Prueba y cálculo de fugas de la válvula de control: todo lo que necesita saber

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Un dispositivo accionado por energía que se utiliza para regular y manipular el flujo de medios, como petróleo, gas, agua y el vástago, se conoce como válvula de control. El dispositivo es un componente crítico de un circuito de control y, con mucho, el elemento final más común utilizado para controlar el transporte por tuberías en todo el mundo. Es operado eléctrica, hidráulica y neumáticamente al recibir una señal de un controlador para alterar el flujo.

El controlador suele ser un PLC que envía una señal eléctrica, por lo que una válvula de control requiere de un dispositivo para convertirla y así hacerla funcionar. Esta válvula está diseñada para estrangular y no cerrarse por completo, por lo que todas tienen diferentes capacidades de cierre, lo que resulta en el cálculo de fugas en el asiento de la válvula de control .

Hay básicamente dos tipos de fugas de una válvula de control: emisiones fugitivas al entorno y fugas en el sistema. Si bien las emisiones fugitivas pueden ser perjudiciales para el medio ambiente y la industria, las fugas en su interior son perjudiciales para todo el proceso.

Esta guía lo guiará a través de los diferentes tipos de fugas y pruebas para familiarizarlo con el cálculo de fugas en el asiento de la válvula de control .

Clasificación de Fugas en una Válvula de Control:

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La capacidad de una válvula de control para cerrarse tiene que ver con su tipo. Mientras que una válvula de control de doble asiento tiene poca potencia de cierre, otras son diferentes. Factores como la guía, el material del asiento, el tipo de fluido, la caída de presión y el empuje del actuador influyen en cómo se cierra una válvula en particular comprada a un fabricante de válvulas de control de renombre.

De acuerdo con el estándar ANSI FCI 70-2 2006 (estándar equivalente europeo IEC 60534-4), existe una serie de clasificaciones de procedimientos de prueba de fugas de válvulas de seis asientos.

Class I

También se conoce como a prueba de polvo y materiales como válvulas de asiento elástico y de metal. Son similares a Clase II, III y IV incorporados y diseñados sin ninguna prueba de taller.

Class II

En esta clase de válvula, se establece el cálculo de fuga de asiento de válvula de control máxima permisible comúnmente asociado con válvulas de control comerciales de asiento doble o asiento simple balanceado con asientos de metal a metal o sellos de anillo de pistón.

Class III

En esta clase de válvula se establece la fuga máxima permisible, generalmente asociada a la Clase (4.2.2) II, pero con un nivel de asiento y estanqueidad elevados. Está construido para tipos de válvulas similares a los de la Clase II.

Class IV

Esta clase de fuga establece la fuga máxima permisible asociada con válvulas comerciales desbalanceadas de un solo asiento y balanceadas de un solo asiento. Tiene anillos de pistón extra apretados y otros métodos de sellado junto con asientos de metal con metal. También conocido como metal a metal, es una tasa de cálculo de fugas en el asiento de la válvula de control donde se puede esperar de una válvula con un obturador de metal y un asiento de metal.

Class V

En esta clase de fugas de válvulas, se especifican aplicaciones críticas en las que la válvula debe estar cerrada, sin obstrucciones y con una alta presión diferencial en el asiento, durante períodos prolongados. Exige procedimientos exclusivos de diseño, montaje y prueba de fugas de válvulas relacionados con asientos metálicos, válvulas de control de asiento único desequilibradas y diseños de asiento único equilibrado con rigidez atípica de asiento y sello.

Class VI

Es la clase final del procedimiento de prueba de fugas de válvulas donde se establece el asiento máximo permisible, asociado a válvulas industriales de asiento elástico , ya sea monoasiento balanceado o desbalanceado con los mismos espacios o juntas tóricas. En este caso, los asientos, el disco de cierre o ambos se fabrican con material elástico destinado a válvulas de asiento elástico.

También denominada clasificación de asiento blando o válvulas de asiento blando, es el tipo de índice de fuga en el que el obturador o el asiento, o ambos, están fabricados con material de composición, como el politetrafluoroetileno (PTFE).

Pruebas y cálculos de fugas en una válvula de control:

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Un fabricante de válvulas de controlinspecciona y prueba minuciosamente cada válvula para cumplir con los estándares necesarios. También se pueden solicitar pruebas opcionales o periódicas para la seguridad y el mantenimiento de la válvula. En la mayoría de los casos, se recomienda probar una válvula cada año. Sin embargo, el intervalo puede variar según la condición, el servicio y el nivel de rendimiento de la válvula.

Prueba de burbujas

Esta prueba se usa para fugas del asiento de Clase VI en función de la tasa de exudación de aire o nitrógeno que pasa por el asiento de la válvula, calculada por la tasa de burbujas que escapan del tubo sumergido en agua. El límite superior de tasa de burbujas para una válvula de 6 pulgadas es de 27 burbujas por minuto. El cierre de clase VI solo es posible con un asiento blando en lugar de una unión estricta de metal con metal entre el tapón y el asiento.

Las limitaciones del uso de este método incluyen un rango de temperatura de funcionamiento limitado y la incapacidad de soportar la radiación nuclear.

Prueba hidrostática o neumática

Según el procedimiento de prueba de fugas de la válvula hidrostática , el medio es un líquido, como queroseno o agua. Bajo la prueba neumática, el medio suele ser un gas, como nitrógeno o aire. La fuga cero rara vez es probable con este método; establece la fuga máxima permitida (MAL).

Tanto para las pruebas hidrostáticas como para las neumáticas, el MAL se interpreta por el tamaño de la válvula: menos fugas a través de una válvula con un orificio efectivo pequeño conlleva muchos riesgos en comparación con la misma cantidad de fugas a través de una válvula con un orificio efectivo grande. MAL puede ser la función de una clase de válvula y presión.

Procedimiento típico de prueba de válvulas:

1. El primer paso es llenar una válvula con fluido de prueba a una temperatura específica.
2. El siguiente paso es aplicar un nivel de presión definido durante un período de tiempo establecido.
3. Medición de la fuga a través del elemento de interés (vástago, asiento o procedimiento de cierre) utilizando herramientas de medición y examen visual. De acuerdo con la mayoría de las normas, no se permiten fugas detectables visualmente.
4. El paso final es realizar una inspección visual para asegurarse de que la válvula no se haya dañado durante el procedimiento de prueba.

Varios tipos de pruebas de fugas:

Los métodos de prueba para calcular la fuga de una válvula de control dependen del tipo que esté usando y de los elementos de la válvula. Estas son algunas de las pruebas de fuga de válvula que se realizan con mayor frecuencia:

• Prueba de fugas del asiento : se utiliza para válvulas de alivio de presión.
• Prueba de asiento trasero : se utiliza para válvulas que tienen un asiento trasero, incluidas las válvulas de compuerta y de globo .
• Prueba de fugas de carcasa : se usa para válvulas en servicio completamente abierto y completamente cerrado , como válvulas de cierre, aislamiento y retención.
• Prueba de cierre : se utiliza para probar el mecanismo de cierre de varias válvulas, como válvulas de compuerta, de tapón, de globo y de bola.

¿Cuándo es el momento adecuado para reparar una válvula de control?

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Fugas de válvulas de control interno

La razón principal de las fugas internas en las válvulas de control es su diseño que evita que se cierren al 100%. El estándar ANSI/FCI 70-2 los ha dividido según seis índices de procedimientos de prueba de fugas de válvulas y establece la fuga máxima permisible (MAL) para cada uno. Por lo tanto, si su válvula tiene una fuga dentro del rango permitido, probablemente aún no necesite reparación.

Pero si su válvula tiene fugas más allá del MAL, aquí hay algunas posibles razones:

• Configuración incorrecta del actuador
• Componentes internos desgastados
• El posicionador no está calibrado correctamente
• Los sistemas de control distribuido (DCS) están mal configurados.

Fugas de válvulas de control externas

Si una válvula de control tiene fugas desde el exterior, podría liberar emisiones fugitivas tóxicas en el entorno. En el mundo de la refinación, los problemas con el empaque de las válvulas generalmente se deben a fugas externas. Aquí hay algunos casos que causan problemas de empaque en el procesamiento químico y otras industrias:

• Mantenimiento deficiente
• Ciclismo térmico
• material incompatible
• Conjunto de válvula vibratoria
• Alta temperatura de la caja de empaque

Palos de válvula de control

En el caso de una prueba de fugas de la válvula , el operador debe intentar detenerla apretando el empaque, pero hace que la válvula se adhiera a un lugar. Como la válvula está dimensionada para un propósito específico con una válvula de torque de empaque, no funcionará correctamente si tiene un torque excesivo. Los problemas del posicionador también se manifiestan como válvulas pegajosas, especialmente en válvulas neumáticas, que comprenden la mayoría de las válvulas de control en funcionamiento.

La válvula de control no funciona

A veces, una válvula de control no funciona porque su diafragma neumático se deteriora. Se está utilizando en condiciones inadecuadas, el actuador tiene un tamaño incorrecto o el posicionador no está calibrado correctamente.

Por lo tanto, cuando ingrese a un mercado para comprarle a un fabricante de válvulas de control , asegúrese de tener toda la información necesaria para dimensionar y seleccionar los componentes, como detalles sobre las condiciones del proceso, incluidos el flujo, los medios y la temperatura. Si no tiene esta información, correrá el riesgo de comprar equipos inadecuados, lo que provocará que tenga que reparar el mismo conjunto de válvulas todos los años.

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Ultimas palabras

Este artículo nos enseñó todo sobre la clasificación, el procedimiento y las pruebas de fuga de una válvula de control, y lo más importante, el derecho a cambiarla. Esperamos que le haya dado una idea del funcionamiento y el mal funcionamiento de este dispositivo. Para obtener más ayuda o asistencia, no dude en ponerse en contacto con nosotros .