante en toda la
válvula inuida por las distintas condiciones
de proceso.
Ganancia instalada de la válvula: Relación
de magnitud entre el cambio de ujo a
través de la válvula y el cambio de carrera de
la válvula en condiciones de proceso reales.
La ganancia instalada de la válvula es la
relación de ganancia de válvula que se
produce cuando la válvula se instala en un
sistema especíco y la caída de presión
puede cambiar de manera natural, de
acuerdo con los dictados del sistema
general. La ganancia instalada de la válvula
es igual a la pendiente de la curva
característica instalada y es una función de
la carrera de la válvula.
Presión del instrumento: Presión de salida
de un controlador automático utilizado para
operar una válvula de control.
I/P: Se utiliza para referirse a corriente-a-
presión (I-to-P). Se suele aplicar a los
módulos de transductor de entrada.
ISA: Abreviatura de International Society for
Automation (Sociedad Internacional para la
Automatización).
Linealidad*: Cercanía con la que una curva
relativa a dos variables se aproxima a una
línea recta. También signica que la misma
línea recta se aplicará a las direcciones
ascendente y descendente. De este modo, la
banda muerta antes denida se considerará
típicamente como sin linealidad.
Característica lineal*: Característica de
ujo inherente que se puede representar
con una línea recta en un trazado
rectangular de coeciente de ujo (Cv)
frente a la carrera nominal. Por lo tanto, los
incrementos iguales de carrera ofrecen
incrementos iguales de coeciente de ujo,
Cv.
Presión de carga: Presión que se emplea
para posicionar un actuador neumático. Es
una presión que se aplica al diafragma o
pistón del actuador y que puede ser la
presión de instrumento si no se utiliza un
posicionador de válvulas.
Bucle: Consulte Bucle cerrado o Bucle
abierto.
Ganancia de bucle: Ganancia combinada de
todos los componentes del bucle cuando se
ve en una serie alrededor del mismo.
También se suele denir como ganancia de
bucle abierto. Se debe especicar
claramente si se hace referencia a la
ganancia de bucle estático o de bucle
dinámico a una determinada frecuencia.
Control manual: Consulte Bucle abierto.
NACE: Se utiliza para referirse a la National
Association of Corrosion Engineers
(Asociación Nacional de Ingenieros de
Corrosión). Cuando la organización alcanzó
un ámbito internacional, el nombre se
cambió por el de NACE International. NACE
ya no es una abreviatura.
Bucle abierto: Estado en el que se
interrumpe la interconexión de los
componentes de control de proceso, por
ejemplo, la información de la variable de
proceso ya no se realimenta al punto de
ajuste del controlador, de modo que no se
suministran correcciones a la variable de
proceso. Normalmente, esto sucede al situar
el controlador en posición de operación
manual.
Elemento operativo: Fluido, generalmente
aire o gas, que se utiliza para suministrar
energía para el funcionamiento de un
posicionador de válvula o un controlador
automático.
Límites de funcionamiento*: Rango de
condiciones operativas al que se puede
someter un dispositivo sin desmedro
permanente de las características de
funcionamiento.
OSHA: Abreviatura de Occupational Safety
and Health Administration (Administración
de Seguridad y Salud Ocupacional). (EE UU).
Empaquetadura: Parte del conjunto de
válvula que se utiliza para sellar contra fugas
el entorno del disco o del vástago de la
válvula.
29
Guía de válvulas de control | Capítulo 1: Introducción a las válvulas de control
Posicionador*: Controlador de posición
(servomecanismo) conectado
mecánicamente a una pieza móvil de un
elemento de control nal o a su actuador y
que, automáticamente, ajusta la salida al
actuador para mantener la posición que se
desee en proporción a la señal de entrada.
Proceso: Combinación de todos los
elementos del bucle de control, excepto el
controlador. En ciertos case se reere al
uido que pasa por el bucle.
Ganancia de proceso: Relación entre
cambio de la variable de proceso controlada
con el cambio correspondiente en la salida
del controlador.
Variabilidad del proceso: Medida
estadística precisa del grado de control del
proceso respecto al punto de ajuste.
Normalmente, la variabilidad de proceso se
dene con un porcentaje (2s/m), donde m
es el punto de ajuste o valor medio de la
variable de proceso medida y s es la
desviación estándar de la variable de
proceso.
Característica de apertura rápida (QO)*:
Característica de ujo inherente en la que se
consigue un coeciente de ujo máximo con
un cierre mínimo de la carrera del elemento
de cierre.
Rango: Región entre los límites en los que
una cantidad se mide, recibe o transmite,
que se expresa al establecer los valores de
rango superior e inferior. Por ejemplo: De 3 a
15 psi: -40 a 100 °C (-40 a 212 °F).
Relé: Dispositivo que actúa como
amplicador de potencia. Toma una señal de
entrada eléctrica, neumática o mecánica y
genera la salida de un ujo de gran volumen
de uido de aire o hidráulico al actuador. El
relé puede ser un componente interno del
posicionador o un accesorio aparte de la
válvula.
Repetibilidad*: La similitud entre un
número de mediciones consecutivas de la
salida con el mismo valor de la entrada bajo
las mismas condiciones de operación,
aproximándose en la misma dirección, para
recorridos de rango total. Normalmente se
mide como sin repetibilidad y se expresa
como repetibilidad en el porcentaje de un
intervalo. No incluye la histéresis.
Resolución: Cambio mínimo posible de la
entrada que se requiere para producir un
cambio detectable en la salida cuando no
existe inversión de la entrada. La resolución
se expresa típicamente como porcentaje del
intervalo de entrada.
Tiempo de respuesta: Se suele medir con
un parámetro que incluye el tiempo muerto
y la constante de tiempo (consulte T63,
Tiempo muerto y Constante de tiempo). Si
se aplica a la válvula, incluye todo el
conjunto de válvula.
Segundo orden: Término que hace
referencia a la relación dinámica entre la
entrada y la salida de un dispositivo. Un
sistema o dispositivo de segundo orden
tiene dos dispositivos de almacenamiento
de energía que pueden transferirse energía
cinética y potencial, introduciendo así la
posibilidad de comportamiento oscilatorio y
desbordamiento.
Sensibilidad*: Relación entre el cambio de
la magnitud de salida y el cambio de la
entrada que lo provoca después de
alcanzarse el estado de régimen
permanente.
Sensor: Dispositivo que detecta el valor de
la variable de proceso y suministra la señal
de salida correspondiente a un transmisor. El
sensor puede estar integrado en el
transmisor o ser un componente aparte.
Punto de ajuste: Valor de referencia que
representa el valor deseado de la variable de
proceso que se controla.
Wind-Up de la flecha: Fenómeno por el
cual un extremo de la echa de la válvula se
gira y el otro no lo hace. Suele suceder en
válvulas rotativas en las que el actuador está
conectado al elemento de cierre de la
válvula mediante una echa relativamente
larga. Mientras la fricción de cierre de la
válvula mantiene un extremo de la echa en
su posición, la rotación de la echa en el
extremo del actuador es absorbida por el
giro de la echa hasta que la entrada del
actuador transmite suciente fuerza para
superar la fricción.
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