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Válvulas de seguridad

Oil & Gas - Energía - Industrias

Válvulas de seguridad FAVRA Serie 5000

NPT

Introducción

Con más de 50 años de trayectoria en la región, FAVRA SAIC es hoy la empresa de mayor experiencia y prestigio de Argentina y América Latina en la fabricación y comercialización de válvulas de seguridad, válvulas manuales y torres de enfriamiento.

FAVRA es una empresa capaz de ofrecer hoy al mercado local válvulas de seguridad de excelente performance y por una particular combinación de experiencia, conocimiento y servicio pre y post venta.

Certificaciones y reconocimiento internacional

FAVRA ha obtenido numerosas certificaciones, como la del CE-PED y la del NATIONAL BOARD (ASME Stamp 2000-2003).

En la actualidad, las válvulas de seguridad FAVRA están homologadas e instaladas en las plantas de las más importantes empresas de Oil & Gas de América Latina.

El catálogo que presentamos a continuación detalla las principales características de la nueva línea 5000 de válvulas de seguridad y alivio bridadas a resorte..

Descripción

Las válvulas de seguridad FAVRA diseño 5000 son del tipo de apertura total, y tobera total, actuadas por resorte, para uso en líquidos, gases o vapor de agua. El diseño de las toberas está en conformidad con lo señalado en la norma API 526.


El cierre se garantiza para un 90% de la presión de set, según lo dictado por API 527.


Las toberas y obturadores son lapidados a espejo, y controlados estrictamente mediante luz monocromática, para asegurar la perfecta estanqueidad.


Los vástagos son provistos con una pieza esférica que permite excelente performance en términos de estabilidad.


Las características y diseño de cada resorte se determinan mediante un soft de cálculo especialmente desarrollado, que contempla condiciones de servicio y distintos escenarios.

Componentes

Cuerpo

El cuerpo de la válvula está construido en acero al carbono ASTM A 216 WCB de alta calidad (material standard). Sin embargo, está disponible en distintos materiales para satisfacer los requerimientos de servicios y condiciones específicas. Las dimensiones de brida concuerdan con lo especificado por ANSI B 16.5. El espesor de pared de los cuerpos es mayor a 8 milímetros en todos los casos.

Tobera

Los perfiles de las toberas cuentan con un diseño aerodinámico para permitir rangos de descarga superiores. Las áreas de cada orificio de tobera concuerdan con lo exigido por API 526.

Las toberas son del tipo “full nozzle” (tobera total) y el material standard es el A 351 CF8M (AISI 316), con aporte de Stellite en la cara del asiento, la superficie del mismo es plana, lapidad y controlada mediante bandas de interferencia utilizando un lente y luz monocromática.

TOBERA AREA cm2 AREA in2
D 0.709 0.110
E 1.264 0.196
F 1.980
0.307
G 3.245 0.503
H 5.064 0.785
J 8.303
1.287
K 11.86 1.838
L 18.40
2.853
M 23.22 3.600
N 28.00
4.340
P 41.16 6.380
Q 71.29 11.050
R 103.22 16.000
T 167.74 26.000

Obturador

El obturador está montado en el porta obturador y una pieza esférica metálica entre ambas piezas permite la mayor movilidad durante el cierre de la válvula.

El mismo se sujeta al porta obturador mediante un simple anillo elástico, el cual brinda un encaje perfecto permitiendo un rápido y fácil mantenimiento.

Esta construido en acero Inoxidable ARMCO 17/4-PH, lo cual le otorga una dureza de 40/42 Rockwell “C”, además de una elevada resistencia a la corrosión y a la erosión.

Porta obturador

El concepto de un nuevo contorno, junto con el novedoso diseño de la tobera, permite un efecto aerodinámico muy eficiente al momento de la apertura.

Guía porta obturador

Este componente del TRIM es de gran importancia para la correcta operación de la válvula. Su función es alinear al vástago durante la operación. La fricción ocasionada por el deslizamiento en esta pieza puede afectar directamente el desempeño de la válvula. Por lo tanto, el rango entre el largo de guía y su diámetro es de 2.5 aproximadamente. El material de la guía porta obturador es acero inoxidable endurecido y rectificado. La diferencia de dureza entre el vástago y el porta obturador es de aproximadamente 150 Brinnel.

Fuelle de balanceo

El fuelle de balanceo tiene dos funciones:

  1. Por un lado minimiza la dependencia de la calibración de la válvula a la contrapresión existente (la contrapresión ya no afecta al seteo del dispositivo).
  2. Por otro lado, protege a la guía y al resorte del contacto con fluidos peligrosos o corrosivos, o que puedan ocasionar depósitos y trabar u obstaculizar el funcionamiento del TRIM.

Los fuelles pueden ser colocados en todas las válvulas bridadas diseño 5000 en todos los diámetros y series. El material del fuelle puede variar dependiendo de la aplicación, pero el material standard de los fuelles es el AISI 316L.

La instalación de fuelles de balanceo no requiere modificaciones particulares en la válvula.

Anillo de regulación

El anillo de regulación se usa con fluidos comprimibles (gases y vapores) para ajustar al mismo tiempo el recierre de la válvula y la sobrepresión, y prevenir el zapateo de los asientos (chattering).

Se conseja:

  • Anillo en posición inferior cuando se requiere un bajo recierre y una reacción menos brusca. Si el anillo es posicionado muy abajo, un zapateo severo puede ocasionarse en el área de los asientos, ya que el fluido necesitará una mayor sobrepresión para accionar la válvula.
  • Posicionar arriba el anillo si se requiere mayor velocidad de respuesta. Esto último se aconseja específicamente cuando la Planta trabaja con presiones muy cercanas a las del seteo de las válvulas de seguridad. Sin embargo, esto implica un largo recierre y abundante pérdida de producto.

Bonete

El bonete protege al resorte y al tornillo de ajuste del resorte de posibles golpes durante la operación. También brinda mayor seguridad para el personal durante las operaciones de prueba y mantenimiento. El bonete es generalmente cerrado, pero puede especificarse bonete abierto para la refrigeración del resorte en presencia de fluidos no peligrosos (aire y vapor de agua, por ejemplo).

Para las válvulas bridadas, el bonete (si se trata de bonete cerrado) está comunicado directamente con el cuerpo mediante un orificio a un lado de la guía porta obturador.

  • En válvulas diseño balanceado (con fuelle) el bonete posee un orificio al exterior. Este orificio puede ser roscado para la recuperación fluidos peligrosos, en el caso de la ruptura del fuelle.

Resorte

El resorte se sostiene mediante dos platillos que pivotean gracias a una guía esférica, evitando tensiones por torsión en el vástago y asegurando una perfecta distribución de la carga sobre el obturador.

Nuestros resortes garantizan una apertura precisa y constante a través del tiempo, ya que son seleccionados mediante software especial para cada fluido y presión de set requerida.

Para temperaturas mayores a 232 grados Celsius, se especifican resortes en aleaciones especiales.

La calibración se efectúa a temperatura ambiente. Cuando las válvulas operan a temperaturas mayores a los 100 grados Celsius, la presión de calibración se ajusta teniendo en cuenta las variaciones en la constante elástica debido a la misma.

La tabla siguiente se aplica:

TEMPERATURA DE SERVICIO °C PORCENTAJE DE INCREMENTO EN LA PRESION DE CALIBRACION
-268 / 100 -
101 / 230 2%
231 / 480 3%
481 / 538 4%

En el caso de trabajar con vapor saturado, se utiliza la siguiente tabla.

TEMPERATURA DE SERVICIO °C PORCENTAJE DE INCREMENTO EN LA PRESION DE CALIBRACION
0.5 / 7 2%
7.1 / 21 3%
21.1 / 70 4%
70.1 / 210 5%

Tornillo de ajuste del resorte

La función del tornillo de ajuste es la de regular la correcta tensión del resorte y la presión de calibración.

Una contratuerca traba al tornillo, evitando desajustes involuntarios.

Capuchón

Las válvulas de seguridad del diseño 5000 se proveen con capuchón roscado. El capuchón se provee precintado, para preservar la garantía del fabricante, respecto de la presión de calibración de fábrica.

La parte superior del capuchón se provee con un orificio roscado para la colocación de un cáncamo para el manipuleo e instalación de la válvula, o bien para la colocación de un tornillo de bloqueo.

Chapas identificatorias

Cada válvula se provee con una chapa identificatoria en acero inoxidable,  en la que se detallan características constructivas, características funcionales, y el número de matrícula para una correcta trazabilidad del dispositivo.

Definiciones

PRESION DE SET:
Esta  se define como el incremento de la presión estática a la entrada de la válvula en el cual se produce la primera descarga audible. También se puede definir como la presión manométrica de entrada a la cual la válvula de alivio de presión está seteada para abrir bajo las condiciones de servicio.
Esta NO depende de la posición del anillo de regulación de re-cierre.
 
La repetitividad en altas presiones de set se logra mediante un encaje esférico de baja fricción entre el obturador y el porta obturador, y un cuidado diseño de la guía porta obturador. El perfecto radio mecanizado en ambos extremos, las diferencias de dureza y rugosidad de las superficies de deslizamiento, reducen las fuerzas de fricción.

El recierre (la diferencia entre la presión de set y la presión de cierre, expresada como porcentaje de la presión de set), puede ser fácilmente ajustado posicionando el anillo de regulación hacia arriba o hacia abajo.  
El diseño de este anillo de regulación es tal que su efectividad es muy superior comparada a la de otros diseños actuales


VÁLVULA DE ALIVIO:
Es una válvula de alivio de presión cargada con un resorte, actuada por la presión estática aguas arriba de la válvula. La válvula abre normalmente en forma proporcional al incremento de presión por encima de la presión de apertura. Una válvula de alivio  se utiliza principalmente con fluidos incompresibles (líquidos).

VÁLVULA DE SEGURIDAD:
Es una válvula de alivio de presión cargada con un resorte, actuada por la presión estática aguas arriba de la válvula y caracterizada por la apertura rápida o acción  de “pop”. Una válvula de seguridad es normalmente utilizada con fluidos comprimiibles.

VÁLVULA DE SEGURIDAD Y ALIVIO:
Es una válvula de alivio de presión cargada con un resorte, que puede ser utilizada como válvula de seguridad o de alivio dependiendo de la aplicación.

ACUMULACIÓN:
Es el incremento de presión, por encima de la máxima presión admisible de operación del recipiente, durante la descarga a través del dispositivo de alivio de presión, expresado en unidades de presión o en porcentaje. Las máximas acumulaciones permitidas, son establecidas por lo códigos aplicables para contingencias de operación  y para contingencias de fuego

SOBREPRESIÓN:
Es el incremento de presión, por encima de la presión de set del dispositivo de alivio, expresado en unidades de presión o porcentaje de la presión de set Es coincidente con la acumulación, cuando el dispositivo de alivio está seteado a la máxima presión admisible de operación del recipiente.

PRESIÓN DE CIERRE:
Es el valor decreciente de presión estática de entrada, en el cual el obturador de la válvula restablece contacto con el asiento o al cual la alzada es cero.

“SIMMER”:
Es el escape visible o audible de fluido comprimible entre el obturador y el asiento, a una presión estática de entrada por debajo de la presión de set.


RECIERRE (BLOW-DOWN):

Es la diferencia entre la presión de set y la presión de cierre  de una válvula de alivio de presión, expresado en porcentaje de la presión de set o en unidades de presión.

CONTRAPRESIÓN:
Es la presión que existe a la salida de un dispositivo de alivio de presión, como resultado de la presión en el sistema de descarga.


CONTRAPRESIÓN ACUMULADA (BUILT-UP):
Es el incremento de presión en el colector de descarga de un sistema, que surge como resultado del flujo de fluido  a través de dicho colector, una vez que el dispositivo de presión abrió.

CONTRAPRESIÓN SOBREIMPUESTA (SUPERIMPOSED):
Es la presión estática que existe a la salida de un dispositivo de alivio de presión, en el momento en que se requiere que dicho dispositivo de presión opere. Es el resultado de la presión en el sistema de descarga, provenientes de otras fuentes  y puede ser constante o variable.

VALVULA DE ALIVIO DE PRESIÓN CONVENCIONAL:
Es una válvula de alivio de presión cargada con un resorte, cuyas características de desempeño, están directamente afectadas por cambios en la contrapresión de la válvula.

VALVULA DE ALIVIO DE PRESIÓN BALANCEADA:
Es una válvula de alivio de presión cargada con un resorte, que incorpora medios para minimizar el efecto de la contrapresión en las características de desempeño de la válvula.

PRESIÓN DE TEST DIFERENCIAL EN FRÍO:
Es la presión a la cual la válvula de alivio de presión es ajustada para abrir en el banco de pruebas. Esta presión incluye correcciones para las condiciones de contrapresión y temperatura de servicio.  

MÁXIMA PRESIÓN DE OPERACIÓN:
Es la máxima presión esperada durante la operación del sistema.

MÁXIMA PRESIÓN ADMISIBLE DE OPERACIÓN (M.A.W.P) :
Es la máxima presión manométrica permitida en la parte superior de un recipiente completo, en su posición de operación para una temperatura determinada. Esta presión está basada en cálculos para cada elemento de un recipiente, utilizando espesores nominales, excluyendo los espesores de metal adicional, por motivos de corrosión y cargas distintas de la presión. Esta presión es la base para determinar la presión de set de los dispositivos de alivio de presión que protegen al recipiente.

PRESIÓN MANOMÉTRICA DE DISEÑO:
Se refiere a, por lo menos, las condiciones más severas coincidentes de presión y temperatura. Esta presión puede utilizarse en vez de la máxima presión admisible de operación, cuando esta última no haya sido establecida. La presión manométrica de diseño debe ser igual o menor que la máxima presión admisible de operación.

Rasgos de diseño

El diseño particular de la cámara que se forma entre el porta obturador,  obturador, y anillo de regulación brinda una ventaja importante al momento de la descarga, y garantiza el alcance de una apertura total, aún en condiciones adversas.
Los contornos aerodinámicos de cada componente minimizan la disipación de la fuerza cinética. La apertura lograda en la sobrepresión no es afectada por la posición del anillo de regulación.

La presión de set se define como el incremento de la presión estática a la entrada de la válvula en el cual se produce la primera descarga audible.
Esta presión de set no depende de la posición del anillo de regulación de recierre.
 
La repetitividad en altas presiones de set se logra mediante un encaje esférico de baja fricción entre el obturador y el porta obturador, y un cuidado diseño de la guía porta obturador. El perfecto radio mecanizado en ambos extremos, las diferencias de dureza y rugosidad de las superficies de deslizamiento, reducen las fuerzas de fricción.

El recierre (la diferencia entre la presión de set y la presión de cierre, expresada como porcentaje de la presión de set), puede ser fácilmente ajustado posicionando el anillo de regulación hacia arriba o hacia abajo.  
El diseño de este anillo de regulación es tal que su efectividad muy superior comparada a la de otros diseños actuales.

El obturador se sujeta al portaobturador mediante un simple anillo elástico.

La estanqueidad de los asientos se logra mediante un preciso proceso de lapidado a espejo, controlado mediante luz monocromática.

La instalación de fuelles de balanceo no requiere modificaciones particulares en la válvula.

Hoja de Selección:

Nomenclatura:

Problemas y Soluciones:

Certificaciones

Dirección General de Defensa y Protección al Consumidor. Para consultas y/o denuncias ingrese aquí. Industrias Montefiore S.A. Fluodinamica S.A.