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ELEGIR LA VÁLVULA DE CONTROL ADECUADA ES VITAL CUANDO NECESITA QUE SU FÁBRICA SEA MÁS EFICIENTE, PRODUCTIVA Y SEGURA. La industria de procesos está cambiando. Las instalaciones son más amplias y exigen válvulas de control más grandes y complejas para acometer aplicaciones y tareas más exigentes. En Emerson contamos con una plantilla de brillantes ingenieros que se dedican con pasión a desarrollar válvulas de control Fisher® para la siempre cambiante industria de control de procesos. Nuestros ingenieros han sido: n n n n n n n n n n n
Los primeros en desarrollar la arquitectura digital para fábricas de probada eficacia PlantWeb™. Los primeros en contar con un laboratorio de prueba de fluidos en la industria de control de procesos. Los primeros en desarrollar tablas de datos contrastadas de capacidad y dimensionamiento. Los primeros en utilizar válvulas rotatorias como válvulas de control de procesos. Los primeros en comercializar molduras estilo caja de cambio rápido. Los primeros en desarrollar técnicas y procedimientos de predicción de ruido aerodinámico. Los primeros en recibir la certificación “N-Stamp” y en fabricar válvulas de control automáticas para centrales nucleares. Los primeros en desarrollar controladores digitales de válvulas y diagnósticos de rendimiento para un control mejorado y un mantenimiento predictivo. Los primeros en desarrollar procedimientos para el dimensionamiento de válvulas de control especiales para fluidos no ideales, fluidos no newtonianos y desgasificación de fluidos. Los primeros en ofrecer un método para que clientes e ingenieros consultores pudieran predecir con exactitud el ruido de fábrica que generarían las válvulas de control. Los primeros en la industria en ofrecer conocimientos especializados en materiales.
Nos enorgullecemos de nuestra reputación de asumir retos de forma que “Nunca se ha hecho antes” se convierta en “Dé por resuelto el problema". Cuando adquiere válvulas de control Fisher, también obtiene la experiencia en aplicaciones que proporcionan más de 130 años de trabajo en la industria. Además, se beneficiará de los millones de dólares dedicados a la investigación invertidos en la solución de problemas que son importantes para usted. Las especificaciones de los productos Fisher son, en muchos casos, más exigentes que los estándares aceptados de la industria fijados por los organismos reguladores. La atención que dedicamos a la calidad de nuestros productos y la evaluación de la misma son aspectos vitales para ofrecerle tecnologías Fisher del más alto nivel de fiabilidad y rendimiento. Utilizar tecnologías Fisher es la mejor forma de conseguir que su fábrica funcione de forma más eficiente, productiva y segura, como podrá comprobar visitando el Centro de innovación Emerson para Tecnología Fisher.
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PIEZAS FUNDIDAS DE CALIDAD
MÁS ALLÁ DE LOS CÓDIGOS
La calidad de las piezas fundidas supone a menudo un problema de seguridad. La disponibilidad global de piezas fundidas ha supuesto un aumento de los conocimientos y también de las preocupaciones de los clientes acerca de la integridad de estas piezas.
Un esfuerzo mínimo sobre todos los componentes de un recipiente de presión mejora sobremanera la vida a fatiga y, por lo tanto, la seguridad. No basta con cumplir los requisitos de grosor mínimo de la sección.
Emerson impone una exhaustiva especificación de calidad a sus válvulas de control Fisher que todos los distribuidores de piezas fundidas metálicas estructurales y contenedoras de presión deben satisfacer. Estos requisitos son aún más estrictos que los especificados por las normativas ASME, ISO y EN. Emerson exige a los distribuidores de piezas fundidas que envíen sus procedimientos de soldadura para su aprobación y asegurar que cumplen los requisitos de la Sección IX de ASME y la Directiva de Equipos a Presión (PED). Además, es obligatorio enviar al laboratorio de materiales de Emerson muestras de aquellos metales que resulten especialmente difíciles de moldear y tratar térmicamente, como el acero inoxidable dúplex y las aleaciones de alto contenido de níquel.
Mediante el uso de avanzados análisis de elementos finitos (FEA), nuestros ingenieros estudian geometrías complejas en los diseños de válvulas de control para localizar puntos de concentración de esfuerzo. Un examen transversal del modelo de análisis finito de un actuador revela la existencia de zonas con diversos niveles de esfuerzo, tal como indica el degradado de colores. Así, es posible implementar con rapidez modificaciones en el diseño para minimizar los esfuerzos antes de la fabricación de prototipos o modelos de producción de prueba. Además de satisfacer el grosor de sección mínimo que especifiquen los estándares, todos los diseños estructurales de Fisher son sometidos a una prueba de impermeabilización hidrostática para verificar que el esfuerzo no excede el esfuerzo admisible según el código y validar el modelo FEA.
Las válvulas de control Fisher se emplean en zonas de seguridad crítica de centrales nucleares, por lo que es imperativo que funcionen cuando sea necesario. Todas pasan por rigurosas pruebas de cualificación para comprobar que satisfacen los requisitos de los estándares ASME QME-1, IEEE382, IEEE344 e IEEE323.
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MEJORANDO LA SEGURIDAD OPERATIVA
LIMITACIÓN DE LAS EMISIONES
Los procesos que implican fluidos tóxicos o altamente inflamables dependen de sistemas de seguridad instru mentados. No conocer la ubicación o el funcionamiento de las válvulas supone un riesgo para la seguridad de los trabajadores, es motivo de preocupaciones medioambien tales y puede, potencialmente, dañar el equipo que se esté utilizando.
Las emisiones de sustancias químicas y gases pueden resultar perjudiciales para la salud y el medio ambiente. Por lo tanto, existe una rigurosa normativa para controlar la cantidad de emisiones fugitivas que se liberan a la atmósfera.
Emerson ha desarrollado controladores digitales de válvulas para satisfacer los requisitos de apagado de emergencia de los clientes. Como parte del paquete de válvula de apagado de emergencia, el controlador digital de válvulas Fisher permite realizar pruebas de desplazamiento parcial mientras la válvula permanece activada. Los informes de diagnóstico ofrecen resultados “correcto/fallo” automa tizados, un registro de auditoría y una marca de tiempo. Los controladores digitales de válvulas SIS de Fisher han obtenido la certificación de TÜV Product Services (Alemania) de acuerdo con la norma IEC61508 para uso en sistemas de seguridad instrumentados hasta el nivel 3 de integridad de seguridad (SIL). Además de las tecnologías SIS, Fisher y las tecnologías inalámbricas de control de posición de TopWorx® informan a los operarios del estado de las válvulas. El control de posición permite encendidos y apagados seguros, reduce las fugas no intencionadas y elimina la necesidad de inspecciones visuales.
Las empaquetaduras de las válvulas de control Fisher garantizan el cumplimiento de los estándares y la satisfacción de las expectativas de los clientes. Estas tecnologías ofrecen excelentes prestaciones de control de emisiones, y han sido probadas y certificadas por las siguientes organizaciones internacionales de certificación: Cetim (ISO 15848-1 Class B), Yarmouth (FCI/ANSI 91-1) y TÜV (TA-Luft). El espectrómetro de masas de helio cuenta cada átomo de helio detectado a través de la sonda de rastreo y calcula la tasa de emisiones. En el caso de la válvula de control Fisher que aparece en la ilustración, el total acumulado de emisiones durante un año equivaldría a una burbuja del tamaño de una pelota de golf. Emerson dispone de diversas empaquetaduras tan exclusivas e innovadoras que están patentadas. Las empaquetaduras de Fisher se desarrollan de forma metódica, empleando rigurosas técnicas de prueba. Nuestros clientes consideran estas empaquetaduras como las mejores de su categoría, pues no sólo cumplen todos los estándares de emisiones, sino que mejoran entornos industriales malolientes y peligrosos. Cuando es necesario reducir el nivel de emisiones a cero, Fisher cuenta con tecnologías de fuelles, disponibles en materiales resistentes a la corrosión.
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SILENCIANDO EL RUIDO
DIAGNÓSTICO LOCAL DE LAS VÁLVULAS DE CONTROL
Las plantas de procesos requieren mantener bajo control los niveles de ruido para proteger a los empleados. También es necesario reducir los niveles de ruido del perímetro para mantener una buena relación con las zonas habitadas colindantes.
Aunque resulta necesario planificar el mantenimiento de un equipo de proceso, resulta difícil determinar qué piezas del mismo requieren mantenimiento. Dado que las válvulas de control son los elementos principales en el ciclo que modifican el proceso, su rendimiento es vital.
Las tecnologías de atenuación de ruido Fisher permiten la creación de eficaces válvulas de control de reducción de ruido y proporcionan predicciones de niveles de ruido instalado de forma consistente para adaptarse a los límites de la normativa vigente.
Desde su aparición, los controladores digitales de válvulas Fisher han cambiado la forma en que las fábricas vigilan las válvulas de control. Funciones como la calibración automática, el feedback sin vínculos libre de contacto y los diagnósticos de rendimiento en línea ofrecen un rendimiento en fábrica en tiempo real sin igual. Esta línea de productos ha sido galardonada con más de 50 patentes.
Gracias a sus instalaciones de 4738 m2 (51 000 pies2 y a una exclusiva cámara de sonido de 2415 m2 (26 000 pies2), Emerson puede cuantificar con precisión el ruido que producen los sistemas de tuberías y ventilación. Se realizan programas de pruebas para todos los productos Fisher: válvulas de control, internos de las válvulas, silenciadores, difusores y spargers, así como válvulas T, codos, reductores y expansiones a fin de determinar su contribución al nivel de ruido total. Se emplean acelerómetros y transductores de presión para medir la vibración y el nivel de sonido de la sección de la tubería. Los conocimientos sobre acústica se utilizan en todas las fases, desde el desarrollo del producto hasta su aplicación, presupuestación y rendimiento una vez instalado. Siempre habrá expertos disponibles para analizar todo el entorno de la fábrica y solucionar problemas de ruido, incluyendo los no relacionados con las válvulas de control.
Las zonas nocivas para la salud o de difícil acceso son barreras que dificultan la comprobación in situ del correcto rendimiento de las válvulas de control. En el pasado, los diagnósticos locales obligaban a los técnicos sobre el terreno a utilizar ordenadores portátiles. La tecnología móvil de Emerson ofrece una solución a este antiguo problema mediante el uso de comunicadores portátiles de campo. Esta herramienta de referencia para técnicos de mantenimiento ha sido mejorada y ahora permite diagnosticar válvulas de control. La aplicación de software de Fisher permite extender esta tecnología a otras plataformas portátiles, como PDA y smartphones. Las pasarelas, escaleras u otras ubicaciones problemáticas ya no constituyen una barrera para los técnicos de mantenimiento. Ahora, las pruebas de diagnóstico pueden realizarse con facilidad y movilidad.
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PROTECCIÓN DE LOS COMPRESORES
MATERIALES DE CALIDAD
Para poder funcionar con más eficacia, las plantas de gas natural licuado prefieren utilizar turbo compresores cerca de la línea límite de inestabilidad. El margen de error para evitar daños en el equipo durante eventos de caudal es muy estrecho.
Un equipo construido a partir de un material no compatible con el entorno de proceso podría dañar el equipo o provocar el apagado de la fábrica.
Las válvulas de recirculación deben ser sensibles para proteger los costosos y vitales compresores de todo daño durante las oscilaciones momentáneas. También deben ser precisas para poder funcionar con la máxima eficacia.
Las tecnologías de materiales de Fisher ofrecen una notable mejora de fiabilidad respecto a los de calidad genérica. Las formulaciones de materiales se desarrollan, especifican y controlan para los metales, elastó meros y plásticos en las válvulas de control Fisher.
Las tecnologías incorporadas en las válvulas de recirculación Fisher no tienen comparación con las de ningún otro fabricante. La tecnología de actuación de precisión de Fisher permite un desplazamiento de hasta 50,8 cm (20 in.) en menos de un segundo y una precisión de posicionamiento superior al 1% incluso en válvulas de control de gran tamaño. La configuración y los ajustes pueden realizarse de forma remota y en unos pocos minutos. Sin la tecnología de Fisher, harían falta horas. Las pruebas de aceptación en fábrica siguiendo la especificación FGS 4L11 de Fisher suelen eliminar cualquier necesidad de realizar ajustes tras la instalación. Los controladores digitales de válvulas Fisher utilizan algoritmos de control y ajuste específicamente diseñados para la recirculación y ofrecen un control robusto, estable y de alto rendimiento. La prueba de aceptación en fábrica FGS 4L11 se está convirtiendo en un estándar de la industria de LNG. Este estándar de rendimiento se está aplicando a procesos de control críticos en todas las industrias.
Emerson cuenta con un laboratorio de materiales totalmente equipado en el que un equipo de tecnólogos verifican que los materiales y los recubrimientos rinden de acuerdo a las expectativas tanto física como mecánicamente. Si los materiales y los distribuidores no cumplen nuestros rigurosos estándares, son rechazados. Los tecnólogos de Emerson son líderes en la industria, desarrollando nuevos estándares globales e identificando nuevos materiales que puedan resolver complejos problemas de los clientes. Es a ellos a quien recurre la industria cuando los materiales no rinden como se esperaría.
Existe abundante documentación acerca de los elastómeros como causa de periodos de inactividad en las fábricas. Los elastómeros comerciales estándares no son capaces de soportar temperaturas extremas y requieren numerosas pruebas de cualificación. Todas las formulaciones de elastómeros de Fisher han pasado por análisis mecánicos dinámicos para investigar las temperaturas máximas y mínimas.
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SOPORTANDO LA VIBRACIÓN
MODERNIZACIÓN DE UNIDADES
La elevada vibración debida al funcionamiento en plantas de procesos puede acortar la vida útil del equipo, dañar componentes vitales y provocar un deterioro o la pérdida total de control.
Detener la producción y perder beneficios para poder modernizar las unidades de proceso no resulta económica mente viable.
Las válvulas de control Fisher se diseñan y se prueban teniendo presente la robustez para aplicaciones que impliquen vibración. Los ingenieros de Emerson adecuan los productos a los estándares de vibración de la industria y a continuación van más allá. Por ejemplo, los productos Fisher son sometidos a pruebas adicionales durante millones de ciclos utilizando su frecuencia de resonancia (el peor caso posible) para asegurar el rendimiento en su planta de procesado. Por diseño, los productos Fisher están optimizados para mejorar su robustez frente a la vibración. Los puntos de desgaste se eliminan en la instrumentación de Fisher mediante feedback de posición sin vínculos libre de contacto. Los montajes integrales hacen que los tubos y las piezas de montaje externas resulten obsoletas.
Una transición “en caliente” permite a las fábricas actualizarse a la tecnología digital sin necesidad de detener el proceso. La habilidad de los controles digitales de válvulas Fisher para funcionar en dos modos de operación, presión y desplazamiento, aporta numerosos beneficios a las transiciones en caliente. La exclusiva capacidad de control de presión de los controladores digitales de válvulas Fisher mantiene las válvulas en la configuración prefijada mientras realiza el cambio a instrumentación digital. El personal puede localizar el controlador digital de la válvula en la válvula de control, realizar una conexión de bus de campo y configurarlo en el modo de control de presión para que funcione como un transductor bus de campo-presión, transmitiendo datos al posicionador neumático ya existente. A continuación, una vez lista la sala de control, el controlador digital de la válvula podrá pasarse fácilmente al modo de control en desplazamiento, sustituyendo al posicionador neumático.
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AGUANTANDO TEMPERATURAS EXTREMAS
Ya sea debido a las temperaturas del proceso o a condiciones climáticas extremas, las válvulas de control deben funcionar según sus especificaciones. Las válvulas de control LNG se prueban a temperaturas criogénicas de -196 °C (-321 °F).
SOLUCIONES DE MONTAJE REMOTO
Una válvula de una refinería empleada para la reforma ción catalítica se prueba a 704 °C (1300 °F). Las soluciones de montaje remoto para la instrumen tación desacoplan los componentes electrónicos del entorno del proceso para ampliar el rango de temperaturas.
SOLUCIÓN DE PROBLEMAS CON VÁLVULAS DE CONTROL
Mientras las válvulas de control estén en línea y operativas, los controladores digitales de válvulas Fisher pueden detectar, capturar y mostrar la tendencia de más de 200 condiciones de error y mostrar acciones recomendadas.
PRUEBAS DE CICLOS ELEVADOS
Se verifican los ciclos de vida de las válvulas de control Fisher. Para satisfacer el estándar de calidad de adsor ción por cambio de presión de Emerson, el número de conteos de ciclos deben superar el millón.
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REDUCCIÓN DE LA VARIABILIDAD DE LOS PROCESOS
REDUCIENDO EL CONSUMO DE AIRE O GAS
Reducir la variabilidad de los procesos es vital para mejorar la calidad de los productos. Una excesiva variabilidad es el resultado directo de un equipo de control, como las válvulas de control, que no es capaz de alcanzar los niveles de rendimiento requeridos.
El elevado consumo de aire comprimido o gas natural que requiere la maquinaria supone grandes costes energéticos para las fábricas.
Para minimizar la variabilidad, los ingenieros de Emerson llevan a cabo exhaustivas pruebas sobre montajes de válvulas de control completamente ensambladas durante el desarrollo de un nuevo producto. Estos montajes de válvulas de control son sometidos a pruebas de rendimiento dinámico en línea para evaluar su capacidad de reducción de la variabilidad. Las pruebas imitan el uso real que los clientes harán de las mismas. Históricamente, los productos Fisher son los que han fijado el estándar en rendimiento dinámico. Emerson está comprometido con la mejora continua de los productos existentes. Los nuevos productos deben superar el rendimiento de aquellos a los que sustituyan. Nuestros laboratorios de flujo de referencia y nuestros expertos en control nos permiten afrontar con éxito estos retos.
Los ingenieros de Emerson han desarrollado una tecnología en la línea de productos de instrumentación que reduce el consumo de aire o gas en estado estacionario a una décima parte del de los productos anteriores, lo que conlleva notables ahorros energéticos y económicos. Esta tecno logía es tan innovadora que está patentada. Los tecnólogos de Emerson emplean herramientas y laboratorios de vanguardia para maximizar el rendimiento del control de los instrumentos al tiempo que se minimiza el consumo de aire.
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INGENIERÍA DE PRECISIÓN
ESPECIFICACIONES Y TIEMPO DE ADQUISICIÓN
Los coeficientes de dimensionamiento de las válvulas de control Fisher se basan en pruebas de flujo reales realizadas por ingenieros de Emerson. No es necesario recurrir a prácticas de dimensionamiento conservadoras; por tanto, los costes de los proyectos se reducen.
Una hoja de datos ISA incluye 120 campos, y el proyectista de válvulas de control, el distribuidor y el usuario final deben ponerse de acuerdo sobre todas y cada una. Las válvulas de control se diseñan específicamente para cada instalación, y se requiere un intenso intercambio de información.
Todos los diseños de válvulas de control Fisher son sometidos a rigurosas y exhaustivas pruebas de flujo. Los ingenieros de pruebas determinan los coeficientes de dimensionamiento, la fuerza del vástago o los requisitos de par hidrodinámico e investigan el rendimiento real. Los procesos reales a menudo tienen lugar en condiciones que van más allá de lo contemplado en los estándares de la industria. Así, se han desarrollado tecnologías mejoradas para el control de válvulas que ayudan a asegurar que se utilicen los tamaños de válvulas correctos en todas las condiciones de la aplicación. Algunos ejemplos incluyen gases no ideales, flujos multifásicos o desgasificación de fluidos. Contar con válvulas del tamaño correcto ayuda a asegurar un funcionamiento seguro y libre de incidencias, evitando la necesidad de realizar ajustes durante la puesta en marcha. Los ingenieros de pruebas de Emerson cuentan con tres laboratorios de flujo en tres continentes, y pueden acceder a líneas de flujo de hasta NPS 36 y 240 bares (3500 psig).
El software Fisher Specification Manager le ayuda a administrar los datos de las especificaciones de las válvulas de control. Permite intercambiar fácilmente datos de importación y exportación con SmartPlant Instrumentation de Intergraph®.
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INTEGRACIÓN
TIEMPO Y COSTE DE LA INSTALACIÓN
En Emerson somos conscientes de que las plantas de procesos constan de productos interconectados de diversos proveedores, y de que es vital contar con una interoperabili dad real.
Unos costes y unos tiempos de instalación reducidos permiten un plazo de comercialización más rápido. Con las válvulas de control Fisher, obtendrá notables ahorros.
Emerson realiza pruebas de diferentes componentes de hardware y versiones de firmware de las válvulas de control, de los controladores digitales de válvulas y del software de Fisher para certificar que no se produce ninguna reducción de funcionalidad o pérdida de datos. Los productos de Fisher se conectan a diversos protocolos de comunicación, sistemas de automatización, multiplexores, puertas de enlace inalámbricas y sistemas operativos Windows®. Mediante la comprobación de varias válvulas de control Fisher y revisiones de instrumentos es posible asegurar que los dispositivos más actuales y también los antiguos se integran correctamente con las herramientas de interfaz del usuario.
Los productos inalámbricos n Las pruebas aseguran líderes del mercado pueden la flexibilidad de la eliminar por completo la orientación de la necesidad de cables. ™ instalación de las El bus de campo Foundation n válvulas de control. reduce los costes de cableado Las válvulas de control sobre el terreno. rotatorias Fisher Reduzca el tiempo de puesta n pueden instalarse en servicio mediante sencillas tanto horizontal funciones como la calibración como verticalmente y ajuste automáticos para los sin que esto influya controladores digitales de negativamente en sus válvulas Fisher. ciclos de vida. Los controladores de válvulas n digitales Fisher con feedback sin vínculos libre de contactos permiten reducir el tiempo de montaje y calibración. El software Fisher permite la puesta en marcha de todas n las válvulas de control desde la estación de trabajo del ingeniero de mantenimiento. Las pruebas de aceptación en fábrica documentadas n en la especificación FGS 4L11 reducen la necesidad de ajustes para el control de compresores y otras aplicaciones críticas in situ.
Gracias a nuestros ingenieros y a nuestros laboratorios en Norteamérica, Europa y Asia, la capacidad de investigación tecnológica de Fisher está presente en todo el mundo. Poseemos conocimientos especializados en los siguientes campos: Ensayos acelerados n Acústica n Modelado avanzado n Códigos y estándares n Teoría de control n Diseño de experimentos n Diseño de firmware incrustado n Comportamiento de fluidos n y termodinámica Electrónica de baja potencia n Materiales n Análisis sísmico n Estadística n Análisis estructural n Automatización de pruebas n Vibración n Inalámbrico n
LOS LABORATORIOS EN TODO EL MUNDO INCLUYEN: n n n n n n n n n
L aboratorio de acústica Laboratorio de calibración L aboratorio de pruebas de ciclo L aboratorio de análisis experimental de tensiones L aboratorio de desarrollo de firmware L aboratorio de flujo L aboratorio de pruebas con aire caliente L aboratorio de resistencia de instrumentos L aboratorio medioambiental de instrumentos
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Laboratorio de electrónica de instrumentos L aboratorio de pruebas de firmware de instrumentos L aboratorio de pruebas de integración de instrumentos Laboratorio de fabricación de instrumentos Laboratorio de marketing de instrumentos L aboratorio mecánico de instrumentos Laboratorio de evaluación de productos de instrumentos L aboratorio de investigación de instrumentos L aboratorio de soporte técnico para instrumentos
aboratorio de interfaces de usuario n L para instrumentos aboratorio de materiales n L Laboratorio de válvula digital optimizada n L aboratorio de demostración n de PlantWeb aboratorio de diferenciación n L de rendimiento aboratorio de desarrollo de prototipos n L Laboratorio sísmico n L aboratorio de pruebas de ventilación n L aboratorio de vibración n
© Fisher Controls International LLC 2010. Todos los derechos reservados. Fisher, PlantWeb y TopWorx son marcas de una de las compañías de la división Emerson Process Management de Emerson Electric Co. Emerson Process Management, Emerson y el logotipo de Emerson son marcas comerciales y marcas de servicio de Emerson Electric Co. Todas las demás marcas son propiedad de sus respectivos propietarios. Emerson Process Management Marshalltown, Iowa 50158 USA Sorocaba, 18087 Brazil Chatham, Kent ME4 4QZ UK Dubai, United Arab Emirates Singapore 128461 Singapore www.EmersonProcess.com/Fisher
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