La “seguridad” de una válvula de seguridad se refiere al rendimiento que garantiza que, cuando la presión interna de un recipiente a presión supera la presión de tarado, la válvula se abre de forma fiable para liberar el exceso de presión al exterior y evitar así la rotura del recipiente o de la tubería. En el centro de esta función se encuentra la “capacidad de descarga”: solo cuando la válvula es capaz de evacuar una cantidad superior a la de vapor o gas que ingresa en el recipiente se puede detener el aumento de la presión interna. Al seleccionar una válvula de seguridad, lo primero que debe comprobarse es si esta capacidad de descarga es suficiente para las condiciones del recipiente en cuestión.
Puntos clave de este artículo
- La seguridad de una válvula de seguridad se determina por su “actuación fiable a la presión de tarado” y por una “capacidad de descarga que evacue la cantidad necesaria”.
- La regla básica de la selección es elegir un modelo cuya capacidad de descarga sea igual o superior al caudal de fluido que ingresa en el recipiente (caudal de entrada).
- Se debe comprobar que la presión de tarado, el diámetro de conexión y las condiciones del fluido sean adecuados, junto con la presión de diseño del recipiente.
Cómo protege la válvula de seguridad un recipiente a presión
En un recipiente a presión, la presión interna puede seguir aumentando debido al calentamiento o al suministro externo. Cuando la válvula de seguridad alcanza la presión de tarado previamente establecida, la presión interna vence la fuerza del muelle que empuja el obturador, la válvula se abre y libera el fluido. Cuando la presión interna disminuye, la válvula vuelve a cerrarse y mantiene el recipiente dentro del rango de presión normal.
Que toda esta secuencia de actuación se produzca de forma fiable a la presión prevista es la premisa de la “seguridad”. La regla básica es establecer la presión de tarado dentro de un rango que no supere la presión de diseño del recipiente (presión máxima de servicio) y, una vez fijada correctamente, se exige no modificarla a la ligera por criterio del personal de campo.
Capacidad de descarga y criterios de selección
La capacidad de descarga se considera tomando como referencia el “caudal de entrada”
La capacidad de descarga es la cantidad de fluido que la válvula de seguridad puede evacuar por unidad de tiempo. Lo primero que se comprueba en la selección es el caudal de entrada máximo previsto para ese recipiente (la cantidad generada en el caso del vapor o la cantidad suministrada en el caso del gas). Si la capacidad de descarga de la válvula de seguridad es inferior a este caudal de entrada, aunque la válvula se abra no se logrará contener el aumento de la presión interna. Por el contrario, si se asegura la cantidad necesaria, se puede limitar la presión interna en torno a la presión de tarado.
Por ello, en la selección se utilizan los diagramas de caudal de descarga o las fórmulas de cálculo del catálogo para elegir el modelo y el diámetro que satisfagan la cantidad necesaria en las condiciones de presión de tarado, tipo de fluido y temperatura.
Ajustar la presión de tarado, el diámetro y las condiciones del fluido
Aunque la capacidad de descarga sea suficiente, si la presión de tarado, el diámetro de conexión o el fluido en cuestión no son los adecuados, no se podrá obtener el rendimiento previsto. La presión de tarado se fija en un valor igual o inferior a la presión de diseño del recipiente y, a la vez, suficientemente superior a la presión normal de funcionamiento. El diámetro de conexión se determina a partir de la capacidad de descarga necesaria: si el diámetro es demasiado pequeño, la evacuación no da abasto, mientras que un diámetro excesivo también puede afectar a la estabilidad de la actuación.
Dado que el modelo adecuado y el cálculo de la cantidad necesaria varían según si el fluido es vapor, aire, agua u otro gas, seleccionar la válvula tras ordenar las condiciones reales de funcionamiento contribuye a la seguridad.
Puntos que suelen pasarse por alto al seleccionar
Si la contrapresión (la presión que actúa en el lado de descarga) o la resistencia de la tubería de descarga son elevadas, es posible que no se pueda evacuar la cantidad prevista. Además, la posición de instalación, la temperatura ambiente y las partículas extrañas contenidas en el fluido también influyen en la actuación. Los valores numéricos son únicamente orientativos bajo determinadas condiciones, por lo que es importante comprobar que coincidan con las condiciones reales de funcionamiento.
Preguntas frecuentes
Q1. ¿Cómo debo determinar la capacidad de descarga?
A1. En primer lugar, hay que conocer el caudal de entrada máximo hacia el recipiente. Se elige un modelo que satisfaga, bajo las condiciones de presión de tarado y de fluido, una capacidad de descarga capaz de evacuar esa cantidad o más. Los diagramas y las fórmulas de cálculo del catálogo sirven de orientación.
Q2. ¿La presión de tarado puede ser igual a la presión de diseño del recipiente?
A2. La regla básica es fijar la presión de tarado dentro de un rango que no supere la presión de diseño del recipiente (presión máxima de servicio). También se debe mantener una diferencia suficiente respecto a la presión normal de funcionamiento. Los detalles se comprueban conforme a las especificaciones del propio recipiente.
Q3. ¿Cuanto mayor es el diámetro de la válvula de seguridad, más segura es?
A3. No necesariamente. El diámetro se determina a partir de la capacidad de descarga necesaria, y un diámetro excesivo puede afectar a la estabilidad de la actuación. Es importante elegir un diámetro acorde con las condiciones.
Q4. ¿Se puede usar la misma válvula de seguridad para vapor y para aire o gas?
A4. Según el fluido varían el cálculo del caudal de descarga necesario y el modelo adecuado. La selección se realiza tras comprobar el fluido que se va a utilizar realmente y las condiciones de temperatura y presión.
Q5. ¿Es correcto modificar durante el funcionamiento una presión ya establecida?
A5. Como la presión de tarado es un valor fijado con la premisa de proteger el recipiente, se evita modificarla a la ligera en campo. Si cambian las condiciones de funcionamiento, se revisan de nuevo desde las condiciones de selección.
Q6. ¿Cómo debe plantearse en entornos con contrapresión elevada?
A6. Si la contrapresión del lado de descarga o la resistencia de la tubería son elevadas, es posible que no se pueda evacuar la cantidad prevista. Se estudian el modelo y el diámetro teniendo en cuenta el efecto de la contrapresión.
Resumen
La válvula de seguridad de un recipiente a presión garantiza la seguridad combinando la “actuación fiable a la presión de tarado” con una “capacidad de descarga que supere el caudal de entrada”. En la selección, lo básico es comprobar el caudal de entrada máximo, la presión de tarado, el diámetro de conexión y las condiciones del fluido, junto con la presión de diseño del recipiente. Dado que los valores son orientativos bajo determinadas condiciones, asegúrese siempre de verificar su coherencia con las condiciones reales de funcionamiento.
En casos como “no sé cómo obtener la capacidad de descarga necesaria”, “conozco el caudal de entrada pero no puedo determinar el diámetro adecuado” o “quiero seleccionar un producto equivalente a la válvula de seguridad ya instalada”, consulte con Yoshitake tras ordenar las condiciones de funcionamiento. Le ayudaremos desde un punto de vista técnico con la selección del modelo según las condiciones de fluido, presión y recipiente.