El atasco de válvulas y el par de funcionamiento excesivo son consideraciones importantes en la automatización de procesos químicos. Las válvulas de bola, las válvulas de mariposa y otras válvulas de cuarto de vuelta pueden experimentar cambios en la resistencia de funcionamiento debido a impurezas, condiciones mecánicas, variación de presión o cambios dentro de la válvula después de un servicio prolongado.
Si se selecciona un actuador eléctrico sin considerar el par real de la válvula, las cargas mecánicas anormales pueden afectar tanto a la válvula como al mecanismo de accionamiento. Por esta razón, el dimensionamiento del par del actuador eléctrico y la protección contra sobrepar deben evaluarse conjuntamente al seleccionar actuadores para sistemas de procesamiento químico.
Por qué el tamaño de la válvula por sí solo no es suficiente para la selección del actuador
El diámetro nominal de la válvula es útil como referencia inicial, pero no determina directamente el par de actuación requerido.
Según la documentación del producto DCL, las válvulas del mismo tipo y tamaño nominal pueden tener diferentes pares de funcionamiento debido a la tecnología de fabricación, el material de la válvula, el medio de proceso, las condiciones del sitio y la fluctuación de la presión. Por lo tanto, la documentación recomienda seleccionar el actuador de acuerdo con los datos de par reales proporcionados por el fabricante de la válvula y aplicar un factor detolerancia de par aproximado de 1,1-1,3.
Para válvulas de bola y válvulas de mariposa de la industria química, este método de dimensionamiento basado en el par proporciona una base de ingeniería más útil que la selección de un actuador solo por tamaño DN.
¿Qué parámetros de par se deben verificar?
Un proceso de selección práctico debe considerar:
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par de funcionamiento normal de la válvula;
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par de arranque o de ruptura;
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presión y medio del proceso;
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par de salida nominal y par máximo del actuador;
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la necesidad de protección contra sobrepar.
La gama de actuadores eléctricos a prueba de explosiones DCL cubre modelos desde DCL-Ex05 hasta DCL-Ex300, con un par de salida estándar de aproximadamente 50 Nm a 3000 Nm. El DCL-Ex300 proporciona un par de salida estándar de 3000 Nm y un par máximo especificado de 3900 Nm.
Esta gama permite basar la selección del actuador en los requisitos de par reales de la válvula en lugar de un único tamaño estándar.
¿Cómo aborda la protección contra sobrepar el atasco de válvulas?
Las tuberías químicas pueden transportar medios que contienen impurezas o materiales extraños. Bajo ciertas condiciones de funcionamiento, esto puede aumentar la resistencia de la válvula o hacer que se atasque.
La documentación de DCL describe una Función de Protección contra Sobrepar opcional. Si la resistencia de la válvula provoca que el par de salida del actuador aumente hasta un valor crítico preestablecido, el interruptor de par puede desconectar el circuito de accionamiento para reducir el riesgo de cargas anormales continuas en la válvula y el actuador.
Por lo tanto, esta función puede considerarse para aplicaciones en las que el atasco de válvulas o los aumentos inesperados de par forman parte de la evaluación de riesgos operativos.
Sin embargo, la protección contra sobrepar no debe reemplazar el dimensionamiento correcto del actuador. Un actuador subdimensionado puede alcanzar repetidamente su umbral de protección, mientras que un actuador con un par innecesariamente alto puede imponer una carga mecánica excesiva en la válvula en condiciones anormales.
Los requisitos para áreas peligrosas deben verificarse al mismo tiempo
El par es solo una parte de la selección del actuador en una planta química. La clasificación de áreas peligrosas puede ser igualmente importante.
La documentación del actuador eléctrico a prueba de explosiones DCL enumera la protección ATEX/IECEx, incluido Ex db h IIC T4 Gb. Bajo el sistema CSA, las clasificaciones incluyen Clase I, División 1, Grupos C y D T5/T6 y Clase I, Zona 1, AEx db IIC T5/T6 Gb. La serie a prueba de explosiones se especifica con una carcasa IP68 y un rango de temperatura ambiente de -25 °C a +55 °C.
Por lo tanto, los ingenieros deben verificar conjuntamente la clasificación de áreas peligrosas, el alcance de la certificación, el par, la protección de la carcasa y las condiciones ambientales.
Las aplicaciones de modulación también requieren rendimiento de control
Los procesos químicos que regulan el flujo, la presión, la temperatura o el nivel de líquido pueden requerir posicionamiento proporcional de la válvula en lugar de un simple control de apertura/cierre.
Los actuadores a prueba de explosiones de modulación DCL Tipo E/GEY aceptan señales de entrada de 4-20mA CC, 1-5V CC o 2-10V CC y proporcionan retroalimentación de posición de 4-20mA CC. El error básico documentado no es superior a ±1%, mientras que el error de repetición no es superior a 1%.
Estos valores proporcionan criterios medibles al evaluar un actuador para un bucle de control de procesos.
Seleccione el actuador según las condiciones de funcionamiento completas
La selección del actuador eléctrico para válvulas químicas debe ir más allá de la simple pregunta de "¿Cuánto par se requiere?"
Una secuencia más completa es: par real de la válvula → tolerancia de par → riesgo de atasco → protección contra sobrepar → clasificación de área peligrosa → señales de alimentación y control → condiciones ambientales.
La gama a prueba de explosiones DCL combina par de salida estándar de 50-3000 Nm, protección IP68, protección opcional contra sobrepar y opciones de control de modulación de 4-20mA. Estas especificaciones permiten basar la selección en requisitos operativos medibles en lugar de afirmaciones generales sobre rendimiento o fiabilidad.