Actuadores Eléctricos Clase I División 1 para Automatización de Válvulas de Petróleo y Gas en Norteamérica
Las instalaciones de producción, almacenamiento, transporte por tuberías y refinación de petróleo y gas a menudo contienen áreas donde pueden estar presentes gases o vapores inflamables. Los motores eléctricos, interruptores y componentes electrónicos pueden generar calor o chispas eléctricas, por lo que la selección de un actuador de válvula para estas ubicaciones requiere más que comparar el par y la velocidad de operación.
Los ingenieros deben verificar la clasificación de área peligrosa, el grupo de gas, la clase de temperatura, la protección de ingreso, el par de la válvula y los requisitos de control antes de especificar un actuador eléctrico a prueba de explosiones.
Por qué la Clase I División 1 es importante
Según el sistema norteamericano de ubicación peligrosa, la Clase I identifica áreas que contienen gases o vapores inflamables. La División 1 indica que pueden existir concentraciones peligrosas de forma continua, periódica o durante la operación normal. Los Grupos C y D cubren gases representativos como el etileno y el propano.
Un actuador utilizado en estas ubicaciones debe llevar una certificación y una marca de protección que coincida con la clasificación del proyecto. Un actuador exterior estándar no puede reemplazar a un actuador eléctrico Clase I División 1 simplemente porque su carcasa tenga una clasificación IP67 o IP68.
Una clasificación IP describe la protección contra la entrada de polvo y agua. La certificación a prueba de explosiones aborda si el equipo eléctrico puede convertirse en una fuente de ignición en la atmósfera peligrosa circundante. Ambos requisitos pueden ser relevantes, pero sirven para propósitos diferentes.
Factores clave de selección para aplicaciones de petróleo y gas
Confirmar la clasificación del área
El primer paso es revisar la Clase, División, Grupo y código de temperatura especificados. La gama de actuadores a prueba de explosiones DCL lleva marcas norteamericanas que incluyen Clase I, División 1, Grupos C y D, T5/T6, así como Clase I, Zona 1, AEx db IIC T5/T6 Gb.
T5 y T6 representan diferentes límites máximos de temperatura superficial. El código de temperatura correcto debe seleccionarse de acuerdo con el medio del proceso, su temperatura de ignición y los documentos de certificación aplicables. El término general "a prueba de explosiones" no es suficiente para la aprobación final de ingeniería.
Calcular el par de la válvula con una tolerancia
El par de salida del actuador debe superar el par máximo de operación de la válvula en condiciones de proceso reales. El tamaño de la válvula, la presión diferencial, el diseño del sello, la viscosidad del fluido, los depósitos y los largos períodos sin operación pueden aumentar el par necesario para abrir o cerrar una válvula.
La serie DCL-Ex cubre pares de salida estándar de 50 a 3000 Nm. Su documentación de producto recomienda seleccionar un actuador con aproximadamente 1.1 a 1.3 veces el par de la válvula suministrado por el fabricante de la válvula. Esta tolerancia puede acomodar variaciones operativas, pero no debe reemplazar un cálculo de par específico del proyecto.
Definir la señal de control y la posición en caso de pérdida de energía
Las válvulas de petróleo y gas pueden realizar funciones de aislamiento, parada o control de flujo. Los actuadores de encendido/apagado son adecuados para operaciones de apertura y cierre completos. Las versiones modulantes pueden aceptar comandos de 4-20 mA, 1-5 VCC o 2-10 VCC y proporcionar una señal de retroalimentación de posición de 4-20 mA.
Donde una válvula debe moverse a una posición definida después de un corte de energía, se debe especificar un módulo opcional a prueba de fallas. La posición de seguridad se puede configurar como completamente abierta, completamente cerrada o la posición actual. Este sistema utiliza un supercondensador o una batería en lugar de un mecanismo de retorno por resorte mecánico.
Verificar las condiciones ambientales y de montaje
También se deben verificar la clasificación de la carcasa, la temperatura ambiente, las entradas de cable y la interfaz de la válvula. Los actuadores eléctricos a prueba de explosiones DCL tienen una clasificación de carcasa IP68, un rango de temperatura ambiente especificado de -25 °C a +55 °C y opciones de montaje directo ISO 5211.
IP68 admite un nivel definido de protección contra la entrada de polvo y agua, pero la literatura del producto no especifica una profundidad o duración de inmersión continua. Por lo tanto, el actuador no debe describirse como adecuado para servicio subacuático permanente sin confirmación técnica adicional.
Gama de actuadores eléctricos a prueba de explosiones DCL
La gama DCL-Ex incluye los modelos Ex05, Ex10, Ex20, Ex40, Ex60, Ex100, Ex200 y Ex300, con un par de salida estándar de 50 a 3000 Nm. Las configuraciones disponibles incluyen control de encendido/apagado, retroalimentación de posición y control modulante. Las funciones opcionales incluyen comunicación Modbus, protección contra sobrepar, un calentador anticondensación y retorno a prueba de fallas.
Para un proyecto de petróleo y gas en Norteamérica, la selección debe comenzar con la clasificación de área peligrosa, seguida del par de la válvula, la fuente de alimentación, la señal de control, el tiempo de operación y la posición de seguridad requerida. Un actuador eléctrico Clase I División 1 es adecuado solo cuando su certificación, configuración del modelo y condiciones de instalación coinciden con la aplicación.