Productos de control de flujo AWWA: estándares para regulación, aislamiento y contraflujo

Un ingeniero de servicios públicos que escribe un paquete de válvulas para una nueva zona de presión escribe cuatro palabras en la especificación: "Productos de control de flujo AWWA". Vuelven tres citas y no hay dos que contengan la misma válvula. Un proveedor ofrece una válvula reductora de presión operada por piloto, otra, una válvula de mariposa con asiento de goma y actuador eléctrico, y otra, una válvula de compuerta con asiento elástico. En un sentido estricto, las tres citas son defendibles.

La razón es simple: AWWA no publica un estándar de producto único llamado control de flujo. Publica una familia de normas que dividen el trabajo por función, cubriendo regulación, aislamiento, prevención de contraflujo, actuación y revestimiento interior. Primero arregle la función y luego el estándar.

¿Qué norma AWWA cubre qué producto de control de flujo?

El resumen siguiente no sustituye a los estándares en sí, pero es la forma más rápida de dirigir una especificación al documento correcto antes de que se abra la primera cotización.

Los rangos de tamaño y las clasificaciones cambian entre ediciones. Confirme siempre con la edición a la que realmente hace referencia su especificación.

Dentro de una válvula operada por piloto: de dónde proviene realmente la precisión

Los compradores tienden a juzgar una válvula de control por su cuerpo. En un diseño operado por piloto, el cuerpo establece la capacidad y el comportamiento de cavitación, mientras que el circuito piloto establece la precisión. Dos válvulas con cuerpos idénticos y diferentes ajustes piloto mantendrán la presión del agua abajo de manera muy diferente.

• El piloto detecta la presión del agua abajo y modula el diafragma o pistón de la válvula principal. Si el sensor del grifo se encuentra en un flujo turbulento o en un punto alto donde se acumula aire, la válvula reacciona al ruido en lugar de a la presión.
• Los grifos sensores normalmente se toman de dos a cinco diámetros de tubería aguas abajo en tuberías rectas y deben ser aislantes y lavables.
• Los controles de velocidad en el circuito piloto controlan la rapidez con la que se abre y cierra la válvula. Si se cierra demasiado rápido, la oleada sube por la tubería principal; cierra demasiado lentamente y la zona se desplaza antes de que la válvula responda.
• La cavitación, no el caudal, suele ser la condición limitante. Los proveedores publican un índice de cavitación; En muchos diseños, el daño comienza una vez que el índice operativo cae por debajo de aproximadamente 2,5. Si la caída de presión requerida es demasiado grande para una válvula, divídala en dos.
• La posición de fallo importa más que el punto de ajuste. Una válvula de cierre a prueba de resorte protege la zona aguas abajo; La apertura en caso de fallo protege el suministro de aguas arriba. Decida qué fallo puede tolerar el sistema antes de realizar el pedido.

Comparación de los productos de control de flujo AWWA uno al lado del otro

Los números ocultos detrás de la selección del control de flujo

El precio de compra suele ser la línea más pequeña en el costo de veinte años de una válvula de control de abastecimiento de agua. El siguiente cuadro muestra cómo se distribuye realmente ese costo a lo largo de una vida útil típica.

Dos barras explican por qué se compran válvulas C530. El tiempo de inactividad no planificado es costoso porque el personal cuesta lo mismo independientemente de que la válvula funcione o no. El mantenimiento es caro porque los elastómeros, pilotos y revestimientos tienen vidas finitas; Los intervalos de reemplazo de diafragmas y manguitos en servicios de agua limpia a menudo se miden en cinco a siete años, y considerablemente menos cuando el medio es abrasivo o químicamente agresivo.

La presión también influye en los costos. Los modelos de fugas utilizados por las empresas de agua combinadas escalan las fugas con una presión elevada a una potencia entre aproximadamente 1,1 y 1,5, por lo que un corte moderado en la presión de la zona produce un corte desproporcionado en la pérdida de agua. Por lo tanto, una válvula de control que mantiene firmemente el punto de ajuste a un flujo bajo es parte del presupuesto de fugas, no solo un componente hidráulico.

Dónde se instalan los productos de control de flujo AWWA

La distribución y la recolección dominan porque cada zona de presión, estación de bombeo y tubería principal de transmisión necesita válvulas que regule o aíslen. Dentro de una planta de tratamiento el panorama cambia, porque el medio rara vez es agua limpia. La lechada de cal, el cloruro férrico, el polímero, el lodo de aluminio y el retrolavado del filtro se incrustan, cristalizan o desgastan, y una válvula de control operada por piloto que es ideal en una tubería de distribución puede ser la elección equivocada en una línea de cal.

Las válvulas de manguito accionadas por aire se adaptan a esa función porque la única parte mojada es un manguito de goma. No hay asiento, ni cavidad ni bolsillo para que se acumulen los cristales, y la funda se puede reemplazar sin levantar el cuerpo fuera de la línea. Compradores comparando Tablas de tamaño de válvulas de manguito Las válvulas de control C530 generalmente eligen entre precisión y resistencia a obstrucciones, no entre productos buenos y malos.

Válvulas de manguito accionadas por aire para líneas automatizadas de lodos y lodos La funda de goma es la única parte húmeda, lo que permite un flujo de paso total resistente a obstrucciones y un sistema de control para operaciones con lodos o lodos abrasivos. Ver producto →

Para zonas automatizadas, una unidad operada por aire conecta la válvula al sistema de control de la planta mientras mantiene la ruta de flujo total que requieren las líneas de lodos y lodos.

Una secuencia de selección práctica

1. Escriba el deber, no el dispositivo. Indique la función en números: reducir de 120 psi a 65 psi en 400 a 2400 gpm, falla en cierre, cierre hermético.
2. Fije el sobre antes de comparar productos: flujo máximo y mínimo, rango de presión de entrada, pérdida de carga permitida, precisión requerida, temperatura y medio.
3. Compruebe la cavitación en el peor de los casos. Las condiciones promedio no dañan las válvulas; la presión aguas abajo más baja combinada con la presión aguas arriba más alta lo hace.
4. Tamaño en el extremo de bajo flujo. Una válvula del tamaño adecuado para el flujo máximo funcionará durante la noche. Confirme la relación de reducción que el piloto realmente puede mantener.
5. Confirme la interfaz: bridas, dimensiones cara a cara, holgura del actuador y orientación del vástago.
6. Especifique la documentación: informes de pruebas hidrostáticas y de fuga de asiento, documentación de recubrimiento, certificados de materiales y detalles de actuación.

Cuando el medio es abrasivo en lugar de limpio, la secuencia permanece igual pero el tipo de válvula cambia. La arena, los cribados, las escamas de laminación y los lodos minerales atraviesan rápidamente las válvulas de asiento blando, por lo que una compuerta de guillotina de puerto completo con un revestimiento de desgaste reemplazable suele ser una mejor respuesta de aislamiento que una válvula de compuerta de asiento elástica. La misma lógica se expone con más detalle en este guía de selección de válvulas de guillotina para lodos .

Válvulas de guillotina revestidas de poliuretano KGV-PU para lodos abrasivos El cuerpo completamente revestido de poliuretano y la compuerta de cuchilla de diámetro total resisten lodos con alto contenido de sólidos y alta velocidad donde las válvulas de asiento blandas se desgastan rápidamente. Ver producto →

Las series construidas alrededor de un cuerpo revestido de poliuretano o reforzado de otro modo generalmente se reservan para las líneas donde el contenido de sólidos y la velocidad son altos.

Mantenimiento, pruebas y cumplimiento

Las válvulas fallan lenta y silenciosamente. Un punto de ajuste que se desvía dos o tres psi sin ningún cambio en la demanda generalmente indica un piloto averiado, un diafragma hinchado o una línea de detección parcialmente bloqueada en lugar de un cambio del sistema.

• Ejercite cada válvula de aislamiento al menos una vez al año y registre el torque o las vueltas; una tendencia ascendente predice un vástago o asiento caído.
• Mantenga en stock conjuntos piloto, diafragmas y mangas. Ellos deciden si una reparación dura dos horas o dos semanas.
• Registre mensualmente el punto de ajuste y la presión aguas abajo. La deriva es la señal de alerta temprana más barata disponible.
• Conservar los certificados de prueba. Se necesitan informes hidrostáticos y de fugas de asientos, además de registros del revestimiento interior, durante la puesta en servicio y nuevamente durante las auditorías.
• Trate el revestimiento como un elemento de mantenimiento. Las novias cortadas en obra y los interiores rayados necesitan retoque; en agua agresiva, una falla del recubrimiento se convierte en una falla por corrosión.

Los circuitos de dosificación de productos químicos merecen una atención especial. Las líneas de alimentación de polímero, cal y coagulante a menudo funcionan mejor con una bomba peristáltica o de manguera que con cualquier válvula ubicada en la ruta del flujo, porque la bomba mide la dosis y nada obstruye la línea.

Bombas de manguera de rodillos para dosificación de productos químicos y medios abrasivos La bomba de manguera peristáltica mide dosis de productos químicos y transfiere medios abrasivos o viscosos con solo la manguera en contacto con el fluido. Ver producto →

Las bombas de manguera de rodillos son una opción común aquí, ya que la única pieza que se desgasta es la propia manguera y la precisión de la dosificación se mantiene estable a medida que la manguera envejece.

Los productos de control de flujo AWWA no son una categoría de catálogo. Son una respuesta basada en estándares a un deber definido, y la forma más rápida de evitar una compra incorrecta es nombrar la función antes de nombrar la válvula. La regulación va a C530, el aislamiento a C504, C507, C509 o C515, la prevención de contraflujo a C508 y el actuador y el revestimiento siguen a C540 y C550.

Una vez que se fija el estándar, las decisiones restantes son ingeniería ordinaria: verificación de cavitación en el peor de los casos, dimensionamiento en el extremo de bajo flujo, línea de detección en tubería recta, posición de falla acordada con las operaciones y pilotos de repuesto en el estante. Las empresas de servicios públicos que funcionan en ese orden tienden a comprar menos válvulas y reemplazarlas con menos frecuencia.