Una válvula de control ruidosa rara vez es sólo un inconveniente acústico. El sonido puede indicar velocidad excesiva, flujo de gas ahogado, cavitación, estrangulamiento inestable, vibración mecánica o una caída de presión que se disipa en el lugar equivocado.
El primer paso ruido de la válvula de control por lo tanto, la reducción no consiste en elegir un aislamiento más grueso o un actuador diferente. Es identificar la fuente de energía, la ruta de transmisión y las condiciones de funcionamiento lo que produce el ruido.
Los servicios de gas y vapor suelen generar ruido aerodinámico a través de turbulencias y chorros de alta velocidad. Los servicios líquidos pueden producir ruido hidrodinámico a través de turbulencias, cavitaciones o tapajuntas. Los problemas mecánicos, incluidos componentes sueltos, posición inestable de las válvulas y resonancia de las tuberías, pueden amplificar cualquiera de las condiciones.
Esta guía explica cómo distinguir estos mecanismos, recopilar datos de campo útiles, comparar opciones de control de ruido y especificar una válvula más silenciosa sin trasladar el problema a la tubería aguas abajo.
Tabla de contenidos
Por qué el ruido de la válvula de control es más que un problema de sonido
Una válvula de control disipa la energía del proceso reduciendo la presión. En condiciones suaves, esa energía se convierte en turbulencia y calor ordinarios. En condiciones severas, puede crear potentes chorros de gas, turbulencias relacionadas con golpes, burbujas de vapor, vibraciones estructurales y fuerzas fluctuantes en el trimado.
Estas condiciones pueden producir consecuencias más allá de un nivel sonoro incómodo:
- Daños en molduras, asientos, jaulas, vástago, eje o cuerpo
- Vibración y fatiga de tuberías aguas abajo
- Fuga de embalaje causada por movimientos repetidos
- Aflojamiento de tubos o soportes de instrumentos
- Posición inestable de la válvula y control deficiente del proceso
- Dificultades de comunicación cerca de equipos operativos
- Mayor exposición al ruido de los trabajadores
- Paradas inesperadas e intervalos de mantenimiento más cortos
Los requisitos de exposición ocupacional dependen de la jurisdicción, la duración de la exposición, el espectro de frecuencia y las prácticas laborales. Las instalaciones que operan en los Estados Unidos pueden consultar el Recursos de ruido ocupacional de OSHA, mientras que los proyectos internacionales deberían aplicar los requisitos de seguridad locales pertinentes.
La distinción importante de ingeniería es que una lectura aceptable en el lugar de trabajo no prueba que la válvula esté funcionando de manera segura. La energía acústica interna y la vibración aún pueden ser lo suficientemente altas como para dañar las molduras o tuberías. Por el contrario, una válvula mecánicamente sana puede irradiar suficiente sonido en el aire como para requerir tratamiento acústico.
Un adecuado ruido de la válvula de control por lo tanto, la revisión debe examinar juntos la confiabilidad, el rendimiento del proceso, la integridad de las tuberías y la exposición del personal.
Cuatro fuentes de ruido de la válvula de control
La mayoría de las instalaciones ruidosas implican uno o más de cuatro mecanismos.
| Mecanismo de ruido | Servicio típico | Fuente primaria | Pistas comunes | Respuesta principal de ingeniería |
|---|---|---|---|---|
| Ruido aerodinámico | Gas, vapor o vapor | Chorros turbulentos de alta velocidad y efectos de flujo compresible | Fuerte silbido o rugido que aumenta con la caída o el flujo de presión | Reducir la energía del chorro, escenificar la caída de presión, gestionar la velocidad de salida |
| Turbulencia hidrodinámica | Líquido monofásico | Turbulencia y presión fluctuante | Sonido de corriente amplia sin daño claro por cavitación | Mejore el tamaño y controle la velocidad |
| Cavitación o tapajuntas | Líquido cerca de su límite de presión de vapor | Formación, colapso o flujo persistente de dos fases de burbujas | Grieta, vibración, picaduras o erosión aguas abajo | Distinguir la cavitación del tapajuntas y cambiar el perfil de presión |
| Vibración mecánica | Cualquier medio | Componentes sueltos, ajuste inestable, caza del actuador o resonancia | Sonajero, golpeteo, vibración tonal o cambio de sonido con el movimiento de la válvula | Inspeccionar componentes, estabilizar el control y evaluar la resonancia estructural |
El sonido por sí solo no puede proporcionar un diagnóstico final. Un silbido puede ser una turbulencia aerodinámica normal o un ruido severo de flujo compresible. Un sonido de traqueteo puede indicar cavitación, un componente suelto o resonancia de tubería. El patrón de sonido debe compararse con la presión, la temperatura, el flujo, el recorrido y la evidencia de inspección.
Ruido de la válvula de control aerodinámico en servicio de gas y vapor
El ruido aerodinámico se produce cuando el gas o el vapor se acelera mediante la restricción de la válvula. A medida que disminuye la presión, el fluido se expande y aumenta la velocidad. Los chorros de alta velocidad se mezclan con un fluido aguas abajo más lento, creando fluctuaciones de presión turbulentas que generan sonido dentro de la tubería.
Cuando la relación de presión se vuelve lo suficientemente grave, el flujo puede obstruirse. Es posible que abrir más la válvula o reducir la presión aguas abajo ya no aumente el flujo másico de la manera esperada, pero la energía adicional aún puede aumentar la velocidad, el ruido, la vibración y la tensión aguas abajo.
Por qué es importante la relación de presión
La presión diferencial por sí sola no describe un caso de flujo compresible. La presión de entrada, la presión de salida, la relación de presión, las propiedades del gas, la temperatura, el peso molecular, la relación de calor específico, la compresibilidad, la geometría de la válvula y el caudal afectan el resultado.
Una válvula que reduce la presión debido a una condición de entrada muy alta puede producir una presión sustancial ruido de la válvula de control incluso cuando su tamaño nominal de tubería y Cv parecen adecuados.
Cómo se predice el ruido aerodinámico
El Método de predicción de ruido aerodinámico IEC 60534-8-3 establece un método para predecir los niveles de presión sonora externa generados por válvulas de control que manejan gas seco o vapor monofásico. El Estándar de predicción de ruido aerodinámico ISA también aborda la predicción del ruido de fluidos compresibles.
El cálculo de un fabricante debe utilizar datos específicos de la válvula en lugar de una regla genérica de velocidad en línea. Los factores relevantes pueden incluir:
- Estilo de válvula y coeficiente de flujo nominal
- Características de recuperación de presión
- Apertura de válvula en cada caso de operación
- Número, forma y distribución de los conductos de flujo de recorte
- Tamaño de salida y diámetro de tubería aguas abajo
- Espesor y material de la pared de la tubería
- Propiedades del gas y temperatura
- Reductores o expansores cerca de la válvula
- Distancia de medición requerida y entorno acústico
Los resultados de la predicción son estimaciones basadas en suposiciones definidas. La instalación real puede diferir debido a codos cercanos, conexiones de ramales, soportes de tuberías, aislamiento, superficies reflectantes, equipos de fondo y variabilidad del proceso.
Ruido de la válvula de control hidrodinámico en servicio líquido
El ruido del flujo de líquido comienza con turbulencia a medida que el fluido pasa por la restricción. Si la presión local mínima se mantiene por encima de la presión de vapor del líquido, el flujo sigue siendo monofásico. La válvula aún puede generar ruido, pero el mecanismo es diferente al de la cavitación.
Cuando la presión mínima cae por debajo de la presión de vapor, se forman burbujas de vapor. Lo que sucede después de la recuperación de la presión determina si el líquido está cavitando o parpadeando.
Cavitación
Durante la cavitación, la presión aguas abajo se recupera por encima de la presión de vapor. Las burbujas colapsan, creando cargas de choque localizadas, vibraciones, ruidos y daños materiales similares a cráteres. La cavitación severa puede atacar la moldura, el cuerpo, la región de salida o las tuberías cercanas.
Intermitente
Durante el parpadeo, la presión aguas abajo permanece en la presión de vapor o por debajo de ella. El vapor persiste después de la válvula en lugar de colapsar. La mezcla de dos fases puede crear una alta velocidad de salida, erosión direccional, vibración y ruido sostenido que se extiende hacia las tuberías aguas abajo.
El Método de predicción de ruido hidrodinámico IEC 60534-8-4 cubre el ruido generado por el flujo de líquido, incluidas la turbulencia y la cavitación normales. Los procedimientos de medición de laboratorio para el ruido hidrodinámico de las válvulas y el inicio de la cavitación se abordan mediante IEC 60534-8-2.
Esta distinción es esencial porque el ajuste de bajo ruido diseñado para controlar la cavitación no puede eliminar automáticamente el parpadeo. Si el vapor permanece aguas abajo, la solución de ingeniería debe gestionar la velocidad de dos fases, la erosión, la geometría de salida y las tuberías aguas abajo.
Para obtener una explicación detallada de las condiciones de presión involucradas, revise el guía de cavitación y tapajuntas de válvula de control.
Ruido y Vibración Mecánica
No todo ruido de la válvula de control se origina en la dinámica de fluidos. La holgura mecánica, el posicionamiento inestable, la resonancia estructural o el ensamblaje incorrecto pueden generar traqueteos, golpes, zumbidos o vibraciones tonales.
Las causas mecánicas comunes incluyen:
- Superficies desgastadas de tapón, jaula, eje, cojinete o guía
- Conexiones de actuador o yugo sueltas
- Espacio libre excesivo para vástago o eje
- Dirección de flujo incorrecta
- Una válvula que funciona demasiado cerca del asiento
- Empuje o par del actuador demasiado bajo
- Ajuste del posicionador que provoca la caza
- Restricciones de aire por instrumentos o suministro de aire inestable
- Tensión de tubería que distorsiona el cuerpo de la válvula
- Soportes para tuberías mal colocados o insuficientes
- Una frecuencia de tubería natural excitada por la pulsación de flujo
- Reductores, codos o ramas colocados demasiado cerca de la salida de la válvula
El ruido mecánico a menudo cambia cuando cambia la posición de la válvula, el modo de control, la presión del actuador o la condición de soporte de la tubería. Un zumbido de frecuencia estrecha o golpes repetidos pueden ser más consistentes con resonancia o movimiento inestable que el ruido turbulento ordinario.
No asuma que reemplazar el cuerpo de la válvula resolverá estos problemas. El bucle de control, el actuador, los accesorios, la instalación y la estructura de tuberías deben inspeccionarse como un sistema.
Cómo llega el ruido de la válvula de control al área circundante
Un modelo útil de control de ruido separa el problema en tres partes:
- Fuente: Donde se genera energía acústica
- Camino: Cómo viaja la energía a través de fluidos, metales, aislamientos, soportes o aire
- Receptor: La persona, instrumento, estructura o equipo vecino afectado
El ruido generado dentro de una válvula viaja a través del fluido aguas abajo y excita la pared de la tubería. Luego, la tubería irradia sonido en el aire. La vibración también puede viajar a través del cuerpo de la válvula, bridas, soportes y equipos conectados.
Esto explica por qué la ubicación externa más ruidosa puede ser varios diámetros de tubería aguas abajo en lugar de directamente al lado de la válvula. También explica por qué agregar aislamiento alrededor del cuerpo por sí solo puede producir pocas mejoras.
La potencia sonora y la presión sonora son diferentes
La potencia sonora describe la energía acústica generada por la fuente. El nivel de presión sonora describe el sonido medido en un lugar particular. El valor medido cambia con la distancia, el ruido de fondo, las superficies reflectantes, el aislamiento, la configuración de las tuberías y el método de medición.
Por lo tanto, una especificación de compra debería definir:
- Método de predicción requerido
- Caso operativo en evaluación
- Ubicación y distancia de la medición
- Si el límite se aplica únicamente a la válvula o al sistema de válvula y tubería
- Diámetro, cronograma y material de la tubería
- Condición de aislamiento
- Si el valor indicado se predice, prueba o mide en campo
- Método de ponderación de frecuencia y presentación de informes
Sin estos detalles, dos proveedores pueden reportar valores diferentes incluso al evaluar equipos similares.
Un flujo de trabajo de diagnóstico de ocho pasos
Una investigación estructurada es más eficaz que instalar un dispositivo de control de ruido tras otro.
1. Confirmar el caso operativo
Registre el flujo mínimo, normal y máximo con su correspondiente presión de entrada, presión de salida y temperatura. Incluya condiciones de arranque, apagado, operación de derivación, limpieza y alteración.
No combine valores máximos no relacionados a menos que ocurran al mismo tiempo.
2. Sincronizar los datos
Comando de válvula de tendencia, recorrido real, flujo de proceso, P1, P2, temperatura, presión del actuador y mediciones de ruido o vibración en el mismo eje de tiempo.
Esto ayuda a determinar si ruido de la válvula de control comienza en una apertura de válvula específica, caudal, relación de presión o evento de bucle de control.
3. Verificar instrumentos y bases de presión
Verifique los rangos del transmisor, la calibración, las líneas de impulso, las unidades y si las presiones son manométricas o absolutas. Para el servicio de líquidos, confirme la presión de vapor a la temperatura y composición reales del fluido.
4. Clasificar el régimen de medio y flujo
Determinar si el servicio es:
- Gas o vapor monofásico
- Líquido monofásico
- Líquido cavitante
- Líquido intermitente
- Flujo de entrada de fase mixta
- Líquido que contiene sólidos
- Gas que contiene gotas o partículas
Un cálculo de ruido basado en un modelo de fase incorrecto puede producir un resultado engañoso.
5. Inspeccionar el recorrido y la estabilidad de la válvula
Determine si la válvula funciona a través de un rango de recorrido útil o permanece casi cerrada. Busque caza, movimiento de deslizamiento, exceso o respuesta retardada.
Una válvula grande que se estrangula a un recorrido muy bajo puede crear un chorro concentrado y fuerzas inestables incluso cuando su Cv nominal es mucho mayor que el Cv requerido.
6. Sonido y vibración del mapa
Mida en puntos repetibles a lo largo del cuerpo y las tuberías aguas abajo. Tenga en cuenta la distancia de medición, la posición de la válvula, la condición del proceso, el aislamiento y el estado del equipo cercano.
El análisis de frecuencia puede ayudar a distinguir el ruido de los fluidos de banda ancha de la vibración mecánica tonal, aunque debe ser realizado por personal calificado utilizando instrumentos adecuados.
7. Inspeccionar los daños internos y posteriores
Durante una interrupción, examine el tapizado, el asiento, las guías, la salida del cuerpo, el reductor, la tubería aguas abajo y el primer codo. Mapa de picaduras, erosión pulida, trastes, holgura y adelgazamiento de paredes.
8. Vuelva a calcular la válvula instalada
Vuelva a verificar la capacidad, el recorrido, la velocidad, el flujo obstruido, la cavitación, el parpadeo, el ruido, el margen del actuador y los efectos de ajuste. Phileda guía de dimensionamiento de válvulas de control explica la información del proceso necesaria para una revisión completa del tamaño.
Por qué Correct Cv no garantiza una válvula silenciosa
Cv indica la capacidad de flujo en condiciones definidas. No verifica de forma independiente el ruido, la velocidad, la controlabilidad, la cavitación, el parpadeo, la vibración o la estabilidad del actuador.
Varios errores de dimensionamiento contribuyen regularmente a un exceso ruido de la válvula de control.
Sobredimensionamiento
Una válvula de gran tamaño puede pasar la mayor parte de su vida útil cerca del asiento. Los pequeños movimientos crean grandes cambios en el área de flujo, lo que reduce la resolución del control y produce un chorro estrecho y de alta energía.
El sobredimensionamiento también puede aumentar la caza porque la válvula se mueve repetidamente alrededor de una pequeña abertura para mantener el punto de ajuste del proceso.
Dimensionando sólo el caso de flujo máximo
El caso de flujo máximo determina si hay suficiente capacidad disponible, pero el caso de flujo mínimo puede ser más difícil para la controlabilidad y el ruido. El inicio o la despresurización pueden crear la relación de presión más severa incluso cuando el caudal no está en su máximo.
Seleccionar por tamaño de línea
El diámetro de la tubería no es automáticamente el tamaño de válvula correcto. Una válvula de control del tamaño adecuado puede ser más pequeña que la línea, siempre que se evalúen los reductores, la velocidad de salida, la recuperación de presión y el ruido aguas abajo.
Ignorar los accesorios instalados
Los reductores, expansores, codos, silenciadores y difusores afectan el comportamiento del flujo y la transmisión acústica. Un cálculo basado en una válvula aislada puede diferir del resultado instalado.
Usar un valor de ruido para cada condición operativa
Controle los cambios de ruido de las válvulas con el flujo, la relación de presión, la apertura de las válvulas, las propiedades del medio y la configuración de la tubería. Un valor previsto en el punto de diseño no puede representar la envolvente operativa completa.
La jerarquía de reducción de ruido de la válvula de control
El plan de mitigación más confiable comienza en la fuente y avanza hacia afuera.
1. Reducir la caída de presión innecesaria
Si el diseño del proceso lo permite, reduzca la presión de entrada, aumente la presión aguas abajo, reubique la válvula o evite colocar la reducción de presión completa del sistema en un solo dispositivo.
Cualquier cambio de proceso debe revisarse para determinar el funcionamiento de la bomba, el rendimiento del compresor, los escenarios de alivio, la capacidad de producción y la autoridad de control.
2. Divida la caída de presión
El ajuste de múltiples etapas o una disposición coordinada de válvula y difusor divide una reducción severa de presión en varias reducciones más pequeñas. Esto reduce la energía manejada por cada chorro y puede reducir la velocidad máxima y la eficiencia acústica.
El diseño aún debe tener en cuenta las partículas, las obstrucciones, la erosión y el acceso de mantenimiento.
3. Divida el flujo en chorros más pequeños
El recorte silencioso suele utilizar muchos pasajes cuidadosamente distribuidos en lugar de una abertura grande. Los chorros más pequeños reducen la energía concentrada en un solo lugar y fomentan la mezcla controlada.
El número de etapas y pasajes debe seleccionarse utilizando el entorno operativo real, no simplemente solicitarse como una “jaula de bajo ruido” genérica”
4. Administrar la velocidad de salida
Una salida ampliada, una construcción de cuerpo expandido, una tubería aguas abajo del tamaño adecuado o un difusor diseñado pueden reducir la velocidad aguas abajo. El diseño debe evitar crear una contrapresión excesiva o mover la fuente de ruido a una restricción desprotegida.
5. Tratar la ruta de transmisión
El espesor de las paredes de las tuberías, el aislamiento acústico, los silenciadores, los recintos y los soportes mejorados pueden reducir el ruido radiado o transmitido. Estas medidas son útiles cuando el control de la fuente no puede alcanzar todo el objetivo.
6. Proteger el receptor
Es posible que el programa de seguridad de la instalación requiera acceso restringido, operación remota, control del tiempo de exposición y equipo de protección personal. Estos controles no corrigen las condiciones dañinas de las válvulas y no deben reemplazar las medidas de ingeniería.
Selección de molduras de bajo ruido
El ajuste silencioso no es un diseño único. La estructura adecuada depende de si el servicio involucra gas, vapor, turbulencia líquida, cavitación, tapajuntas, fluido limpio o sólidos.
Moldura multiagujero
Múltiples aberturas pequeñas dividen el flujo total en chorros más pequeños. La disposición puede reducir la interacción del chorro y distribuir la energía de manera más uniforme.
Los pasajes pequeños requieren una verificación cuidadosa de la contaminación, el tamaño de las partículas, la contaminación y la capacidad de limpieza.
Embellecedor multietapa
Varias etapas de reducción de presión limitan la caída de presión en cada etapa. En servicio de gas, esto puede reducir la velocidad del chorro y el ruido aerodinámico. En servicio de líquidos, el ajuste por etapas puede ayudar a mantener la presión local por encima de la presión de vapor o reducir la intensidad de la cavitación.
A válvula neumática de control de alta presión puede proporcionar un punto de partida para aplicaciones neumáticas de alta presión diferencial. El ajuste final aún debe diseñarse a partir de los datos del proceso.
Adorno de camino tortuoso
Una trayectoria de flujo controlada de múltiples vueltas disipa la energía gradualmente. Puede proporcionar fuerte ruido de la válvula de control reducción de aplicaciones limpias de servicio severo, pero los caminos estrechos pueden no ser adecuados para fluidos sucios o partículas más grandes.
Molduras guiadas monoplaza
Un tapón bien guiado puede mejorar la estabilidad cuando las fuerzas fluctuantes del fluido provocarían vibraciones. Para caídas de presión moderadas y regulación precisa, a válvula de control compacta monoplaza se puede considerar después de verificar los requisitos de capacidad, ruido, estabilidad y apagado.
Embellecedor de control giratorio
Las válvulas rotativas pueden ofrecer una alta capacidad y una estructura compacta, pero su recuperación de presión y comportamiento acústico deben evaluarse en el recorrido real. A válvula de bola de control neumática de puerto en V puede ser adecuado para algunos servicios de modulación, pero una apertura nominal en forma de V no silencia automáticamente todas las aplicaciones.
La arquitectura de la válvula debe seguir las condiciones del proceso. Los compradores pueden comparar los disponibles categoría de producto de válvula de control después de definir el régimen de flujo y el rendimiento acústico requerido.
¿recorte de válvula, difusor, silenciador o aislamiento?
Diferentes tratamientos actúan sobre diferentes partes del problema del ruido.
| Solución | Función principal | Situaciones adecuadas | Limitaciones importantes |
| Embellecedor multietapa de bajo ruido | Reduce el ruido en la fuente distribuyendo la caída de presión | Reducción severa de la presión de gases, vapor o líquidos limpios | Puede requerir pequeños pasajes y un cuidadoso control de limpieza |
| Moldura multiagujero | Las divisiones fluyen en chorros más pequeños | Ruido aerodinámico o hidrodinámico de moderado a severo | Debe verificar la interacción del chorro, la erosión y el riesgo de obstrucción |
| Difusor aguas abajo | Comparte reducción de presión y controla expansión | Sistemas de gas o vapor con espacio adecuado aguas abajo | Crea restricciones adicionales y requiere dimensionamiento a nivel de sistema |
| Silenciador en línea | Atenúa el ruido aerodinámico aguas abajo | Líneas de gas o vapor donde la reducción de fuente es insuficiente | Agrega pérdida de presión, tamaño, peso y requisitos de mantenimiento |
| Salida ampliada o tubería aguas abajo más grande | Reduce la velocidad y el ruido generado por las tuberías | Servicio de alto volumen de salida de gas, vapor o tapajuntas | No corrige un perfil de presión interno inadecuado |
| Aislamiento acústico de tuberías | Reduce el sonido aéreo irradiado a través de la pared de la tubería | Se abordan las condiciones de flujo del ruido radiado residual después de las condiciones de flujo | No elimina vibraciones internas, cavitación o erosión |
| Recinto acústico | Aísla el sonido aéreo de los alrededores | Instalaciones accesibles con provisiones de ventilación y mantenimiento | Debe considerar el calor, la detección de fugas, el acceso y el funcionamiento del actuador |
| Soportes de tubería mejorados | Reduce el movimiento y la amplificación estructural | Vibración o resonancia de tuberías | Las restricciones mal diseñadas pueden transferir fuerzas a otros lugares |
El resultado más fuerte a menudo combina el tratamiento de la fuente con el tratamiento de la ruta. Por ejemplo, un ajuste silencioso puede reducir el sonido generado, mientras que el aislamiento de la tubería aguas abajo controla el ruido radiado restante.
Decisiones de tuberías que afectan el ruido de la válvula de control
Una válvula no debe evaluarse por separado de su tubería.
Diámetro de la tubería aguas abajo
El gas y el vapor se expanden a medida que cae la presión. Si la tubería aguas abajo es demasiado pequeña, la velocidad y la excitación de la pared de la tubería pueden permanecer altas incluso después de instalar el ajuste de bajo ruido.
Reductores y expansores
Los cambios bruscos de área pueden crear separación, turbulencia y ruido adicional. La geometría del reductor y la distancia desde la válvula deben incluirse en el cálculo instalado.
Codos y conexiones de ramas
Un chorro de alta velocidad que golpea un codo o rama cercana puede provocar vibración y erosión localizada. Cuando sea práctico, proporcione un recorrido recto adecuado después de la válvula según la disposición diseñada.
Espesor de la pared de la tubería
Una pared de tubería más pesada puede reducir la transmisión acústica en algunas aplicaciones. Debe seleccionarse mediante cálculos de tensión, tolerancia a la corrosión, acústica, peso y soporte, que no se tratan como una cura universal.
Soportes para tuberías
Los soportes deben controlar el movimiento sin crear una tensión local excesiva. Si hay vibración, revise la rigidez del soporte, el espaciado, la expansión térmica y las frecuencias naturales estructurales.
Aislamiento
El aislamiento acústico debe diseñarse para el rango de frecuencia y el entorno de instalación requeridos. Es posible que el aislamiento térmico por sí solo no proporcione el rendimiento acústico esperado.
El aislamiento también debe permitir una inspección, drenaje, detección de fugas y mantenimiento seguros.
Correcciones comunes de control de ruido que fallan
“Instalar una válvula más grande”
Un cuerpo más grande no garantiza una parte inferior ruido de la válvula de control. Puede acercar el funcionamiento normal al asiento y crear una resolución de control más deficiente.
Vuelva a calcular el recorrido, la velocidad de salida, la recuperación de presión y el ruido antes de aumentar el tamaño de la válvula.
“Agregue aislamiento alrededor de la válvula”
El aislamiento puede reducir el sonido irradiado en el aire. No puede eliminar la cavitación, los destellos, la velocidad interna excesiva, los adornos inestables o la vibración estructural.
“Reemplazar el accionamiento neumático por accionamiento eléctrico”
El tipo de actuador no suele eliminar el ruido generado por el fluido. Un actuador diferente puede mejorar el posicionamiento en una aplicación específica, pero la caída de presión de la válvula y la trayectoria del flujo siguen siendo la principal fuente acústica.
Para tareas desatendidas de alta presión donde se requiere accionamiento eléctrico, un válvula eléctrica de control de ultra alta presión aún necesita una revisión completa del ruido y el tamaño.
“Usa un material más duro”
Los adornos duros pueden resistir la erosión. No reduce significativamente la energía acústica generada por un chorro de alta velocidad o el colapso de burbujas.
“Especifique un valor máximo de dB sin condiciones”
Un límite de sonido sin el caso operativo, la distancia de medición, los datos de tuberías y el método de predicción está incompleto. El proveedor no puede determinar de forma fiable qué configuración debe cumplir el objetivo.
“Utilice una restricción aguas abajo para crear contrapresión”
Un difusor o restricción puede ser parte de una solución diseñada. Un orificio no calculado puede simplemente convertirse en una segunda fuente de ruido, reducir la capacidad o crear una condición de presión insegura.
Información requerida para una revisión de ruido
Una RFQ completa debería permitir al ingeniero de válvulas calcular la capacidad, el recorrido, el régimen de flujo, la velocidad, el ruido, los materiales y el margen del actuador juntos.
| Grupo de datos | Información para proporcionar |
| Medio | Gas, vapor, vapor, líquido, composición, sólidos, gotitas, propiedades corrosivas |
| Propiedades de flujo | Peso molecular, densidad, viscosidad, relación calor-específica, compresibilidad, presión de vapor, presión crítica cuando corresponda |
| Casos operativos | Flujo mínimo, normal, máximo, inicio, apagado y recalcado |
| Presiones | P1 y P2 correspondientes para cada caso, claramente marcados como calibre o absoluto |
| Temperatura | Temperatura real para cada caso de funcionamiento |
| Tubería | Tamaño, cronograma, material, reductores, codos, ramas y recorrido recto disponible aguas arriba y aguas abajo |
| Servicio de válvula | Objetivo de control, Cv requerido, recorrido esperado, capacidad de alcance, clase de cierre, dirección del flujo y ciclo de trabajo |
| Actuación | Neumático o eléctrico, suministro, señal, posición de falla, tiempo de caricias y accesorios |
| Requisito de ruido | Nivel máximo de presión sonora, distancia de medición, método, condición de aislamiento y caso de operación |
| Evidencia del sitio | Mediciones existentes, espectro de frecuencia, datos de vibraciones, fotografías, historial de daños y hoja de datos de válvulas anteriores |
| Requisitos del proyecto | Materiales, clase de presión, conexiones, requisitos de áreas peligrosas, pruebas, documentación y estándares aplicables |
Si no se dispone de datos completos sobre las propiedades del proceso, identifique los valores faltantes en lugar de reemplazarlos con suposiciones no relacionadas.
Puesta en servicio de una válvula de control de bajo ruido
La reducción de ruido debe verificarse después de la instalación.
Establecer una línea de base
Registre la condición del proceso, el flujo, P1, P2, la temperatura, el comando de la válvula, el recorrido real, la presión del actuador, el nivel de sonido y la vibración en ubicaciones definidas.
Pruebe varios puntos de operación
Verifique el flujo estable mínimo, normal y máximo cuando el proceso lo permita. Una válvula puede estar silenciosa en el flujo de diseño pero inestable cerca del recorrido mínimo.
Confirmar respuesta de la válvula
Verifique que la válvula alcance suavemente las posiciones ordenadas y que el posicionador no esté cazando. Inspeccione los ajustes del suministro de aire del instrumento, los tubos, el regulador del filtro, el refuerzo y el actuador.
Fileda guía de selección de válvulas de control neumático proporciona orientación adicional sobre la selección de actuadores y accesorios.
Inspeccionar las tuberías
Verifique que los soportes, reductores, aislamientos, pernos, líneas de impulso y accesorios aguas abajo estén flojos o flojos.
Conservar registros comparables
Las mediciones futuras deberían utilizar las mismas ubicaciones y condiciones de proceso similares. Una tendencia creciente al sonido o la vibración puede proporcionar una advertencia temprana antes de que se hagan visibles fugas o fallas de control.
Preguntas frecuentes
¿Qué causa el ruido de la válvula de control?
El ruido de la válvula de control puede generarse mediante gas o vapor de alta velocidad, flujo de líquido turbulento, cavitación, parpadeo, movimiento de ajuste inestable, componentes sueltos, búsqueda del actuador o resonancia de tubería. Los datos operativos y el patrón de daños deben usarse para identificar el mecanismo real.
¿Cómo se reduce el ruido de la válvula de control?
Comience por reducir el ruido en la fuente. Las posibles medidas incluyen corregir el tamaño de la válvula, reducir la caída de presión innecesaria, usar molduras de múltiples etapas o orificios múltiples, controlar la velocidad de salida, mejorar la estabilidad de la válvula y dividir la reducción de presión entre dispositivos diseñados. El aislamiento o los silenciadores pueden entonces tratar el ruido transmitido restante.
¿Qué es una válvula de control de bajo ruido?
Una válvula de control de bajo ruido utiliza una configuración de cuerpo y moldura diseñada para controlar cómo se disipa la energía del proceso. Puede utilizar múltiples etapas, múltiples pequeños conductos de flujo, un camino tortuoso, una salida expandida o un difusor coordinado aguas abajo. El diseño debe seleccionarse para el medio específico y los casos operativos.
¿Puede una válvula de gran tamaño causar ruido?
Sí. Una válvula de gran tamaño puede funcionar casi cerrada, donde una pequeña abertura crea un chorro concentrado de alta velocidad. También puede producir una resolución de control y una caza deficientes. Sin embargo, el sobredimensionamiento es sólo una posible causa, por lo que la válvula instalada debe recalcularse antes de reemplazarla.
¿el ruido de la válvula de control siempre es causado por la cavitación?
No. La cavitación se aplica al servicio de líquidos cuando se forman burbujas de vapor y luego colapsan después de la recuperación de presión. La turbulencia del gas, la expansión del vapor, el parpadeo, la vibración mecánica y la turbulencia del líquido ordinario también pueden generar un ruido significativo.
¿El aislamiento de tuberías reduce el ruido de las válvulas de control?
El aislamiento acústico puede reducir el sonido irradiado a través de la pared de la tubería, pero no corrige la fuente interna. La cavitación, la velocidad excesiva, la erosión o la vibración mecánica pueden continuar bajo una instalación aparentemente más silenciosa.
¿Se puede instalar un silenciador después de una válvula de control?
Un silenciador en línea puede ser adecuado para algunas aplicaciones de gas o vapor. Debe dimensionarse con la válvula y la tubería porque crea pérdida de presión, cambia la distribución de presión del sistema y puede introducir requisitos estructurales, de drenaje o de mantenimiento.
¿Qué estándar se utiliza para la predicción del ruido de las válvulas de control?
IEC 60534-8-3 aborda la predicción del ruido aerodinámico para fluidos compresibles, mientras que IEC 60534-8-4 aborda el ruido hidrodinámico del flujo de líquido. El proyecto debe especificar el estándar requerido, las condiciones operativas y la base de medición.
¿por qué la tubería aguas abajo a veces hace más ruido que la válvula?
La energía acústica generada en la válvula viaja aguas abajo a través del fluido y excita la pared de la tubería. La tubería puede irradiar el sonido externo más alto en un lugar donde se combinan la energía interna, las propiedades de la pared, los soportes y la transmisión acústica.
¿Qué datos debo enviar para el cálculo del ruido de la válvula de control?
Proporcione el medio y las propiedades, el flujo mínimo/normal/máximo, las presiones de entrada y salida correspondientes, la temperatura, los detalles de la tubería, el recorrido y el apagado requeridos de la válvula, los datos del actuador, el límite de ruido, las condiciones de medición y cualquier medición de ruido o vibración existente.
Conclusión
Efectivo ruido de la válvula de control la reducción comienza con el diagnóstico, no con el aislamiento. Determine si la fuente es turbulencia aerodinámica, flujo hidrodinámico, cavitación, tapajuntas, movimiento mecánico o resonancia estructural. Luego conecte el ruido al caso de operación utilizando datos sincronizados de presión, temperatura, flujo, recorrido y vibración.
Aplique soluciones en un orden claro: elimine la caída de presión innecesaria, divida la reducción severa de la presión, controle la formación de chorros, administre la velocidad de salida, estabilice la válvula y las tuberías y trate la ruta de transmisión restante. Este enfoque reduce el ruido y al mismo tiempo protege el recorte, las tuberías aguas abajo, la estabilidad del proceso y la confiabilidad del mantenimiento.
Para una revisión específica de la aplicación, contacta con Fileda con los datos de proceso y tuberías enumerados anteriormente. Un conjunto de datos completo permite evaluar la válvula, el recorte, el actuador, el sistema posterior y el objetivo acústico como una solución diseñada.
