Nombre del autor: Bruce Zheng
Función del autor: Cofundador e ingeniero de válvulas en NTGD Valve
Biografía del autor: Bruce Zheng es cofundador e ingeniero de válvulas en NTGD Valve, donde se dedica a la selección y aplicación de válvulas industriales, así como a la elaboración de contenido técnico para compradores B2B de todo el mundo.
Última actualización: 14 de julio de 2026
Respuesta rápida
La presión de apertura de la válvula de retención es la presión diferencial mínima en sentido directo a partir de la cual comienza el primer flujo detectable en sentido directo. Es la diferencia entre la presión aguas arriba y la presión aguas abajo, no solo la presión aguas arriba.
En la mayoría de los debates técnicos generales, presión de apertura de la válvula de retención se refiere al mismo umbral inicial de apertura. Sin embargo, en una ficha técnica formal, la “presión de apertura” puede definirse como el primer movimiento, el primer flujo detectable, una elevación específica de la válvula u otra condición de flujo. Por lo tanto, es necesario confirmar la definición y los criterios de prueba antes de comparar los valores de diferentes válvulas.
El hecho de alcanzar la presión de apertura no significa que la válvula esté completamente abierta o que pueda dejar pasar el caudal de diseño. Una válvula que opera solo ligeramente por encima de su umbral de apertura puede permanecer apenas abierta, lo que genera una alta resistencia al flujo, un movimiento inestable, vibraciones o un desgaste acelerado del asiento.
No existe una presión de apertura óptima universal. El valor seleccionado debe permitir una apertura confiable con el diferencial mínimo disponible en el sistema, al tiempo que garantice un funcionamiento estable con flujo mínimo, el cierre, el resellado y el rendimiento requerido en cuanto a fugas.
¿Qué es la presión de apertura de una válvula de retención?
La presión de craqueo como presión diferencial de avance
Una válvula de retención permanece cerrada hasta que la fuerza generada por la presión diferencial en sentido de flujo sea suficiente para vencer las fuerzas que mantienen el elemento de cierre en su asiento.
La relación básica de presión es:
ΔP = P (aguas arriba) − P (aguas abajo)
La válvula comienza a abrirse cuando este diferencial genera suficiente fuerza de apertura para superar la resistencia al cierre correspondiente.
En cuanto a una definición de ingeniería desde una perspectiva externa, ScienceDirect describe presión de apertura: el diferencial de presión entre la parte aguas arriba y la parte aguas abajo en el que una válvula de retención comienza a abrirse.
Un valor de presión aguas arriba tiene poco sentido sin conocer al mismo tiempo la presión aguas abajo. Una presión alta aguas arriba no garantiza la apertura si existe una presión casi igual aguas abajo. Esta situación puede darse en sistemas de circuito cerrado, en líneas de descarga de bombas en paralelo o en tuberías conectadas a un recipiente aguas abajo que se encuentre elevado o presurizado.
Por el contrario, una presión de entrada relativamente baja puede ser suficiente cuando la presión de salida es mucho menor y el diferencial disponible supera el umbral de apertura.
Por lo tanto, la presión de agrietamiento debe considerarse como un parámetro de presión diferencial, y no como un valor de presión de entrada independiente.
Para conocer la secuencia completa de apertura y cierre automáticos, revisa cómo Una válvula de retención reacciona ante la diferencia de presión y el flujo inverso.
¿La presión de apertura es lo mismo que la presión de fisuración?
En muchas especificaciones de válvulas de retención, presión de apertura y presión de fisuración describen el mismo fenómeno general: el momento en que el elemento de cierre comienza a moverse y se puede detectar el flujo hacia adelante.
No se debe dar por sentado que sean perfectamente intercambiables en todas las hojas de datos. Un fabricante puede definir la presión de apertura como:
- el diferencial al primer flujo visible o detectable;
- el diferencial en el movimiento inicial del disco o de la válvula de asiento;
- la presión necesaria para alcanzar una apertura parcial específica;
- o la diferencia asociada a una posición operativa más estable.
Dos valores publicados solo deben compararse directamente cuando utilicen lo mismo:
- definición de parámetros;
- medio de prueba;
- orientación de la instalación;
- temperatura;
- criterio de detección de flujo;
- y la tolerancia indicada.
Un resultado basado en la primera burbuja de una prueba de flujo bajo no es equivalente a un resultado basado en un flujo sostenido o en una elevación definida de la válvula. La selección entre diferentes marcas o modelos no debe basarse únicamente en el número nominal.
De «Cerrado» a «Primera fisura», «Apertura parcial» y «Operación estable»
Una válvula de retención normalmente no pasa de estar completamente cerrada a estar completamente abierta en un solo evento binario. Es mejor entender su comportamiento como una progresión.
| Estado de la válvula | Condición del elemento de cierre | Condiciones de flujo | Pregunta relevante sobre ingeniería |
|---|---|---|---|
| Cerrado | El disco, la bola, la válvula de asiento, la placa o el pistón permanecen en su posición | No se prevé flujo hacia adelante | ¿Qué fuerzas mantienen la válvula cerrada? |
| Grieta inicial | El elemento de cierre comienza a levantarse o girar | Primer flujo hacia adelante detectable | ¿Se ha alcanzado el umbral de presión de fractura? |
| Apertura parcial | La apertura aumenta a medida que crecen el diferencial y el caudal | Flujo limitado o en desarrollo | ¿El funcionamiento es estable o la válvula está a punto de entrar en una condición propensa a la vibración? |
| Funcionamiento estable o en modo totalmente abierto | El elemento de cierre alcanza una posición operativa desplegada | Caudal normal de funcionamiento | ¿Cuál es la caída de presión de operación al caudal requerido? |
La presión de apertura solo confirma la transición de la posición cerrada a la apertura inicial. No determina el caudal en el momento de la primera apertura, el diferencial necesario para una apertura sustancial, la capacidad total de la válvula ni su caída de presión en condiciones normales de flujo.
Esas condiciones posteriores dependen de la curva de apertura de la válvula, su geometría, las fuerzas de flujo, el comportamiento del resorte y el rendimiento Cv o Kv. Una especificación que considere el cumplimiento de la presión de apertura como prueba de la capacidad de flujo puede aprobar una válvula que comience a abrirse, pero que no pueda permitir el flujo requerido sin un diferencial excesivo.
¿Qué determina la presión de apertura de una válvula de retención?
Precarga del resorte y otras fuerzas mecánicas de cierre
En una válvula de retención asistida por resorte, el resorte se comprime mientras la válvula está cerrada. Esta precarga genera una fuerza de cierre que el diferencial de avance debe superar.
Un resorte más fuerte, una mayor compresión inicial o una disposición mecánica desfavorable suelen aumentar la fuerza necesaria para abrir la válvula. Un resorte más ligero puede reducir el umbral inicial, pero también puede reducir la fuerza disponible para el cierre y el resellado.
La precarga del resorte es una posible fuente de resistencia al cierre, no es una característica universal de todas las válvulas de retención. Dependiendo del diseño, es posible que la fuerza de apertura también deba superar:
- peso del elemento de cierre;
- momento inducido por la gravedad;
- par de bisagra o de resorte de torsión;
- fricción de guía;
- adherencia del asiento;
- compresión del sello;
- fricción estática tras un cierre prolongado;
- y la resistencia causada por depósitos o contaminación.
Un ajuste nominal del resorte no debe considerarse automáticamente como el requisito completo de presión de apertura una vez instalado.
La estructura, los límites de instalación y la función de aplicación de diseños de válvulas de retención con resorte se tratan por separado para que la presente guía pueda centrarse en el parámetro de presión de fractura.
Peso del disco, la bola, el obturador, la placa y el conjunto de ajuste
La masa, la dirección del movimiento y la posición del elemento móvil influyen en el umbral de apertura.
En una válvula de retención de tipo elevador o pistón, es posible que el diferencial de presión hacia adelante tenga que levantar un elemento guiado para alejarlo del asiento. Cuando la gravedad se opone a este movimiento, el peso del elemento de cierre se suma a la fuerza de apertura requerida.
En una válvula de retención de tipo bisagra, el fluido debe generar un momento suficiente alrededor de la bisagra para hacer girar el disco. La resistencia correspondiente depende no solo del peso total del disco, sino también de:
- la ubicación del centro de gravedad;
- posición de la bisagra;
- ángulo del disco;
- y brazo de momento efectivo.
En una válvula de retención de bola, el peso de la bola, la geometría del asiento, la flotabilidad y la orientación pueden influir en la apertura inicial. En un diseño de doble placa, interactúan los resortes de torsión, la masa de las placas, la fricción del eje y el ángulo de las placas.
Por lo tanto, una válvula del mismo tamaño nominal puede presentar un comportamiento de apertura significativamente diferente cuando cambia su geometría interna o su mecanismo de cierre.
Gravedad, par de bisagra, fricción y resistencia del asiento
La gravedad puede facilitar la apertura, impedirla o actuar principalmente durante el cierre, dependiendo del diseño de la válvula y de la dirección de instalación.
El comportamiento práctico también incluye resistencias que un equilibrio de fuerzas simplificado tal vez no refleje, tales como:
- guiar la fricción en el diseño de un pistón o una boquilla;
- la fricción de los cojinetes o bisagras en una válvula oscilante;
- compresión del asiento elástico;
- adherencia tras largos períodos en posición cerrada;
- y depósitos que aumentan la fuerza de desprendimiento inicial.
Una válvula que ha permanecido cerrada durante un período prolongado puede requerir un diferencial de presión de primera apertura mayor que una válvula que acaba de completar un ciclo de funcionamiento. Este efecto cobra importancia cuando la aplicación cuenta con un margen de presión diferencial reducido.
Cómo el diseño de la válvula modifica el mecanismo de apertura
Los distintos mecanismos de las válvulas de retención reaccionan de manera diferente a la presión y al flujo.
| Mecanismo de válvula | Resistencia clave de cierre | Comportamiento de apertura | Limitación principal del cálculo |
|---|---|---|---|
| Válvula de asiento con resorte, de pistón o de cierre axial | Precarga del resorte más el peso del elemento móvil, la fricción y la resistencia del asiento | Traducción centrada principalmente en el movimiento | Un equilibrio de fuerzas simplificado puede resultar útil, pero es necesario verificar el área efectiva, la fricción y la geometría del resorte |
| Válvula de retención oscilante | Momento del disco inducido por la gravedad alrededor de la bisagra, la fricción de la bisagra y cualquier par de resorte | Movimiento de rotación alrededor de una bisagra | Un cálculo lineal de la fuerza sobre el área no refleja el equilibrio completo del par |
| Válvula de retención de doble placa | Par de un resorte de torsión, inercia de la placa, fricción del eje y efectos de la gravedad | Dos placas giratorias | El ángulo de la placa y el momento hidrodinámico varían a lo largo del recorrido |
| Válvula de retención de tipo levadizo o de bola | El peso del elemento móvil más los efectos de la guía, el asiento, la flotabilidad y la gravedad | Movimiento vertical o guiado | La orientación de instalación puede modificar sustancialmente los requisitos de la abertura neta |
| Boquilla o válvula de retención silenciosa | Precarga del resorte, masa del disco guiado, fricción, resistencia del asiento y fuerza de flujo | Movimiento de traslación axial | La presión estática de ruptura no describe la curva dinámica completa de apertura |
La comparación muestra por qué una única fórmula universal para la presión de apertura no puede ofrecer la misma precisión en todos los diseños de válvulas de retención.
Cómo el desgaste, la contaminación y el estado de los sellos pueden alterar el comportamiento real
La presión de ruptura puede variar después de la instalación, ya que el mecanismo de cierre real ya no se comporta como lo hacía en las condiciones originales de prueba.
Entre las posibles causas se incluyen:
- fatiga del resorte o deformación permanente;
- corrosión o depósitos en una guía;
- contaminación por partículas en el asiento;
- mayor fricción en los cojinetes o bisagras;
- hinchazón o endurecimiento del sello;
- daños en el asiento;
- desalineación;
- y la acumulación de producto alrededor del elemento móvil.
La fatiga de los resortes puede reducir la fuerza de cierre y resellado. La acumulación de residuos, el desgaste de las guías o el daño en las bisagras pueden aumentar el umbral de apertura o hacer que este sea inconsistente. El envejecimiento o la hinchazón de las juntas pueden alterar tanto la fuerza de separación como el comportamiento de las fugas.
Cuando se produzca un cambio en el umbral de medición, primero confirma que el medio de prueba, la orientación, la temperatura y el método de detección no hayan cambiado. Luego, revisa el resorte o el mecanismo de cierre, el estado del asiento, las guías o bisagras, el estado de la junta, el historial de contaminación, los ciclos térmicos y cualquier período prolongado de inactividad.
La desviación no debe atribuirse únicamente al ajuste del resorte.
Presión nominal vs. presión neta de ruptura en una válvula instalada
Requisitos de instalación según el catálogo frente a los requisitos de abertura una vez instalado
Un ajuste nominal del resorte o un valor publicado de presión de apertura suele basarse en condiciones de referencia definidas. Estas pueden incluir:
- un medio de prueba específico;
- una orientación de instalación específica;
- una temperatura definida;
- una tasa controlada de aumento de la presión;
- y un método descrito para detectar el primer flujo.
La válvula instalada puede estar sometida a fuerzas que difieran de las de esas condiciones de referencia.
Para la revisión de ingeniería, es útil distinguir entre:
- presión nominal de fisuración: el valor declarado o medido en condiciones de referencia definidas;
- Requisitos de abertura de la red instalada: se toma en cuenta el diferencial requerido tras considerar la orientación, el peso de compensación, los efectos de la columna de líquido, la fricción y las condiciones de servicio.
“La ”presión neta de fractura» es una descripción técnica más que un término universalmente estandarizado en las hojas de datos. La documentación del proyecto debe utilizar la terminología definida por el fabricante, sin dejar de tener en cuenta el equilibrio de fuerzas en la instalación.
Instalación horizontal, vertical ascendente y vertical descendente
La orientación modifica la forma en que la gravedad actúa sobre el elemento en movimiento.
En una línea horizontal, el efecto depende de la geometría de la válvula y de la dirección del recorrido del elemento de cierre.
En el servicio de flujo ascendente vertical, es posible que el fluido tenga que elevar el elemento móvil contra la gravedad. En algunos diseños de elevación asistida por bola, pistón o resorte, esto aumenta el requisito de apertura neta.
En un sistema de flujo descendente vertical, la gravedad puede facilitar la apertura, pero dificulta que la válvula vuelva a asentarse de manera confiable. Una fuerza de retorno baja puede permitir una apertura inicial fácil, pero no proporcionar suficiente fuerza de cierre o resellado a medida que disminuye el flujo.
Estas relaciones no pueden convertirse en un único factor de corrección universal. El efecto depende de:
- diseño de válvulas;
- dirección de desplazamiento del elemento móvil;
- centro de gravedad;
- arreglo floral primaveral;
- geometría interna;
- y cualquier columna de líquido retenido.
Peso del recorte, columna de líquido retenido y dirección de la gravedad
El equilibrio de fuerzas instalado puede incluir más que el peso del disco o del obturador.
Una columna de líquido retenido puede generar una altura estática que facilite o dificulte la apertura. Esto puede ser importante en tuberías verticales, sistemas elevados o configuraciones en las que el líquido quede atrapado por encima o por debajo de la válvula.
Los efectos del peso de la guarnición y de la columna de líquido deben evaluarse en la misma dirección que el movimiento de apertura previsto. Un valor obtenido en pruebas horizontales podría no reflejar los requisitos de la instalación en una línea vertical.
| Factor | Posible efecto en el comportamiento del programa instalado | Lo que se debe confirmar |
|---|---|---|
| Peso del elemento de cierre o de acabado | Puede apoyar o oponerse a la apertura | Dirección de desplazamiento y centro de gravedad |
| Precarga del resorte | Agrega resistencia al cierre | Valor nominal, tolerancia y base de orientación |
| Columna de líquido retenido | Puede agregar altura estática en cualquier dirección | Disposición y elevación de las tuberías |
| Fricción de la guía o de la bisagra | Podría aumentar o desestabilizar el diferencial de separación | Diseño, estado y limpieza del servicio |
| Resistencia del asiento o de la junta | Puede aumentar la fuerza necesaria para abrirlo por primera vez | Material del asiento, compresión, temperatura y estado |
| Dirección de la gravedad | Modifica el equilibrio de fuerzas netas | Instalación horizontal, vertical ascendente o vertical descendente |
La verificación inicial final debe utilizar el presión máxima permitida de apertura para la válvula ofrecida en la orientación real de instalación, incluida la tolerancia indicada. No se debe sustituir un valor probado en otra orientación sin una confirmación documentada de que sigue siendo aplicable.
Para realizar verificaciones más amplias de flechas de flujo, flujo vertical, descarga de bombas y espaciado, utilice el Guía de instalación de la válvula de retención junto con el manual de instrucciones (IOM) y la hoja de datos de la válvula ofrecida.
Si los datos publicados por el proveedor no abarcan la orientación del proyecto, en la revisión de la ficha técnica se debe solicitar una confirmación específica para esa orientación o una base de prueba.
Por qué son importantes el medio de prueba, la temperatura y los criterios de aceptación
Un valor de presión de fractura solo tiene sentido cuando la base de la prueba está clara.
El medio de prueba puede influir en:
- flotabilidad;
- arrastre viscoso;
- humectación de la junta;
- visibilidad de las fugas;
- y la sensibilidad del método de detección.
La temperatura puede afectar el comportamiento de los resortes, las propiedades de los elastómeros, la viscosidad y la fricción en el asiento. Estos efectos dependen del material y del diseño, y no deben convertirse en un porcentaje de corrección universal.
El criterio de aceptación es igualmente importante. “La válvula se abre” puede significar:
- aparece la primera burbuja;
- se registra el primer flujo medible;
- el elemento de cierre se mueve de manera visible;
- o se alcanza un caudal mínimo definido.
Dos válvulas que, por lo demás, son similares pueden presentar valores publicados diferentes debido a que sus criterios de detección difieren. Sus valores no deben considerarse directamente equivalentes hasta que se haya armonizado la base completa de las pruebas.
¿Cómo se calcula la presión de apertura de una válvula de retención?
La relación simplificada entre la fuerza de cierre y el área efectiva
Para un cierre de traslación simplificado, una estimación preliminar podría comenzar así:
ΔP (fisura, estimada) ≈ F (cierre) / A (efectiva)
La reorganización conceptual se basa en la relación básica de que La presión es la fuerza por unidad de área; el reto específico de la válvula consiste en identificar la resistencia real al cierre y el área efectiva de presión.
donde:
- ΔP (fisura, estimada) es la presión diferencial estimada en la salida;
- F (cierre) es la resistencia total al cierre incluida en el modelo;
- A (efectivo) es el área de presión proyectada que genera la fuerza de apertura.
El término de la fuerza de cierre puede expresarse conceptualmente de la siguiente manera:
F(cierre) = F(resorte) + F(peso) + F(fricción) + F(asiento) + F(otros)
El signo y la dirección de cada término dependen de la instalación. Un término de peso que se oponga a la apertura en una orientación puede favorecerla en otra.
Se trata de un equilibrio conceptual de fuerzas, no de un cálculo universal certificado.
Ejemplo de cálculo con resorte controlado
Para un cierre deslizante simplificado con resorte:
F(resorte) = k × x
donde:
- k es la rigidez del resorte;
- x es la compresión inicial del resorte.
Consideremos un ejemplo hipotético que se utiliza únicamente para ilustrar el método de cálculo:
- constante elástica: 20 000 N/m;
- compresión inicial: 0,005 m;
- otra resistencia estimada de cierre: 20 N;
- área de presión efectiva: 0,003 m².
La precarga del resorte es:
F(resorte) = 20 000 × 0,005 = 100 N
La fuerza de cierre total simplificada es:
F (cierre) = 100 + 20 = 120 N
El diferencial de agrietamiento estimado es:
ΔP (fisura, estimada) = 120 / 0,003 = 40 000 Pa
Esto equivale a aproximadamente 40 kPa, o 0,40 bar.
Limitación técnica: Este ejemplo se aplica únicamente a un mecanismo simplificado de tipo resorte con área efectiva y un modelo de fuerza de cierre supuestos. No debe aplicarse directamente a diseños de tipo aleta, de doble placa u otros diseños rotativos, ni a válvulas con área efectiva o fricción desconocidas, ni como base definitiva para la aprobación de un proyecto.
La tolerancia de fabricación, la fricción real del asiento, la orientación de instalación, la variación del resorte y el criterio de prueba pueden hacer que el requisito de apertura una vez instalado difiera de manera apreciable de esta estimación de un solo punto.
La válvula ofrecida debe verificarse utilizando su plano, los datos del resorte, la base de orientación, la definición de la prueba, la tolerancia y el valor nominal o de prueba real.
Por qué el área efectiva no es automáticamente el área nominal del diámetro interior
Un error común en los cálculos es utilizar el área nominal del paso de la tubería sin verificar la geometría real sometida a presión.
La fuerza de apertura puede actuar sobre:
- la proyección del asiento;
- una superficie de válvula de asiento;
- un área anular;
- el área del pistón;
- un área diferencial entre las superficies de presión;
- o bien otra geometría definida por el diseño interno.
El área efectiva también puede variar a medida que el elemento de cierre comienza a moverse.
Por lo tanto, utilizar el diámetro nominal de la tubería puede llevar a sobreestimar o subestimar la fuerza real de apertura. El área debe tomarse del diseño de la válvula, del plano transversal, de la nota de cálculo o de la geometría confirmada por el proveedor.
Por qué los diseños Swing, de doble placa y otros requieren modelos diferentes
Una válvula de retención oscilante se rige principalmente por el equilibrio de pares alrededor de su bisagra.
Es posible que un modelo rotacional específico para un diseño deba tomar en cuenta lo siguiente:
- momento de fuerza hidráulica;
- momento de peso del disco;
- fricción de la bisagra;
- par de resorte, si lo tiene;
- ángulo del disco;
- y la ubicación de la resultante de la presión.
Un diseño de doble placa también implica el par de un resorte de torsión, el ángulo de la placa, la fricción del eje, la gravedad y los momentos hidrodinámicos variables.
Estos diseños no pueden representarse con precisión mediante una fuerza lineal fija dividida por un área fija. Una comparación conceptual puede ayudar a explicar los principios físicos, pero los valores definitivos requieren pruebas realizadas por el fabricante o un modelo específico adecuado para el diseño.
Cuándo dejar de hacer estimaciones y utilizar datos probados por el fabricante
Una estimación preliminar puede ayudar a identificar:
- lo que obliga a controlar la apertura;
- qué datos de entrada de la aplicación faltan;
- si el diferencial disponible y el umbral esperado son de una magnitud similar;
- y si un valor propuesto parece físicamente plausible.
Deja de basarte en la estimación simplificada cuando:
- se desconoce la geometría interna;
- no se puede confirmar el área efectiva;
- predomina un mecanismo de resorte rotativo o de torsión;
- el diferencial disponible se acerca al umbral esperado;
- el proyecto requiere un valor máximo estrictamente controlado;
- la orientación de instalación difiere de la base de prueba;
- el medio es muy viscoso, está sucio o es sensible a la temperatura;
- el resellado o las fugas son críticos;
- o si el comportamiento transitorio influye de manera significativa en la selección.
Cuando los límites del modelo no están claros, el margen de presión es pequeño o la presión de fisuración es un parámetro de aceptación del proyecto, utilice los datos de prueba para el configuración ofrecida en lugar de prolongar el cálculo manual.
Presión de fractura frente a apertura, resellado, contrapresión y caída de presión de operación
Los términos relacionados describen diferentes etapas o funciones del comportamiento de la válvula. Considerarlos intercambiables puede dar lugar a una especificación incorrecta.
| Parámetro | Lo que describe | Cuando sea aplicable | ¿Qué debería confirmarlo? | Error común |
|---|---|---|---|---|
| Presión de rotura | Diferencial mínimo hacia adelante al primer flujo detectable | Inauguración inicial | Medio de prueba, orientación, criterio y tolerancia | Suponiendo que la primera fisura demuestre una apertura total o capacidad de flujo |
| Presión inicial | A menudo se trata del mismo umbral inicial, pero la definición puede variar | Movimiento inicial, primer flujo u otra condición de inicio especificada | Definición exacta de la hoja de datos y base de prueba | Comparación de valores basada en diferentes criterios de elevación o caudal |
| Diferencial de apertura total | Diferencial asociado a una posición de apertura más desarrollada | Mayor caudal o mayor recorrido de la válvula | Curva inicial o datos de prueba | Aplicación de un multiplicador universal a la presión de fisuración |
| Presión de resellado | Diferencial a partir del cual cesa el flujo hacia adelante detectable y la válvula vuelve a cerrarse | Diferencial a plazo decreciente | Método de prueba y criterio de fuga | Suponiendo que sea igual a la presión de fractura, a pesar de la fricción y la histéresis |
| Contrapresión | Presión aguas abajo que se opone al flujo hacia adelante o que actúa en sentido contrario | Servicio de cálculo de apertura, cierre y contrapresión | Perfil de presión del sistema y diseño del asiento | Contar dos veces la presión aguas abajo cuando ya está incluida en ΔP |
| Caída de presión de funcionamiento | Diferencial a través de la válvula con un caudal directo especificado | Funcionamiento normal con flujo | Cv, Kv, curva de flujo o datos de prueba | Suponiendo que tenga una relación fija con el umbral de agrietamiento a un flujo casi nulo |
| Presión nominal | Límite de presión admisible de las piezas que contienen presión | Integridad mecánica | Norma aplicable y hoja de datos | Confundir la clase de presión con el umbral de apertura |
Diferencial de apertura inicial frente a diferencial de apertura total
Al inicio de la fisura, la abertura puede ser extremadamente pequeña. Es posible detectar un flujo hacia adelante, aunque la trayectoria del flujo siga estando muy restringida.
A medida que aumentan la diferencia de presión y el caudal, la válvula se desplaza hacia una posición de funcionamiento más avanzada. La presión necesaria para alcanzar esa posición depende de la curva de apertura, la característica del resorte, la geometría y las fuerzas hidrodinámicas.
No existe una relación universal entre la presión de apertura y el diferencial a plena apertura. Para obtener la aprobación de la capacidad, se requieren datos específicos de la válvula sobre su apertura o su rendimiento de flujo.
Presión de fisuración frente a presión de resellado
La presión de fisuración describe el momento en que se produce la apertura a medida que aumenta el diferencial de avance.
La presión de resellado describe la condición que se da cuando, al disminuir el diferencial, el flujo hacia adelante se detiene y la válvula regresa a un estado cerrado o sellado.
Los dos valores pueden diferir debido a:
- comportamiento del resorte;
- fricción;
- histéresis;
- impulso del elemento de cierre;
- contacto con el asiento;
- y el método de ensayo.
Una válvula puede comenzar a abrirse a un cierto diferencial y volver a sellarse a otro. Esta relación debe confirmarse en función de los requisitos de cierre y fuga exigidos, en lugar de suponerse a partir del valor de apertura.
Presión de fractura frente a contrapresión
La contrapresión es la presión que actúa en el lado aguas abajo de la válvula.
Durante el funcionamiento en sentido directo, ya está incluido en:
ΔP = P (aguas arriba) − P (aguas abajo)
No se debe volver a agregar como una resistencia fija independiente cuando la presión de fractura ya se ha indicado como diferencial.
Algunas especificaciones más antiguas o específicas de un proyecto indican por separado la presión máxima aguas abajo frente a la cual la válvula debe seguir abriéndose. Se trata de un requisito operativo del sistema que se utiliza para establecer el diferencial disponible; no es un término adicional de presión de apertura que deba contabilizarse dos veces.
En condiciones de flujo inverso, la presión aguas abajo puede empujar el elemento de cierre hacia su asiento y afectar el sellado. Por lo tanto, la contrapresión es importante para el cierre y el resellado, pero no es el mismo parámetro que la presión de apertura.
Presión de fisuración frente a caída de presión de operación y Cv
La presión de ruptura es el umbral de apertura inicial cuando el flujo es nulo o muy bajo.
La caída de presión de funcionamiento es la diferencia de presión a través de la válvula mientras deja pasar un flujo directo especificado. Normalmente se calcula utilizando:
- Cv o Kv;
- una curva de caída de presión del fabricante;
- coeficientes de flujo probados;
- o un cálculo hidráulico específico para una aplicación.
Por lo general, la relación no se representa mediante:
ΔP (de operación) = ΔP (de craqueo) + ΔP (Cv)
La fuerza del resorte, la carrera de la válvula, la geometría y las fuerzas hidrodinámicas pueden variar tras la primera grieta.
Por lo tanto, las dos verificaciones requeridas son independientes:
- Verificación inicial: ¿Se abrirá la válvula con el diferencial mínimo disponible?
- Revisión del rendimiento del flujo: ¿Cuánto diferencial consumirá al caudal de operación especificado?
Para los cálculos de Cv, Kv, pérdida de carga y flujo normal, continúe con el Guía sobre la caída de presión y el coeficiente Cv de las válvulas de retención.
Si se confunden estas verificaciones, se podría aprobar una válvula que se abre al arrancar, pero que produce una pérdida de presión de operación inaceptable, o una válvula con un valor Cv favorable que no puede abrirse en las peores condiciones de arranque.
Presión de fisuración frente a presión nominal de la válvula
La clasificación de presión define la capacidad del cuerpo de la válvula, la tapa, los extremos y otras piezas que limitan la presión para contener la presión en condiciones especificadas.
No define el diferencial necesario para abrir la válvula.
Una válvula de clase de presión alta puede tener una presión de apertura baja, mientras que una válvula de clase de presión más baja puede tener un umbral de apertura más alto. La clase de presión y la presión de apertura deben especificarse y revisarse de manera independiente.
Para la revisión de los límites de presión, La norma ASME B16.34 abarca los valores nominales de presión y temperatura de las válvulas, los materiales, los ensayos y el marcado; el requisito de presión de ruptura debe especificarse por separado para el diseño de la válvula de retención que se ofrece.
¿Qué pasa cuando la presión de craqueo es demasiado alta o demasiado baja?
Riesgos de una presión de fracturación excesiva
Si el diferencial de presión disponible no supera de manera confiable el requisito de apertura máxima de la válvula, esta podría:
- permanecen cerrados durante el arranque;
- abierto de manera intermitente;
- funcionan con una sustentación muy pequeña;
- restringir el flujo requerido;
- generar una resistencia excesiva al arranque;
- se vuelve inestable cerca del umbral;
- vibrar o entrar en contacto repetidamente con el asiento;
- sufren un desgaste acelerado;
- o impedir que el sistema alcance la capacidad prevista.
El riesgo es particularmente relevante cuando:
- el diferencial de arranque de la bomba es limitado;
- el flujo mínimo es bajo;
- las presiones aguas arriba y aguas abajo están casi equilibradas;
- o bien la válvula que se ofrece cuenta con un mecanismo de cierre relativamente resistente.
El hecho de que pueda soportar presión no es, por sí solo, prueba de su idoneidad. La válvula también debe pasar la prueba de apertura en el peor de los casos.
Riesgos de una presión de craqueo demasiado baja
Un umbral más bajo puede ser útil en sistemas con diferencial limitado, pero reducir la resistencia de cierre puede generar otros problemas.
Entre las posibles consecuencias se incluyen:
- un cierre más lento o menos decisivo;
- menor fuerza de resellado;
- mayor riesgo de fuga inversa;
- mayor sensibilidad a la orientación;
- inestabilidad a caudales muy bajos;
- movimiento repetido alrededor del asiento;
- o una fuerza de restauración insuficiente en una dirección de instalación desfavorable.
El resultado depende del mecanismo. Una válvula oscilante accionada por gravedad, una válvula de boquilla accionada por resorte y una válvula de retención de elevación guiada no responden de la misma manera.
Por qué una presión de fractura más baja no es necesariamente mejor
El valor seleccionado debe lograr un equilibrio entre una apertura confiable y un cierre y sellado estables.
| Condición | Posible beneficio | Posible riesgo | Qué se debe verificar |
|---|---|---|---|
| Mayor presión de fractura | Puede generar un efecto de cierre más fuerte en algunos diseños con resorte de apoyo | Apertura retrasada, flujo de arranque restringido, vibraciones o capacidad insuficiente | Diferencial mínimo disponible, condición de arranque y caudal mínimo |
| Menor presión de fractura | Apertura inicial más fácil cuando el diferencial disponible es limitado | Cierre más débil, fuga inversa, sensibilidad a la orientación o inestabilidad del umbral | Rehermetización, requisitos de estanqueidad, sentido de instalación y mecanismo de cierre |
| Margen de presión muy pequeño | Uso eficiente del presupuesto de presión disponible | Las variaciones normales en la presión, la fricción, la temperatura o la acumulación de residuos pueden provocar fallas en la apertura | Valor máximo de fisuración, incluyendo la tolerancia y la condición más desfavorable del sistema |
| Amplio margen de presión disponible | Aumenta la confianza en que se pueda llevar a cabo la apertura inicial | Por sí solo, esto no demuestra la estabilidad del flujo mínimo ni una caída de presión de operación aceptable | Datos sobre la curva de apertura, el caudal mínimo estable y el rendimiento a pleno caudal |
Una gama de productos adecuada debe cumplir tres requisitos:
- La válvula se abre cuando se alcanza el diferencial de avance mínimo disponible.
- Se mantiene estable al caudal mínimo requerido.
- Se cierra, vuelve a sellarse y cumple con el requisito de estanqueidad a medida que el flujo disminuye o se invierte.
El objetivo de ingeniería no es el valor más bajo disponible. Se trata de un rango de presión de ruptura que cumpla con las tres condiciones para la válvula ofrecida y la instalación real.
Señales de que el valor especificado no coincide con la aplicación
Algunos indicadores posibles son:
- aumento retardado de la presión aguas abajo;
- el flujo comienza solo después de un aumento inesperado de la presión;
- flujo intermitente durante el arranque;
- vibración audible o medible;
- apertura y cierre repetidos con caudal mínimo;
- diferencial de válvula mayor de lo esperado;
- fuga inversa una vez que se detiene el flujo;
- o un comportamiento diferente tras un cambio en la orientación de la instalación.
Estos síntomas no demuestran que la presión de apertura sea la única causa. También se deben revisar el tamaño de la válvula, el comportamiento ante caídas de presión, las pulsaciones de flujo, la contaminación, el estado del asiento, la instalación y los transitorios del sistema.
Cómo seleccionar la presión de apertura adecuada para una válvula de retención
Una secuencia práctica de repaso es la siguiente:
- Establecer el diferencial mínimo disponible en el mercado a plazo.
- Verifica la orientación real de la instalación y el mecanismo de cierre.
- Revisa las condiciones de arranque, de flujo mínimo y de flujo normal.
- Verifica el medio, la temperatura, la viscosidad, los sólidos y los efectos de las incrustaciones, cuando sea pertinente.
- Confirma los requisitos de resellado, fugas inversas y cierre.
- Compara el diferencial mínimo del sistema con la presión máxima de apertura de la válvula ofrecida y, a continuación, revisa por separado la caída de presión de operación.
La presión de fractura es un aspecto del concepto más amplio de Proceso de selección de válvulas de retención, en el que también se analizan el tipo de válvula, la dirección del flujo, la caída de presión, la instalación, la respuesta de cierre y los datos de la solicitud de cotización.
Se trata de una secuencia de revisión más que de una fórmula de prioridad universal. El riesgo del proyecto, la calidad de los datos y las consecuencias de un fallo pueden requerir que algunas verificaciones se realicen en paralelo.
Comienza con el diferencial de futuros mínimo disponible
La selección debe comenzar con el diferencial más bajo que el sistema pueda proporcionar de manera confiable cuando la válvula deba abrirse.
La revisión debe tener en cuenta lo siguiente:
- la presión de entrada más baja creíble;
- la presión máxima simultánea en la salida;
- condiciones de arranque;
- funcionamiento con flujo mínimo;
- efectos de la elevación y la altura estática;
- y la variabilidad normal del proceso.
La presión máxima permitida de apertura de la válvula ofrecida —incluidas la tolerancia y los efectos de la instalación— debe mantenerse por debajo del diferencial disponible después de aplicar el margen de seguridad técnico requerido por el proyecto.
Esa holgura debe basarse en la variabilidad del sistema, la incertidumbre del instrumento, la tolerancia de fabricación, las consecuencias de una falla en la apertura y las especificaciones del proyecto. No debe sustituirse por un porcentaje universal.
Revisa las condiciones de arranque, de flujo mínimo y de flujo normal
Es posible que una válvula funcione de manera aceptable con un flujo normal y, aun así, no se abra de manera confiable durante el arranque o en condiciones de bajo flujo.
Revisa al menos tres condiciones:
- Inicio: ¿Existe suficiente presión diferencial antes de que se establezca un flujo significativo?
- Caudal mínimo: ¿El elemento de cierre se mantendrá abierto y estable al caudal mínimo requerido?
- Caudal normal o máximo: ¿Es aceptable la caída de presión de operación? ¿Y la válvula alcanza una posición de operación adecuada?
La presión de fisuración afecta principalmente a las dos primeras condiciones. Los datos de Cv, Kv y la curva de flujo cobran cada vez más importancia a medida que aumenta el flujo.
Toma en cuenta el medio, la temperatura, la densidad y la viscosidad cuando sea pertinente
Las propiedades de los medios pueden afectar el comportamiento de las aplicaciones instaladas a través de:
- flotabilidad del elemento de cierre;
- efectos de la altura estática del líquido;
- resistencia viscosa en aberturas pequeñas;
- compatibilidad de los sellos e hinchamiento;
- formación de depósitos;
- y la sensibilidad del método de detección.
La densidad es relevante cuando el peso del elemento de cierre o la altura de la columna de líquido contribuyen al equilibrio de fuerzas. La viscosidad puede influir en el comportamiento a bajos caudales y en el diferencial necesario para producir una indicación medible.
Estos efectos dependen del diseño específico. Cuando el margen de presión disponible es reducido, deben evaluarse utilizando los datos correspondientes de la válvula o mediante pruebas representativas de las condiciones de servicio.
Mecanismo de la válvula y orientación de instalación
La selección debe ajustarse a los requisitos de presión y al mecanismo físico de cierre.
Una válvula axial con resorte puede proporcionar un cierre controlado, pero requiere un diferencial suficiente para superar la precarga del resorte y otras resistencias.
Una válvula oscilante puede presentar un umbral de apertura estático bajo en una orientación favorable, mientras que su estabilidad ante caudales mínimos, su respuesta dinámica y su comportamiento ante flujos inversos siguen siendo los aspectos más importantes a considerar.
Una válvula de elevación o de pistón puede verse muy afectada por la dirección del recorrido y el peso del elemento móvil.
Una válvula de doble placa requiere revisar el par del resorte de torsión, el movimiento de las placas y la estabilidad del flujo.
Por lo tanto, la selección debe basarse en las condiciones operativas completas, y no en el valor más bajo de presión de fisuración publicado.
Verifica el sellado, las fugas y las expectativas de cierre
La solicitud puede requerir:
- prevención del reflujo;
- cierre rápido;
- cierre estable tras la desconexión de la bomba;
- un límite de fuga definido;
- o un funcionamiento a prueba de burbujas en las condiciones indicadas.
Una presión de ruptura baja no garantiza automáticamente el rendimiento requerido en cuanto a resellado o estanqueidad.
Aclarar:
- la presión inversa disponible durante el cierre;
- si la válvula debe sellarse con poca presión aguas abajo;
- estructura del asiento de metal o elástica;
- el criterio de fuga aplicable;
- y si la velocidad de cierre es fundamental.
Estos requisitos pueden influir en el ajuste del resorte, el diseño del asiento, la masa del elemento de cierre y el rango de presión de apertura aceptable.
Distinguir entre el análisis del umbral de apertura y el análisis de la caída de presión de funcionamiento
La válvula ofrecida debe pasar dos verificaciones independientes:
- Verificación inicial: ¿Puede el sistema superar la presión máxima de apertura de la válvula en las peores condiciones de arranque y de flujo mínimo?
- Revisión del rendimiento del flujo: ¿Es aceptable la caída de presión de operación con el caudal requerido?
No apruebes la válvula basándote en una sola inspección.
Una presión de apertura baja no garantiza una caída de presión de operación baja. Un valor Cv alto no garantiza la apertura con el diferencial mínimo de arranque.
Criterios de selección y por qué son importantes
| Datos de selección | Por qué es importante | Riesgo en caso de omisión | Fuente preferida |
|---|---|---|---|
| Presión mínima de entrada | Establece la presión de impulsión mínima | Es posible que la válvula ofrecida no se abra en las condiciones de suministro más débiles | Fundamentos del diseño del proceso |
| Presión máxima simultánea en la salida | Determina el diferencial mínimo disponible en marcha adelante | Es posible que el diferencial inicial esté sobreestimado | Perfil de presión del sistema |
| Condición de arranque | Define la presión disponible antes de que se establezca el flujo | El flujo inicial podría retrasarse o no producirse | Análisis de la puesta en marcha de una bomba o un proceso |
| Caudal mínimo y normal | Establece los requisitos de estabilidad y rendimiento de flujo | La válvula podría vibrar o provocar una pérdida de presión inaceptable | Datos del flujo de proceso |
| Medios y temperatura | Influye en los sellos, la viscosidad, la flotabilidad y la formación de depósitos | Es posible que los datos de las pruebas de referencia no reflejen las condiciones de servicio | Ficha técnica de fluidos |
| Orientación de la instalación | Modifica la gravedad y el equilibrio de la fuerza resultante | El requisito de apertura instalado puede superar el valor nominal | Plano de tuberías o plano general (GA) |
| Mecanismo de válvula | Determina si predominan los efectos de la fuerza, el par, el resorte, el peso o el flujo | Es posible que se elija un modelo de cálculo o un diseño de válvula inadecuados | Datos de diseño de válvulas |
| Rehermetización y previsión de fugas | Define la obligación de cierre | Es posible que un umbral de apertura bajo no proporcione el comportamiento de cierre requerido | Especificaciones del proyecto |
| Tolerancia a la presión de agrietamiento | Establece el peor valor inicial permitido | Es posible que el sistema pase una verificación nominal, pero que no cumpla con el límite de tolerancia | Datos del fabricante |
| Cv, Kv o curva de flujo | Define la pérdida de presión en condiciones normales de flujo | La válvula puede abrirse, pero consumir un diferencial excesivo al caudal de operación | Datos de las válvulas sometidas a prueba |
Qué especificar en la ficha técnica o en la solicitud de cotización de una válvula de retención
Datos de la solicitud que debe proporcionar el comprador
El comprador debe proporcionar suficientes datos del sistema para que el proveedor pueda evaluar tanto la puesta en marcha inicial como el funcionamiento normal.
El paquete de solicitud debe incluir lo siguiente:
- medio de servicio;
- composición y contenido de sólidos, cuando corresponda;
- rango de temperatura de funcionamiento;
- condiciones de presión aguas arriba y aguas abajo;
- diferencial de avance mínimo disponible;
- caudal de arranque, mínimo, normal y máximo;
- tamaño de la válvula y conexión final;
- orientación de la instalación;
- dirección del flujo;
- problemas relacionados con la elevación de las tuberías o con las columnas retenidas;
- rendimiento requerido en cuanto a cierre o fugas;
- y condiciones transitorias o de desconexión de la bomba que afecten de manera significativa a la selección.
Un valor de presión de apertura solicitado sin este contexto podría no permitir una selección confiable de la válvula.
Definición de «presión de fisuración» y condiciones de ensayo para su verificación
La hoja de datos o la aclaración técnica deben indicar exactamente qué representa el valor indicado.
Confirmar:
- si el valor es una diferencia o una presión manométrica indicada incorrectamente;
- ya sea que se trate del primer movimiento, la primera burbuja, el primer flujo medible u otro criterio;
- medio de prueba;
- temperatura de prueba;
- orientación de la instalación;
- dirección de aplicación de la presión;
- tasa de aumento de la presión, cuando corresponda;
- y si el resultado se aplica a una válvula nueva, en condiciones normales o que haya pasado por ciclos de funcionamiento.
Sin esta información, es posible que los valores nominales de distintos proveedores no sean directamente comparables.
Tolerancia, orientación y valor nominal del fabricante
Un solo valor nominal no es suficiente cuando el sistema tiene un margen de presión diferencial limitado.
Solicitud:
- presión nominal de fisuración;
- tolerancia positiva y negativa, o el rango total permitido;
- base de orientación;
- limitaciones de orientación de instalación;
- identificación del ajuste del resorte, si corresponde;
- y el valor nominal o de prueba correspondiente a la configuración ofrecida.
La comprobación inicial para el peor de los casos debería comparar:
- el diferencial a plazo mínimo disponible del proyecto, una vez deducida la asignación requerida por el proyecto;
- con el presión máxima permitida de fisuración, incluyendo las tolerancias de fabricación y de prueba;
- para la orientación real de la instalación y el criterio de prueba indicado.
No se debe dar por sentado ningún porcentaje de margen universal. El margen del proyecto debe reflejar la variabilidad de la presión, la incertidumbre de los instrumentos, las consecuencias de una falla en la apertura y los requisitos de las especificaciones.
Datos de Cv, Kv, curva de caudal y caída de presión de operación
La verificación de la presión de fractura no sustituye a la revisión del rendimiento del flujo.
La válvula ofrecida también debe incluir, cuando corresponda:
- Cv o Kv;
- una curva de caída de presión;
- caudal a un diferencial determinado;
- una curva de apertura o de elevación, si está disponible;
- orientación sobre el flujo mínimo estable;
- y los límites de desempeño relacionados con la orientación.
Estos datos distinguen el umbral de apertura inicial del diferencial consumido durante el flujo normal.
Revisión final de ajuste técnico antes de la aprobación
| Artículo de reseña | Opiniones de los compradores | Confirmación del proveedor | Pruebas esperadas |
|---|---|---|---|
| Definición de presión de fisuración | Condición inicial requerida | Definición exacta utilizada para el valor ofrecido | Ficha técnica o aclaración técnica |
| Verificación inicial en el peor de los casos | Diferencial mínimo disponible y margen requerido por el proyecto | Presión máxima de fractura, incluida la tolerancia para la orientación real | Valor nominal o de prueba y cálculo técnico |
| Orientación | Horizontal, ascendente vertical o descendente vertical | Criterios de idoneidad y orientación | GA, nota de instalación o hoja de datos |
| Mecanismo de cierre | Preferencia o restricción de la aplicación | Diseño con resorte, con peso, con bisagra, de torsión o guiado | Dibujo en sección o datos del producto |
| Medio de prueba y criterio | Requisitos del proyecto, cuando corresponda | Fluido de prueba, temperatura y método de detección | Procedimiento de ensayo o nota técnica |
| Rehermetización y fugas | Comportamiento de desconexión requerido | Base de resellado y desempeño frente a fugas | Ficha técnica o documentación de pruebas |
| Caída de presión de funcionamiento | Caudal mínimo, normal y máximo | CV, Kv, curva de caída de presión o datos de flujo | Datos de flujo verificados |
| Idoneidad de los materiales y la temperatura | Medio y rango de temperatura | Compatibilidad de la carrocería, los embellecedores, los asientos y las juntas | Lista de materiales y hoja de datos |
| Tolerancia | Umbral máximo de apertura aceptable | Tolerancias de fabricación y prueba | Confirmación técnica por escrito |
| Configuración final | Tamaño, clase, extremos, orientación, acabado y uso | Configuración exacta de la válvula ofrecida | Ficha técnica aprobada y GA |
La aprobación final debe basarse en la configuración completa ofrecida. No se debe dar por sentado que se aplica un valor de presión de ruptura correspondiente a otro tamaño, resorte, conjunto de control, orientación, medio de prueba o método de detección.
Preguntas frecuentes sobre la presión de apertura de las válvulas de retención
¿Qué es la presión de apertura de una válvula de retención?
Es la presión diferencial mínima en sentido de flujo hacia adelante a partir de la cual comienza a detectarse el primer flujo hacia adelante. Se mide entre los lados aguas arriba y aguas abajo de la válvula y no significa que la válvula esté completamente abierta.
¿La presión de apertura es lo mismo que la presión de fisuración?
Por lo general, estos términos se refieren al mismo umbral de apertura inicial. Sin embargo, una hoja de datos puede definir la presión de apertura en una condición específica de movimiento, elevación o flujo, por lo que es necesario confirmar la definición y la base de prueba antes de comparar los valores.
¿Qué significa una presión de fisuración de 1 psi?
Esto significa que, en las condiciones de prueba indicadas, la presión aguas arriba debe superar a la presión aguas abajo en aproximadamente 1 psi antes de que se alcance el criterio definido de primera apertura o primer flujo.
El valor solo debe compararse con el de otra válvula cuando el medio de prueba, la orientación, la temperatura, el criterio y la tolerancia sean compatibles. Esto no significa que 1 psi sea adecuado para todas las aplicaciones.
¿Siempre es mejor una presión de fracturación más baja?
No. Un umbral más bajo puede ayudar a que la válvula se abra cuando la presión diferencial es limitada, pero también puede reducir la fuerza de cierre, la capacidad de resellado o la estabilidad. El valor debe cumplir al mismo tiempo con los requisitos de apertura, estabilidad de flujo mínimo, cierre y fugas.
¿Cómo determinan los ingenieros la presión de apertura necesaria para una válvula de retención industrial?
Los ingenieros determinan primero el diferencial mínimo de flujo hacia adelante disponible durante el arranque y el funcionamiento a flujo mínimo. Luego toman en cuenta la orientación, el mecanismo de la válvula, el medio, los requisitos de cierre y la tolerancia.
Una estimación preliminar del equilibrio de fuerzas puede ser útil, pero para la aprobación final se debe utilizar la presión máxima nominal o probada de ruptura correspondiente a la configuración propuesta.
¿La presión de fractura es lo mismo que la caída de presión?
No. La presión de apertura se evalúa al inicio del flujo, cuando este es casi nulo. La caída de presión de operación se mide o se calcula a un caudal determinado.
Una válvula puede tener una presión de apertura baja y, aun así, generar una gran caída de presión de operación, o bien tener un valor Cv favorable, pero requerir una presión diferencial mayor de la que el sistema puede proporcionar en el arranque.
¿Cuál es la diferencia entre la presión de agrietamiento y la presión de resellado?
La presión de apertura está relacionada con el aumento del diferencial de presión en sentido de flujo a medida que la válvula comienza a abrirse. La presión de cierre está relacionada con la disminución del diferencial de presión a medida que el flujo se detiene y la válvula vuelve a cerrarse.
Los dos valores pueden diferir debido a la fricción, el comportamiento del resorte, la histéresis, el contacto con el asiento y el criterio de prueba.
¿Se puede modificar la presión de apertura de una válvula de retención con resorte?
Algunos diseños con resorte pueden suministrarse con diferentes opciones o configuraciones de resorte de fábrica. Eso no significa que todas las válvulas puedan ajustarse en el campo.
El cambio del resorte también puede afectar el cierre, el resellado, las fugas, la carrera y la estabilidad de funcionamiento. Cualquier cambio debe evaluarse y confirmarse para el diseño de válvula en cuestión.
Conclusión
La presión de apertura de la válvula de retención confirma el umbral de apertura inicial; por sí sola, no confirma la capacidad de apertura total ni el rendimiento completo de la válvula.
Una evaluación completa debe distinguir entre:
- primer flujo detectable a partir de un funcionamiento estable o en posición más abierta;
- ajuste nominal del resorte en función del comportamiento una vez instalado;
- presión de fractura derivada de la presión de resellado y la contrapresión;
- umbral de apertura a partir de la caída de presión de funcionamiento;
- y el límite de presión nominal a partir del diferencial de apertura.
El valor requerido depende de la fuerza o el par de cierre, el área de presión efectiva, la geometría interna, la orientación, el estado del asiento, el medio de servicio y la definición de la prueba.
Una relación simplificada entre la fuerza y el área puede explicar el funcionamiento de un mecanismo de traslación, pero no puede sustituir a los datos nominales o de pruebas correspondientes a la configuración ofrecida.
La presión de apertura correcta es el rango que permite una apertura confiable con el diferencial mínimo del sistema, al tiempo que cumple con los requisitos de estabilidad de flujo mínimo, caída de presión de operación, cierre, resellado y fugas.
Soporte técnico para aplicaciones y especificaciones
Antes de analizar un requisito de presión de apertura, se debe preparar el medio de servicio, la temperatura, el perfil de presión de arranque, el caudal mínimo y normal, la orientación de instalación, la condición de apertura requerida, las expectativas de resellado, los requisitos de fugas y el límite de caída de presión de operación.
La revisión de ingeniería debería entonces:
- comparar el diferencial mínimo disponible del sistema con la presión máxima de apertura de la válvula ofrecida, incluyendo la tolerancia;
- confirmar que el valor indicado se aplica a la orientación real y a la base de prueba;
- Revisar la estabilidad del flujo mínimo, el resellado, las fugas y la caída de presión de operación como un todo.
NTGD puede utilizar estos datos de la solicitud para evaluar si la configuración propuesta de la válvula de retención y la base de presión de apertura son consistentes con las condiciones de servicio indicadas. La evaluación debe realizarse tomando como referencia la hoja de datos real de la válvula ofrecida, la base de pruebas y la configuración aprobada, en lugar de un valor nominal aislado.
Una vez definidos los datos de la solicitud y la base de verificación, los datos relevantes familia de productos de válvulas de retención industriales se puede revisar a la luz de las condiciones de servicio aprobadas.
