Las válvulas de bola, las válvulas de mariposa y las válvulas de tapón en las instalaciones de procesamiento químico pueden volverse difíciles de operar debido a medios cristalizados, depósitos sólidos, sellos envejecidos o largos períodos sin movimiento. Si un actuador eléctrico continúa aplicando torque después de que la válvula se ha detenido, el vástago de la válvula, el asiento, la caja de engranajes y el motor pueden estar expuestos a una carga mecánica excesiva.
Por lo tanto, la selección de un actuador de válvula para plantas químicas requiere más que igualar el tamaño nominal de la válvula. Los ingenieros deben evaluar el torque de la válvula, las condiciones del proceso, la frecuencia de operación y la necesidad de protección contra sobretorque.
Los medios químicos pueden ser viscosos, corrosivos, cargados de partículas o propensos a la cristalización. Los cambios de temperatura también pueden causar diferentes niveles de expansión en el cuerpo de la válvula, el vástago y los materiales de sellado.
Las causas comunes de atasco de válvulas incluyen:
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Material extraño atrapado en el asiento de la válvula;
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Depósitos sólidos o medios de proceso cristalizados;
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Sellos hinchados, envejecidos o dañados;
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Mayor torque de arranque después de largos períodos de inactividad;
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Cambios en la presión diferencial a través de la válvula.
Estas condiciones pueden aumentar el torque de operación real por encima del valor de diseño original. Por lo tanto, seleccionar un actuador solo por el diámetro de la válvula puede resultar en un torque insuficiente o un sistema de accionamiento innecesariamente sobredimensionado.
Un actuador eléctrico con protección contra sobretorque puede responder cuando el torque de salida alcanza un valor crítico preestablecido. Si la válvula se atasca debido a escombros o una falla mecánica, el mecanismo de protección interrumpe el circuito del motor en lugar de permitir que el actuador continúe cargando la válvula.
Esta función ayuda a limitar el estrés prolongado en el vástago de la válvula, el asiento y la transmisión del actuador. No elimina la obstrucción ni reemplaza el mantenimiento preventivo, pero puede evitar que el actuador funcione repetidamente contra una válvula detenida.
El umbral de protección no debe establecerse por debajo del torque requerido para la operación normal de la válvula. Una configuración demasiado baja puede causar disparos no deseados, mientras que una configuración excesivamente alta puede proporcionar una protección mecánica insuficiente.
Se debe revisar el torque máximo de operación o de arranque del fabricante de la válvula junto con el medio de proceso, la presión diferencial, la temperatura y el ciclo de operación. La documentación de DCL recomienda una tolerancia de dimensionamiento del actuador de aproximadamente 1.1 a 1.3 veces el torque de prueba de la válvula. Esta es una referencia de selección en lugar de un sustituto de un cálculo de torque específico de la aplicación.
No todas las ubicaciones en una planta química están clasificadas como peligrosas. Donde puedan estar presentes gases o vapores inflamables, los ingenieros deben confirmar la Clase, División, Grupo y código de temperatura requeridos.
Los actuadores eléctricos a prueba de explosiones de DCL tienen clasificaciones que incluyen Clase I, División 1, Grupos C y D, T5/T6, y Clase I, Zona 1, AEx db IIC T5/T6 Gb. La serie tiene una clasificación de cerramiento IP68 y un rango de temperatura ambiente declarado de -25 °C a +55 °C.
Para sistemas de servicios públicos exteriores ubicados en áreas confirmadas no peligrosas, puede ser apropiado un actuador eléctrico a prueba de intemperie. La gama a prueba de intemperie de DCL tiene una clasificación IP67 de serie, con IP68 disponible como opción. Una clasificación de protección contra la entrada no reemplaza la certificación para ubicaciones peligrosas.
Las válvulas de aislamiento generalmente requieren operación de encendido/apagado. Las válvulas utilizadas para regular el flujo, la presión o la temperatura pueden requerir un actuador modulante con control de posición analógico.
Las configuraciones modulantes de DCL aceptan señales de entrada de 4–20 mA, 1–5 VCC o 2–10 VCC y proporcionan retroalimentación de posición de 4–20 mA. La comunicación Modbus, la protección contra sobretorque y los calentadores anticondensación están disponibles en configuraciones seleccionadas y deben especificarse durante la selección del modelo.
La gama a prueba de explosiones de DCL proporciona un torque de salida estándar de 50 a 3000 Nm para válvulas de cuarto de vuelta en ubicaciones peligrosas. La gama a prueba de intemperie cubre un torque de salida estándar de 16 a 3000 Nm para tuberías exteriores y sistemas de proceso auxiliares en áreas no peligrosas.
Un proceso de selección práctico debe confirmar la clasificación del área, el torque máximo de la válvula, la tolerancia de dimensionamiento, el tiempo de operación, la fuente de alimentación, la señal de control y las funciones de protección opcionales. La protección contra sobretorque es más efectiva cuando se combina con un dimensionamiento correcto del actuador, un mantenimiento adecuado de la válvula y una respuesta definida a los disparos de torque.