¿Cómo estimar el torque necesario para operaciones de válvulas en toda seguridad?

11 March 2024

En las operaciones de válvulas, especialmente con válvulas subterráneas de características inciertas, el tema crítico de alinear las capacidades de torque de un actuador con el Torque Máximo Permisible del Vástago (MAST) de la válvula se descuida a menudo.

. Este descuido puede parecer menor, pero afecta significativamente el funcionamiento suave y seguro de las válvulas industriales.


¿Por qué las válvulas manuales a veces requieren más torque del que se puede aplicar manualmente?

Las válvulas manuales pueden atascarse, requiriendo más torque del que se puede aplicar a mano.

En tales casos, los usuarios pueden aumentar el torque aplicado usando una barra más larga o una llave inglesa. El torque producido por una fuerza aumenta con un mayor brazo de palanca.

Por lo tanto, al diseñar cualquier válvula que requiera una cantidad significativa de torque para funcionar, los estudios de datos indican que se deben usar volantes más grandes. Por ejemplo, el accionamiento manual de válvulas usando llaves en F y barras puede requerir mucho tiempo, trabajo y ser arriesgado, dependiendo de factores como el tamaño y el estado de la válvula.

Los riesgos incluyen:

 

✔️Apriete excesivo: Las llaves F pueden aplicar un torque excesivo, arriesgando dañar los componentes de la válvula al exceder los límites de MAST.

✔️Falta de retroalimentación: Las llaves F no ofrecen información sobre el de torque aplicado, lo que impide a los operarios evaluar con fiabilidad los márgenes establecidos por el MAST y la integridad de la válvula.

✔️Falta de medición: Las llaves F carecen de medición de torque, lo que dificulta asegurar que el torque permanezca dentro de los límites establecidos por el MAST, lo que es crucial para evaluar el estado de la válvula y las necesidades de mantenimiento.

 
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Antes de evaluar las ventajas de los actuadores portátiles para válvulas, veamos un ejemplo de válvulas en el suministro de agua:


Torque Máximo de Resistencia (MTS): 

El MTS es un parámetro crítico para la operación de válvulas, especialmente en escenarios desafiantes.
La Norma Europea EN 1074-2 describe varios aspectos de las válvulas de suministro de agua, especificando características, requisitos y procedimientos de prueba aplicables a instalaciones tanto enterradas como sobre el suelo. Algunos de los requisitos se ilustran en el ejemplo a continuación:   

Ejemplo para Válvulas de Compuerta: 

Para las válvulas de compuerta, el MTS se define como 3 veces el torque máximo de operación (MOT).
El MOT para las válvulas de compuerta se calcula como 1 vez el diámetro nominal (DN) en newton-metros (Nm).


Para un DN100 de una válvula de compuerta: 
MOT = 100 Nm 
MAST = 300 Nm


Ejemplo para Válvulas de Mariposa: 

Las válvulas de mariposa tienen una especificación de MOT diferente. El MOT para las válvulas de mariposa es de 125 Nm, independientemente del diámetro de la válvula (Ø). 
Debido a este MOT fijo, las válvulas de mariposa a menudo están equipadas con una caja de engranajes para manejar el torque requerido. 
Desafortunadamente, la información específica sobre el MTS para las válvulas de mariposa no está disponible fácilmente, ya que puede variar según factores de diseño.



💡Consideraciones importantes:
Al tratar con MTS, recuerde que se refiere al torque en el eje de la válvula.

Entonces, ¿qué pasa con el torque?

El torque es la fuerza necesaria para girar un vástago de válvula, ya sea abriendo o cerrando la válvula. Estimar el torque correcto es crucial para seleccionar el actuador adecuado para un sistema de válvula.

 

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➡️Torque de Ruptura: La fuerza mínima de empuje requerida para abrir la válvula contra el flujo y la presión, lo que requiere un mecanismo de liberación del actuador capaz de especificar este mínimo.

➡️Torque de carrera (dinámico): El torque aplicado durante el movimiento contra la fricción de la unión, determinando el ángulo en el que se asienta el pivote del actuador, crucial para los diseños variables.

 

La fuerza retrógrada mínima necesaria para reubicar la válvula de bola en posición cerrada, que puede diferir significativamente del Torque de Ruptura debido al flujo activo dentro de la válvula.

Importancia del Torque Correcto del Actuador:


✔️Torque insuficiente: Si un actuador carece de la fuerza necesaria para girar el vástago de la válvula, ésta no se abrirá completamente y puede atascarse a medio camino.
✔️Torque excesivo: Una fuerza excesiva puede dañar tanto la válvula como el sistema.

Características de torque de las válvulas:

Los diferentes tipos de válvulas tienen requisitos de torque distintos basados en su aplicación, diseño y propósito:

 

✔️Válvulas de mariposa: Requieren una fuerza de giro importante para abrir o cerrar, pero una fuerza mínima para regular el flujo.
✔️Válvulas de bola con asiento metálico: Requieren una fuerza de giro considerable debido al contacto metal-metal de alta fricción.
✔️Válvulas de control: Normalmente necesitan más torque que las válvulas simples de apertura y cierre. Funcionan en condiciones variables de flujo y presión, lo que exige un control preciso.

 

💡Si la válvula tiene reductor, hay que tener en cuenta la relación de reducción al calcular el torque necesario.

 

 

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Definición de MAST: 

El Torque Máximo Permisible del Vástago (MAST) es el torque o empuje máximo que puede aplicarse a una válvula sin riesgo de daño, según lo especificado por el fabricante o proveedor de la válvula.  


Incluye todas las partes del accionamiento de la válvula entre el operador y el elemento de cierre, excluyendo el propio operador de la válvula (por ejemplo, caja de reducción o actuador).

Torque del actuador y MAST de la válvula:


El actuador, responsable del movimiento de la válvula (apertura o cierre), no debe exceder el MAST de la válvula en ningún punto durante el recorrido.
Esto se aplica tanto a las válvulas manuales como a las actuadas. Cuando se utilizan actuadores manuales (como actuadores portátiles o cajas de reducción), la preocupación por exceder el MAST es generalmente menos pronunciada debido a los niveles de torque más bajos.

Válvulas manuales de cuarto de vuelta:


Las válvulas manuales de cuarto de vuelta se utilizan comúnmente en aplicaciones en las que no se dispone de energía o en las que se desean mecanismos a prueba de fallos. En estos casos, es posible que los usuarios deseen aumentar el torque utilizando un mango más largo o una llave inglesa.

 

Entonces ¿Por qué no realizar operaciones manuales de válvulas con actuadores portátiles? 

Un actuador portátil para válvulas es una herramienta versátil que puede ser muy eficaz para abrir o desatascar válvulas en diversos entornos industriales. En ocasiones, las válvulas pueden bloquearse o atascarse por diversos motivos, como óxido, corrosión, acumulación de residuos, fallos mecánicos u otros problemas.

 

Algunas ventajas del uso de actuadores portátiles:

 

🔵Garantía de seguridad: Torque juega un papel crucial para garantizar la seguridad del operador durante las operaciones manuales de válvulas. La capacidad de abrir o cerrar rápidamente las válvulas directamente en situaciones críticas es esencial para mitigar los riesgos.


🔵Mejora de la eficiencia: Los actuadores portátiles mejoran las operaciones manuales al proporcionar eficiencia y flexibilidad. Su rápida configuración y su manejo preciso permiten responder con rapidez a las emergencias.


🔵Adaptabilidad y flexibilidad: Mientras que la automatización ofrece eficiencia, las operaciones manuales proporcionan adaptabilidad. Los actuadores portátiles amplían el radio de acción del operario, permitiendo ajustes rápidos y una puesta a punto en función de los requisitos cambiantes.


🔵Mantenimiento y diagnóstico: El mantenimiento periódico es vital para la gestión de activos. Las operaciones manuales de las válvulas, junto con los actuadores portátiles, facilitan las inspecciones visuales directas, lo que ayuda a detectar posibles problemas o daños.


🔵Retroalimentación táctil: Las operaciones manuales permiten a los operadores confiar en habilidades táctiles y recibir retroalimentación sensorial directa, garantizando respuestas rápidas y precisas a las condiciones de operación. Los actuadores portátiles mantienen esta conexión sensorial mientras eliminan la necesidad de esfuerzo físico. 

 

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💡También debe tener en cuenta el torque máximo que admite su válvula y/o su volante para asegurarse de que el torque máximo desarrollado por el actuador no supere el torque admisible. Si éste es el caso, considere la opción de "limitador de torque" disponible para todos nuestros modelos.

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El rendimiento eficiente y confiable de las válvulas depende de una gestión adecuada del torque. Por otra parte, la no adecuación de las capacidades de torque de los actuadores a las especificaciones MAST puede provocar interrupciones operativas y un aumento de los costes de mantenimiento de los sistemas de válvulas industriales. 

 


Como fabricante de actuadores portátiles para válvulas, mantenemos una estrecha comunicación con ingenieros y operarios sobre el terreno, lo que nos permite estar en estrecha sintonía con sus principales preocupaciones. Al fomentar el diálogo y la colaboración continuos, obtenemos información valiosa sobre los desafíos y preocupaciones a los que se enfrentan estos profesionales en diversas aplicaciones.

 


Nuestro enfoque proactivo nos permite abordar sus necesidades y preferencias específicas a la hora de diseñar y desarrollar actuadores de válvulas portátiles.

Tanto si se trata de garantizar la compatibilidad con diferentes tipos de válvulas, de abordar las preocupaciones sobre los requisitos de torque y los factores de seguridad, o de proporcionar soluciones prácticas para el funcionamiento manual de las válvulas, nos esforzamos por ofrecer soluciones a medida que satisfagan las demandas de las aplicaciones del mundo real.

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Sandra Noël
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