5 factores clave para dimensionar un regulador de presión
Los reguladores de presión son elementos clave en los sistemas de alta presión, utilizados comúnmente para controlar manualmente la presión de salida de un líquido, gas o vapor. Elegir el modelo adecuado para una aplicación específica puede ser una tarea complicada, debido a que se deben tener en cuenta múltiples factores y cada maquinaria y proceso requiere de un regulador en específico.
De manera general, hay cinco variables que se requieren para dimensionar un regulador de presión y calcular el coeficiente de flujo para el tamaño de la válvula que utilizan.
1. Presión aguas arriba
También conocida como presión de entrada o presión de suministro. Es la presión de entrada del regulador y puede provenir de un cabezal principal, con un valor específico o variable dentro de un rango. Cuando se trata de reguladores de alta presión pueden ser de más de 1,000 PSI o 69 bar. En caso de que se requiera reducir la menos de 100 PSI o 6.9 bar es posible que requieran de dos reguladores para que el proceso se realice en dos etapas.
2. Presión aguas abajo
También conocida como punto de ajuste o rango de presión de control o de salida. Es el valor de la presión a la que saldrá el flujo una vez que pasa por el regulador reductor de presión. Los niveles de presión de salida pueden ser específicos, por ejemplo 3 bar, para aplicaciones donde se requiere una presión constante; o pueden estar dentro de un rango, por ejemplo 0 a 1.5 bar, y puede controlarse la salida para que sea lo menos fluctuante posible y ajustarse en cualquier momento dentro del rango operativo.
La diferencia entre la presión aguas arriba y aguas abajo se denomina «caída de presión» o «diferencial de presión».
3. Rango de flujo (mínimo, máximo y normal)
Al momento de elegir un regulador para los sistemas de alta presión, es necesario que se dimensione en un mínimo de tres puntos separados para obtener el rango de requisitos de flujo del gas, líquido o vapor: máximo, normal y mínimo. Esto les da un factor de seguridad operacional para evitar accidentes y que se mantenga siempre una presión constante.
Si el regulador es demasiado grande no operará adecuadamente y pueden consumir mayor energía o habrá pérdidas no calculadas de presión; por el contrario, si es insuficiente, el riesgo de un accidente, daños en el regulados y equipos, entre otros inconvenientes es muy alto.
4.Temperatura (mínima y máxima)
La temperatura puede afectar el coeficiente de flujo requerido. Tengan en cuenta que la temperatura no afecta al coeficiente de flujo tanto como la presión y el flujo, pero si es un factor clave que debes tener en cuenta.
De igual manera, los cambios en la temperatura pueden afectar la calidad y durabilidad de los reguladores, ya que sus materiales están fabricados para operar dentro de un rango de temperatura. Evalúen cuál es la temperatura máxima y mínima que alcanzarán los procesos para evitar cualquier tipo de accidente.
5. Tipo de fluido
Por último, deben determinar qué fluido pasará por el regulador. Por lo general todos los reguladores funcionan para determinados líquidos, gases o vapores con una misma propiedad química. Comprendan que las fórmulas de dimensionamiento son diferentes para cada tipo de fluido. Por ejemplo, la fórmula para la caída de presión crítica es diferente a la caída de presión no crítica para los gases. Para el vapor, debe saber si es vapor saturado o sobrecalentado (temperatura más alta).
Además, cada fluido tiene una composición química diferente que puede ser más o menos corrosiva, lo que puede dañar a los reguladores si no son de los materiales adecuados. Para los fluidos altamente corrosivos, se suele utilizar acero inoxidable, un metal muy resistente, duradero y con un bajo nivel de corrosión.
Seleccionar un regulador para los sistemas de alta presión sin tener en cuenta los datos precisos de estas cinco variables puede llevar a accidentes, daños en el sistema o problemas operativos. Tengan en cuenta que cambiar cualquiera de los valores anteriores podría llevarlo a un regulador completamente diferente, por lo que es importante que el análisis lo haga un especialista.
Después de dimensionar estos factores, el siguiente paso es seleccionar sus reguladores de alta presión con base en los siguientes criterios:
- Tamaño de línea
- Compatibilidad de materiales
- Tipo de conexión
- Precisión requerida
- Capacidad de cierre (asiento metálico frente a asiento resiliente)
- Operado directamente vs operado por piloto
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