Resumen rápido: El dimensionamiento del par del actuador de la válvula debe comparar la salida del actuador con la demanda de par de la válvula durante toda la carrera de apertura y cierre, no solo un valor de par del catálogo. Los compradores deben verificar el par de apertura, el par de funcionamiento, el par de apertura, el par de asiento, la presión diferencial máxima, la presión de aire mínima o la peor condición de suministro eléctrico, el factor de seguridad y el par máximo permitido del vástago. Un actuador neumático debe verificarse a la presión de aire mínima disponible en el actuador, y un actuador de retorno por resorte debe verificarse tanto en la carrera de aire como en la carrera del resorte. Un actuador sobredimensionado no es automáticamente más seguro porque una salida excesiva puede dañar el vástago de la válvula, la caja de engranajes, el acoplamiento o la interfaz de montaje. El dimensionamiento final debe utilizar datos de torque verificados del fabricante de la válvula, supuestos de servicio documentados y márgenes aprobados del proyecto.
Un actuador puede parecer lo suficientemente grande en una página de catálogo y aun así no lograr mover la válvula en servicio. La razón habitual no es la falta de par nominal del actuador. Es una falta de coincidencia entre la demanda de torque cambiante de la válvula y la salida cambiante del actuador durante la carrera.
Una válvula de un cuarto de vuelta puede necesitar su par máximo cuando se aleja por primera vez del asiento cerrado. Es posible que necesite menos torsión a mitad del recorrido y luego requiera otro aumento para alcanzar la posición cerrada especificada. Un actuador neumático con retorno por resorte produce resultados diferentes en sus carreras de aire y resorte. Un actuador eléctrico puede tener límites nominales, de arranque, de asiento y de salida máxima separados. Por lo tanto, comparar un número de válvula con un número de actuador no establece un resultado de dimensionamiento confiable.
Esta guía explica un método práctico de dimensionamiento del torque del actuador de válvula para válvulas industriales de bola, mariposa y de macho. También muestra dónde pertenecen los factores de seguridad, por qué es importante una presión de aire mínima o un voltaje de suministro bajo y cómo el par de torsión máximo permitido del vástago puede descalificar a un actuador que parece lo suficientemente potente.
Comprobación rápida del tamaño del par
| Punto de dimensionamiento | Qué comprobar | Por qué es importante |
|---|---|---|
| Par de rotura para abrir | Torque requerido para mover la válvula desde la posición cerrada. | A menudo es uno de los puntos de torsión más altos, especialmente para válvulas de cuarto de vuelta con asiento. |
| Par de marcha | Torque durante el recorrido de la válvula. | Puede cambiar según el tipo de válvula, la presión, la condición del flujo, la fricción del empaque y los depósitos. |
| Torsión de cierre / asiento de extremo a extremo | Torque necesario para alcanzar la posición final cerrada. | Un par demasiado pequeño puede provocar fugas; demasiado puede dañar el asiento, el vástago o el acoplamiento. |
| Salida mínima del actuador | Salida con la peor presión de aire disponible o condición de suministro eléctrico. | Es posible que la salida del catálogo no coincida con la condición real del sitio en el actuador. |
| Salida máxima del actuador | La mayor salida posible del actuador o ajuste del interruptor de torsión. | Debe permanecer por debajo de los límites del MÁSTIL, la caja de cambios, el acoplamiento, la transmisión y el montaje. |
| factor de seguridad | Margen aprobado por el proyecto aplicado a datos de torque de válvula verificados. | Agrega asignación para servicio real sin reemplazar la revisión del servicio. |
Qué debe demostrar el tamaño del torque del actuador de válvula
Una verificación de tallas completa debe demostrar cuatro cosas:
- El actuador puede iniciar el movimiento de la válvula desde cualquier posición final cuando sea necesario.
- El actuador puede continuar durante toda su carrera sin déficit de par.
- El actuador puede alcanzar la posición final requerida y lograr la condición de cierre especificada.
- La máxima salida posible del actuador no dañará el vástago de la válvula, el tren de transmisión, la caja de cambios, el acoplamiento ni los componentes de montaje.
Las primeras tres comprobaciones establecen la producción mínima requerida. El cuarto establece el rendimiento máximo aceptable. Un buen tamaño debe caber dentro de ambos límites.
El resultado también debe seguir siendo válido en las condiciones de potencia reales. Normalmente, la salida del actuador neumático debe verificarse a la presión mínima disponible en el actuador mientras el sistema está funcionando, no a la presión de la placa de identificación del compresor. Los actuadores eléctricos deben revisarse al voltaje y frecuencia especificados, incluida la variación de voltaje permitida, las condiciones de arranque del motor y la clasificación de servicio.
Los valores de torsión que importan
Torque de apertura
El par de apertura, a menudo abreviado BTO, es el par necesario para mover una válvula cerrada lejos de su asiento. También se le llama par de rotura, par de arranque o par de arranque. Para muchas válvulas de bola de asiento blando, BTO es un punto crítico porque el contacto del asiento, la carga de presión y la fricción estática actúan juntos mientras la válvula ha estado estacionaria.
El par de frenado puede aumentar después de largos períodos de inactividad, cambios de temperatura, hinchazón del asiento, depósitos, corrosión o pérdida de lubricación. Por lo tanto, un valor medido en una válvula nueva y limpia a temperatura ambiente puede ser inferior al par requerido después de meses de servicio real.
Par de carrera
El par de funcionamiento es el par requerido mientras la válvula se desplaza entre sus posiciones finales. No es necesariamente constante. La fricción del rodamiento, la carga del empaque, las fuerzas del fluido y la geometría de la válvula pueden hacer que la demanda cambie con el ángulo.
Para una válvula de bola, el par de funcionamiento suele ser inferior a la demanda inicial de desbloqueo, pero eso no debe asumirse sin los datos de la válvula. Las válvulas de mariposa pueden desarrollar un par dinámico significativo bajo flujo, y la magnitud y dirección pueden cambiar con el ángulo del disco, la velocidad y la presión diferencial. Las válvulas de tapón pueden retener una fricción sustancial durante una mayor parte de su carrera.
Torque de extremo para abrir y de ruptura para cerrar
El torque de extremo a abierto es la demanda cerca de la posición completamente abierta. El par de apertura y cierre es el par necesario para comenzar a pasar de completamente abierto a cerrado. Estos valores son importantes cuando una válvula de proceso debe invertir de manera confiable la dirección desde cualquier posición final.
A veces se omiten en las tablas de torsión simplificadas. Si la válvula o el proceso produce un perfil de par asimétrico, asumir que la apertura y el cierre son idénticos puede subestimar una dirección.
Torsión de asiento o de extremo a cierre
Se requiere torsión de asiento cerca del final de la carrera de cierre para alcanzar la posición cerrada especificada y comprimir o acoplar el sistema de sellado según lo diseñado. Un par demasiado pequeño puede dejar la válvula cerca de su asiento y provocar fugas. El exceso de torsión puede dañar un asiento blando, deformar un vástago o un acoplamiento, sobrecargar una caja de cambios o generar disparos de torsión repetidos.
No aumente la configuración del actuador simplemente para compensar una válvula que ya no se asienta normalmente. Se debe investigar la desalineación, los depósitos, los daños en el asiento, la distorsión térmica o una obstrucción en lugar de forzarlos con más torsión.
De dónde deben provenir los datos de torque de la válvula
El fabricante de la válvula debe proporcionar los valores de torque requeridos para la construcción real de la válvula e identificar el ángulo y la dirección en la que ocurre cada máximo. Los datos deben corresponder a los seleccionados:
- Tipo, tamaño y clase de presión de válvula
- Materiales de carrocería, molduras, asientos, sellos y empaquetaduras.
- Presión diferencial máxima en cada dirección de flujo
- Temperaturas de funcionamiento y diseño.
- Sólidos, depósitos o viscosidad media y esperada
- Frecuencia de operación y períodos de inactividad esperados
- Rendimiento requerido de fuga o cierre
No dimensione a partir de un valor de torque copiado de una válvula del mismo tamaño nominal de otro fabricante. El diámetro del vástago, el diseño del asiento, el sistema de rodamientos, el acabado de la superficie, las tolerancias y la carga de presión pueden producir demandas de torque materialmente diferentes.
Si los datos de torque certificados no están disponibles, el proveedor debe indicar la base de la estimación y la incertidumbre aplicada. Para aislamiento crítico, parada de emergencia, gas a alta presión o servicio químico severo, la incertidumbre debe resolverse mediante revisión o pruebas de ingeniería en lugar de ocultarse dentro de un actuador arbitrariamente sobredimensionado.
Cómo cambian las condiciones del proceso el par requerido
El par de válvula publicado sólo es útil cuando su base de prueba coincide con el servicio. Las siguientes condiciones comúnmente requieren corrección o margen adicional:
| condición de servicio | Posible efecto sobre el par | Que confirmar |
|---|---|---|
| Mayor presión diferencial | Aumenta la carga de presión sobre el elemento de cierre o el asiento. | Presión diferencial máxima durante condiciones normales, de arranque, de parada y de perturbación |
| Baja temperatura | Puede aumentar la rigidez del sello, la fricción del empaque y la resistencia al lubricante. | Temperatura mínima de funcionamiento y ambiente, no solo temperatura normal |
| Alta temperatura | Puede cambiar la interferencia del asiento, los espacios libres, la carga de embalaje y la resistencia del material. | Temperatura máxima de proceso y ciclo térmico. |
| Gas seco o funcionamiento poco frecuente | Puede aumentar la fricción estática después de largos períodos estacionarios. | Horario de ciclismo y tiempo de inactividad más largo esperado |
| Lodos, incrustaciones o medios de cristalización | Los depósitos pueden obstruir el movimiento y aumentar la fricción del asiento o del rodamiento. | Contenido de sólidos, tamaño de partículas, disposición de lavado y limpieza. |
| Medios pegajosos o de alta viscosidad | Puede aumentar la demanda de arrastre y ruptura. | Viscosidad a la temperatura de servicio más baja. |
| Servicio de ciclo alto | Aumenta las limitaciones del actuador relacionadas con el calor, el desgaste y el servicio. | Ciclos por hora, tiempo de viaje y servicio modulante. |
| Asientos o embalaje envejecidos | La fricción puede aumentar durante el intervalo de servicio. | Intervalo de mantenimiento y condición esperada de fin de funcionamiento |
Estos efectos deben abordarse utilizando factores de servicio del fabricante de la válvula o correcciones específicas de la aplicación siempre que estén disponibles. Un factor de seguridad general no sustituye la comprensión del servicio.
Cómo aplicar un factor de seguridad
Un factor de seguridad agrega margen entre la demanda esperada de la válvula y la salida mínima del actuador. En su forma más simple:
Par de diseño = par de válvula verificado × factor de seguridad aprobado
Aplique esta fórmula en cada punto de torque relevante, no solo en el torque de rotura. El factor aprobado debe seguir la recomendación del fabricante de la válvula, la guía del fabricante del actuador o la especificación del proyecto, y no debe volver a contarse si los datos de torque de la válvula ya incluyen un margen de servicio documentado.
Por ejemplo, si el par de apertura verificado es de 400 Nm y el factor aprobado es 1,25, el valor de diseño para esa posición es de 500 Nm. Este es sólo un ejemplo para esa posición, no un porcentaje de tamaño universal.
Esta ecuación es simple; elegir el factor no lo es. Emerson publica un ejemplo de tamaño de actuador utilizando 1,2 o 20 %, pero ese es un ejemplo para el cálculo indicado, no una regla industrial universal. El margen requerido depende de cómo se estableció el par de válvula original, si ya incluye factores de servicio, la severidad de la aplicación, la certeza del suministro de energía y las especificaciones del proyecto.
Evite el margen de doble conteo
Pregunte si la tabla de torque de la válvula es:
- Un valor de prueba bruto
- Un valor nominal calculado
- Un par máximo requerido
- Ya corregido por presión diferencial y temperatura.
- Ya se suministra con un factor de seguridad recomendado por el fabricante.
Aplicar otro factor general a un número que ya incluye margen puede producir un sobredimensionamiento innecesario. El sobredimensionamiento aumenta el costo y puede hacer que una sobrecarga mecánica sea más severa.
Cuando puede ser necesario más margen
Se puede justificar un margen adicional cuando los datos de torque son inciertos, la válvula permanece inactiva durante períodos prolongados, los depósitos o la polimerización son creíbles, las temperaturas aumentan materialmente la fricción o una función de seguridad requiere un movimiento confiable en condiciones degradadas. El importe debe ser acordado entre el proveedor de la válvula, el proveedor del actuador y el ingeniero del proyecto.
Un mayor margen no soluciona un diseño de válvula inadecuado. Si los sólidos pueden acumularse en las cavidades, los materiales se hinchan en el medio o la válvula es propensa a sufrir adherencias térmicas, la respuesta correcta puede ser una válvula, un asiento, una disposición de lavado o un procedimiento operativo diferente.
Haga coincidir las curvas de par completas
Después de corregir la demanda de la válvula, compárela con la salida del actuador en cada posición relevante. El actuador debe permanecer por encima de la curva requerida durante la apertura y el cierre.
Actuadores neumáticos de doble acción
Para un actuador de doble acción, verifique la salida en ambas direcciones a la presión de aire mínima disponible en el actuador, no a la presión de la placa de identificación del compresor ni a la presión del cabezal de la planta. Las tablas del catálogo son específicas de la presión. La selección de una columna de 6 bar no es válida si el actuador puede recibir solo 4,5 bar después de la pérdida del filtro-regulador, la pérdida de la tubería, la limitación del flujo de la válvula solenoide y la demanda de aire simultánea. Para verificaciones de capacidad de suministro de aire, revise también consumo de aire del actuador neumático.
Utilice los valores de torsión inicial, media y final del fabricante del actuador o la curva completa. Un único número de salida nominal puede ocultar un déficit en el que el mecanismo produce menos par.
Actuadores neumáticos con retorno por resorte
Un actuador de retorno por resorte tiene dos perfiles de salida diferentes:
- El golpe de aire, donde la fuerza neumática actúa contra el resorte.
- La carrera del resorte, donde la fuerza almacenada del resorte impulsa la válvula después de que se elimina el aire.
Verifique ambos trazos de forma independiente. El par del extremo del resorte debe ser suficiente para completar la acción de falla requerida, mientras que la carrera de aire debe superar la válvula más la carga del resorte a una presión de aire mínima. Una unidad que se abre correctamente durante la puesta en servicio aún puede no cerrar de manera segura después de una pérdida de aire si solo se verificó la carrera de aire.
La dirección del fallo debe definirse a partir del requisito de seguridad del proceso, no de la conveniencia del actuador. Revisión Selección de válvula de cierre fallido o de apertura fallida antes de asignar la orientación del actuador, luego haga coincidir la curva de salida del actuador con la curva de demanda de torque de la válvula en ambas carreras.
Salida de cremallera y piñón frente a salida de yugo escocés
Los actuadores de piñón y cremallera y de yugo escocés no necesariamente producen el mismo perfil de torsión. Un mecanismo de yugo escocés puede proporcionar un mayor rendimiento cerca de los extremos del recorrido y un menor rendimiento cerca de la mitad de la carrera, lo que puede adaptarse a ciertos perfiles de demanda de válvulas de un cuarto de vuelta. La comparación todavía tiene que utilizar la curva real del fabricante; El tipo de mecanismo por sí solo no garantiza el tamaño correcto.
Actuadores eléctricos
Para un actuador eléctrico, confirme el par nominal, el par de arranque, el par de asiento permitido, los ajustes del interruptor de par y la salida máxima porque estos valores pueden diferir en el modelo seleccionado. No aumente la configuración del interruptor de torsión para forzar una válvula dañada, obstruida o desalineada. Verifique también:
- Tensión de alimentación, fase y frecuencia.
- Variación de tensión permitida
- Servicio de apertura-cierre, posicionamiento o modulación.
- Inicios por hora y tiempo de ejecución.
- Requisitos de temperatura ambiente, recinto y áreas peligrosas
- Límites térmicos del motor y del engranaje
Algunos actuadores eléctricos pueden proporcionar un mayor torque brevemente durante el desmontaje, pero esa característica debe confirmarse a partir de la documentación y la configuración del modelo seleccionado. No debe asumirse a partir del par nominal. El servicio de modulación y el servicio de apertura y cierre no deben tratarse como el mismo caso de dimensionamiento. Los compradores que comparen opciones de válvulas automatizadas también pueden revisar la Guía de selección de válvulas de bola eléctricas..
Verifique el torque máximo permitido del vástago
La producción mínima es sólo la mitad del tamaño del sobre. El par máximo entregable o establecido del actuador debe permanecer por debajo del límite más débil permitido en la cadena mecánica. Esto puede incluir:
- Par máximo permitido del vástago de la válvula
- Límite de par de entrada o salida de la caja de cambios
- Capacidad de llave, cuadrado o ranura
- Capacidad de acoplamiento y adaptador.
- Resistencia del soporte de montaje
- Par de referencia de la brida actuador-válvula
El par máximo permitido del vástago a menudo se abrevia como MAST. No es el par requerido para operar la válvula. Es un límite estructural. Por tanto, una selección válida satisface ambas condiciones:
Salida mínima del actuador > demanda de válvula corregida en cada posición requerida
Máxima salida posible del actuador o ajuste de par < límites aplicables de válvula y tren de transmisión
Si no se pueden cumplir ambas condiciones, simplemente elegir un actuador más grande no es seguro. Revise el diseño del vástago, la caja de cambios, el acoplamiento, el kit de montaje, los ajustes de control del actuador o la construcción de la válvula antes de aprobar el paquete. MAST es un límite estructural, no el par de operación requerido.
Ejemplo de dimensionamiento de un cuarto de vuelta trabajado
Supongamos que un fabricante de válvulas suministra los siguientes valores de torque máximo requerido para una válvula de bola de un cuarto de vuelta a la presión diferencial y temperatura del proyecto:
| Posición de la válvula | Requisito publicado | factor aprobado | Requisito de diseño |
|---|---|---|---|
| romper para abrir | 400 Nm | 1.25 | 500 Nm |
| Carrera a mitad de carrera | 240 Nm | 1.25 | 300 Nm |
| Fin para cerrar | 320 Nm | 1.25 | 400 Nm |
Un candidato a actuador neumático de doble efecto produce, a la presión de aire mínima disponible:
- 560 Nm al inicio de la apertura
- 420 Nm a mitad de carrera
- 470 Nm al final del cierre
El actuador supera los requisitos de diseño en los tres puntos comprobados. Pasa la comparación de producción mínima.
Ahora supongamos que su salida más alta posible a la presión de suministro máxima es de 720 Nm, mientras que el MAST de válvula confirmado y todos los límites del tren de transmisión están por encima de 900 Nm. También pasa la prueba preliminar de sobrecarga. La selección no está completa hasta que se confirmen la interfaz de montaje, el tiempo de carrera, el consumo de aire, el servicio, la acción de falla, los accesorios y las condiciones ambientales, pero la comparación de torque es aceptable.
Si el actuador produjera sólo 280 Nm a mitad de carrera, fallaría aunque su par de arranque excediera el requisito de frenado de 500 Nm. Si su salida máxima posible excediera el límite del vástago o del acoplamiento, también fallaría a pesar de tener un par de operación amplio.
El montaje y la alineación pueden cambiar el resultado del campo
Un cálculo correcto aún puede producir un mal funcionamiento si el actuador está mal montado. La carga lateral, un soporte descentrado, un adaptador de transmisión incorrecto o un acoplamiento insuficiente del acoplamiento pueden aumentar la fricción y concentrar la tensión.
ISO 5211:2026 define los requisitos para las interfaces de conexión de actuadores de fracción de vuelta, incluidas las dimensiones de bridas y componentes de accionamiento y los valores de par de referencia. No elimina la necesidad de diseñar el soporte intermedio y el acoplamiento para la carga real. Cuando el montaje directo no sea práctico, el kit de montaje completo debe transmitir el par sin deflexión ni holgura excesivas. Para obtener detalles de montaje, consulte nuestra Guía de montaje de válvula accionada ISO 5211.
Verifique la alineación del actuador y la válvula durante toda la carrera antes de aumentar los ajustes de torque. Ver la guía de actuadores de válvula desalineados para consecuencias mecánicas comunes.
Errores comunes en el tamaño del actuador
Utilizar únicamente el tamaño de válvula nominal
Dos válvulas DN100 o de 4 pulgadas pueden requerir un torque diferente porque su clase de presión, material del asiento, vástago, sistema de cojinetes y presión diferencial difieren. El tamaño no es una especificación de torque.
Comprobación únicamente del par de rotura
La apertura para abrir puede ser la mayor demanda, pero no es automáticamente el único punto crítico. Los requisitos para correr, invertir la dirección y sentarse aún necesitan comparación.
Uso de presión de aire normal en lugar de presión de aire mínima disponible
La potencia neumática disminuye con la presión de suministro. El dimensionamiento a una presión de catálogo conveniente no puede dejar margen de torsión durante la demanda máxima de aire de la planta o la pérdida de presión de los accesorios.
Ignorando el golpe de resorte
Un actuador de retorno por resorte debe operar la válvula con energía de resorte almacenada durante la carrera de falla. El desempeño del golpe de aire por sí solo no puede probar la acción de falla de apertura o falla de cierre.
Aplicar un factor de seguridad universal
Un porcentaje fijo no captura depósitos desconocidos, fricción del sello a baja temperatura o datos inciertos de la válvula. También podrá duplicar el margen ya incluido por el fabricante de la válvula.
Ignorando MAST
MAST es un límite estructural, no un par de operación objetivo. Los ajustes máximos de presión de suministro y par del actuador deben incluirse en la verificación de sobrecarga.
Confundir par con empuje
Esta guía se centra principalmente en las válvulas de fracción de vuelta. Las válvulas de compuerta y de globo multivueltas pueden requerir cálculos de empuje además del par de entrada, según la geometría del vástago, la presión diferencial, la carga de empaque y asiento.
Actuador sobredimensionado sin verificar los límites del vástago/caja de cambios
Un actuador más grande puede dañar el vástago de la válvula, la caja de cambios, el acoplamiento o el hardware de montaje si su salida máxima excede el límite mecánico. Más torque no es automáticamente una selección más segura.
Uso de datos de torque de una válvula de otro fabricante
El torque de una válvula de apariencia similar puede ser incorrecto porque el diseño del asiento, el recubrimiento, la empaquetadura, el diámetro del vástago y la clase de presión varían según el fabricante. Utilice datos de torque verificados para la construcción exacta de la válvula que se cotiza.
Flujo de trabajo para dimensionar el par del actuador
- Defina la función de la válvula, la posición normal y la posición de falla requerida.
- Obtenga datos de torque del fabricante para la construcción exacta de la válvula.
- Confirme la presión diferencial máxima en ambas direcciones del flujo.
- Corrija el par de la válvula según el medio, la temperatura, los depósitos, la frecuencia y el tiempo de inactividad reales.
- Confirme si los valores suministrados ya incluyen el margen de servicio.
- Aplique el factor de seguridad aprobado por el proyecto cuando sea necesario.
- Identifique la presión neumática mínima o la peor condición de suministro eléctrico en el actuador.
- Compare la salida del actuador y la demanda de la válvula en cada punto crítico en ambas direcciones.
- Para el retorno por resorte, verifique las carreras de aire y de resorte por separado.
- Verifique los límites del MÁSTIL, la caja de cambios, la transmisión, el acoplamiento, el soporte y la interfaz a la máxima potencia posible.
- Confirme el ciclo de trabajo, el tiempo de funcionamiento, los arranques por hora, el entorno y los accesorios.
- Documente los supuestos y la configuración aprobada en la hoja de datos o cotización.
Información que los compradores deben proporcionar antes de dimensionar el actuador
Antes de solicitar la selección de un actuador neumático o eléctrico, proporcione suficientes datos para que el proveedor de la válvula verifique tanto el torque requerido como los límites mecánicos permitidos:
- Tipo de válvula: bola, mariposa, obturador, compuerta, globo o válvula de control
- Tamaño de válvula / DN / NPS y clase de presión / PN / Clase
- Modelo de válvula, dibujo, tamaño del vástago, conexión de accionamiento e interfaz de montaje ISO 5211, si está disponible
- Dirección de apertura y posición de fallo requerida: fallo de apertura, fallo de cierre o fallo de último
- Media, presión de operación, presión de diseño y presión diferencial máxima
- Temperatura de funcionamiento, temperatura de diseño, medios limpios, lodos, fluidos viscosos o medios cristalizados
- Clase de fuga requerida o condición de cierre
- Par de apertura, par de funcionamiento, par de apertura y par de asiento
- Par máximo permitido del vástago/MAST y cualquier límite de caja de cambios, acoplamiento o montaje
- Factor de seguridad requerido o margen de tamaño del proyecto
- Rango de presión de aire disponible y presión de aire mínima en el actuador para actuadores neumáticos
- Voltaje, fase, frecuencia, modo de control, ciclo de trabajo y arranques por hora para actuadores eléctricos.
- Accesorios necesarios: válvula solenoide, interruptor de límite, posicionador, volante, caja de cambios o controles locales
- Gabinete/clasificación IP/requisito de área peligrosa y requisito de documentación
Para el tamaño del actuador, los datos incompletos de torque y suministro de energía pueden dar como resultado que un actuador se mueva durante la puesta en servicio pero falle en condiciones de operación reales. Para aplicaciones de válvulas de bola automatizadas, Vcore Valve puede revisar la construcción de la válvula y la configuración del actuador juntas. Los recursos relacionados incluyen válvulas de bola industriales, Selección de válvula de bola con asiento blando o con asiento metálico y selección del actuador de válvula.
Resumen de decisiones de ingeniería
El dimensionamiento del par del actuador de la válvula es un ejercicio de coincidencia de curvas y verificación de límites, no una comparación de un solo número. El actuador debe exceder la demanda corregida de la válvula en el arranque, en el recorrido y en el asiento final en ambas direcciones requeridas. La selección neumática debe utilizar la presión de aire mínima disponible y la selección de retorno por resorte debe verificar las carreras del aire y del resorte de forma independiente. La selección eléctrica debe incluir la variación del suministro, el funcionamiento y el comportamiento de control del par.
El actuador seleccionado también debe permanecer dentro del par máximo permitido del vástago, la caja de engranajes, el acoplamiento y la interfaz de montaje. Un actuador más grande no es automáticamente más seguro. La selección confiable proviene de datos de torque de válvulas verificados, supuestos de servicio explícitos y una comparación documentada de los perfiles completos de torque de válvulas y actuadores.
El dimensionamiento del par es sólo una parte de la selección del actuador. También se deben revisar la fuente de energía, el movimiento de la válvula, la acción de falla, el modo de control, el servicio, el entorno y el montaje. Vea nuestro guía completa de selección de actuadores de válvulas para el proceso de selección completo.
Para solicitar una revisión de la configuración, envíe a Vcore Valve el tipo de válvula, tamaño, clase de presión, medio, presión diferencial, temperatura, frecuencia de operación, posición de falla requerida, fuente de alimentación disponible y requisitos de documentación del proyecto a través del página de consulta sobre proyectos de válvulas.
Preguntas frecuentes
¿Qué es el tamaño del par del actuador de la válvula?
El dimensionamiento del par del actuador de la válvula es el proceso de comparar la curva de salida del actuador con la curva de demanda del par de la válvula a través de las carreras de apertura y cierre requeridas. También verifica que la salida máxima del actuador se mantenga por debajo de MAST y otros límites del tren de transmisión.
¿Qué es el par de rotura en una válvula?
El par de rotura es el par necesario para alejar una válvula de una posición final estacionaria. El par de apertura es a menudo crítico porque la carga del asiento y la fricción estática actúan juntas cuando una válvula cerrada comienza a moverse por primera vez.
¿El par de funcionamiento es siempre inferior al par de frenado?
No. A menudo es más bajo para algunos diseños de válvulas de bola, pero la geometría de la válvula, la presión diferencial, las fuerzas del fluido, los depósitos y la fricción pueden crear otro punto crítico durante el recorrido. Utilice los datos de par completo del fabricante de la válvula en lugar de asumir un perfil genérico.
¿Qué factor de seguridad se debe utilizar para el dimensionamiento del actuador?
No existe un factor universal para cada válvula y servicio. El factor debe seguir la recomendación del fabricante de la válvula, la guía del fabricante del actuador o la especificación del proyecto, considerando si el par publicado ya incluye correcciones de servicio.
¿Por qué un actuador neumático debe dimensionarse a una presión de aire mínima?
La salida del actuador disminuye con la presión de aire disponible. La pérdida de presión a través de filtros reguladores, tuberías, válvulas solenoides y la demanda simultánea de la planta pueden hacer que la presión en el actuador sea menor que la presión del compresor o del cabezal.
¿Cómo se dimensiona un actuador de retorno por resorte?
Verifique la carrera del aire y la carrera del resorte por separado con la curva de demanda de torque de la válvula. La dirección del fallo debe estar definida por el requisito de seguridad del proceso, y la carrera del resorte debe completar la acción de fallo de apertura o cierre requerida después de que se pierda el aire.
¿Puede un actuador ser demasiado grande para una válvula?
Sí. El exceso de salida puede sobrecargar el vástago de la válvula, la caja de cambios, el adaptador de transmisión, el acoplamiento o el soporte de montaje. Los ajustes máximos de salida y par del actuador deben permanecer por debajo de los límites mecánicos aplicables.
¿Cuál es la diferencia entre el torque de la válvula y MAST?
El torque de la válvula es la cantidad requerida para operar la válvula. El torque máximo permitido del vástago, o MAST, es un límite estructural que no debe excederse. Una selección correcta proporciona suficiente par de operación mientras se mantiene por debajo de MAST y otros límites del tren motriz.
