Causas de fallo en las válvulas de regulación neumática

Thread Content

Este mensaje fue editado por Alem el 23 de noviembre de 2016, a las 13:53. Las válvulas de regulación neumática son muy utilizadas en la industria de la soda cáustica. Cuando se combinan con otros instrumentos, permiten la regulación automática y el control remoto de parámetros de proceso como el caudal, el nivel del líquido, la presión y la temperatura, así como de otros medios como líquidos, gases y vapor. A medida que aumenta gradualmente el grado de automatización en las empresas, el uso de sistemas de control distribuido (DCS) y otros instrumentos inteligentes en el ámbito de la automatización se vuelve cada vez más común. Gracias al control optimizado por computadora, es posible lograr la máxima eficiencia en la producción. Además, la optimización hace que los principales fallos del sistema de control se concentren en los dispositivos de ejecución finales del sistema de regulación, es decir, en las válvulas de regulación. Estas válvulas, durante el proceso de control del flujo de fluido, reciben señales de control y, según las reglas de control establecidas, realizan la regulación del flujo. Su capacidad de respuesta rápida está directamente relacionada con la calidad de todo el sistema de control. Según las estadísticas de aplicación de los sistemas de control en la industria del carbonato de sodio, alrededor del 80 % de las fallas en los sistemas de regulación se deben a las válvulas de control. Por lo tanto, cómo garantizar el funcionamiento fiable y preciso de las válvulas de control de membrana neumática en la producción de nuestra fábrica es una cuestión muy importante que debemos abordar. 1. Investigación de la situación actual: En el proceso de producción de soda cáustica, debido a la alta corrosividad de las soluciones de amoníaco, y a la tendencia del bicarbonato de amonio a cristalizarse a temperaturas inferiores a 25 °C, los válvulas de regulación suelen presentar problemas durante su funcionamiento. Esto se debe a la formación de incrustaciones y cristales en las paredes internas de las válvulas, lo que provoca que estas se atasquen, dejen de funcionar o lo hagan de manera lenta. Este fenómeno es bastante común y representa el 50% de todos los fallos en las válvulas de regulación. Esto tiene un impacto significativo en la producción ； El 15% de las averías se deben al envejecimiento y endurecimiento del relleno de la válvula de regulación, lo que provoca una respuesta lenta de la válvula o fugas desde el vástago de la misma ； El 12% de los casos se deben a que la válvula no puede regularse debido a daños en la membrana que causan fugas de aire, o a la rotura del núcleo rígido ； El 10% de las fallas en las válvulas se deben a la corrosión de los localizadores, válvulas de alivio de presión, actuadores, etc ； Otras causas representan el 13% de las probabilidades de fallo en las válvulas de regulación. 2 Análisis de las causas de las fallas. Según el análisis de las fallas en las válvulas de control neumáticas utilizadas en las plantas de producción de soda cáustica a lo largo de los años, se pueden identificar las fallas más comunes y sus causas: 2.1 Movimiento inestable de la válvula. 1) Debido a fallos en la válvula de reducción de presión, la presión del aire varía constantemente. 2) En el localizador, la válvula de bola del amplificador se desgasta debido a partículas o suciedad, lo que impide que la válvula se cierre correctamente. Cuando el consumo de aire aumenta considerablemente, se producen oscilaciones en la salida. 3) En el localizador, las pantallas de la boquilla del amplificador no están paralelas; las pantallas no logran cubrir la boquilla. 4) Fuga en la tubería de salida. 5) La rigidez del actuador es demasiado baja, lo que provoca una falta de fuerza de empuje debido a las variaciones en la presión del fluido. 6) La fuerza de desgaste del vástago de la válvula es alta. 7) Oscilaciones en la tubería o presencia de fuentes de vibración en los alrededores. 2.2 Movimiento lento de la válvula 1) El movimiento del vástago de la válvula es lento durante sus movimientos de ida y vuelta: ① Hay lodo o sustancias viscosas dentro de la válvula, lo que provoca su obstrucción o incrustación ； ② El relleno de politetraflúoroetileno se ha endurecido debido a la deterioración, o bien, el lubricante de los sellos de grafito y amianto se ha secado. 2) El vástago de la válvula tiene un movimiento lento cuando actúa en una sola dirección: ① Fugas y daños en la membrana ； ② Hay fugas en los anillos de sellado tipo “O” del mecanismo de accionamiento. 2.3 La válvula no funciona: 1) Debido a una falla en el regulador, la válvula de regulación no recibe señal eléctrica. 2) Debido a una fuga en la tubería principal de suministro de aire, el localizador de válvulas no recibe aire o la presión del aire es insuficiente. 3) El manguito del localizador presenta fugas de aire, lo que impide que el localizador genere presión de aire. 4) La membrana de la válvula de regulación está dañada. 5) Debido a la obstrucción de los orificios de regulación constante en el amplificador del localizador, así como a la presencia de agua en el aire comprimido que se acumula en la válvula de bola del amplificador, el localizador cuenta con fuente de aire pero no genera salida. 6) Debido a los siguientes problemas, la válvula de regulación no funciona, a pesar de contar con señal y suministro de aire: ① El elemento de la válvula está atascado con el revestimiento o el asiento de la válvula ； ② El núcleo de la válvula se ha soltado (el pasador se ha roto) ； ③ El vástago de la válvula está doblado o roto ； ④ Fallo en el actuador: ⑤ Fuga de aire en el anillo de sellado del actuador de reacción ； ⑥ Hay un objeto extraño que obstruye la válvula. 2.4 La válvula no puede alcanzar la posición de cierre total: 1) La diferencia de presión del fluido es muy grande, y la rigidez del actuador es insuficiente. 2) Hay objetos extraños dentro del cuerpo de la válvula. 3) El revestimiento se ha quemado. 2.5 Se produce una gran fuga cuando la válvula está completamente cerrada. 1) El elemento de la válvula está corroído o desgastado. 2) Las roscas en el anillo exterior del asiento de la válvula están corroídas. 2.6 Fugas en la parte de relleno y en la zona de sellado del cuerpo de la válvula 1) La tapa del relleno no está bien ajustada ni nivelada. 2) Secar el lubricante en la junta de grafito y amianto. 3) Al utilizar polietileno tetraflúoroetileno como relleno, este se envejece y se deteriora. 4) La junta de sellado está corroída. 3. Establecer un mecanismo de inspección preventiva para las válvulas. En el proceso de producción diario, el mantenimiento de las válvulas de control neumático se limita únicamente a la reparación de las averías que puedan ocurrir. Rara vez se realizan ajustes o inspecciones periódicas. Tampoco existen requisitos estrictos al respecto en las normas de gestión de mediciones de la empresa. De hecho, las averías de las válvulas se deben a la acumulación de varios factores inestables; cuando estos alcanzan un cierto nivel, se producen las averías. Por lo tanto, si se eliminan estos factores inestables antes de que causen problemas, no solo se puede prolongar la vida útil de las válvulas, sino también evitar los graves efectos negativos que sus averías pueden tener en la producción. Esto requiere establecer un mecanismo de inspección previa de las válvulas, o sea, un mecanismo de mantenimiento periódico. Tomando como ejemplo la válvula de regulación de caudal de tres vías utilizada en el proceso de carbonatación con álcalis pesados, antes de que se estableciera un mecanismo de mantenimiento preventivo, debido a las propiedades del medio utilizado en este proceso —como su tendencia a cristalizarse y a formar incrustaciones—, aumentaba la resistencia en las partes móviles de la válvula. Esto hacía que el actuador no funcionara de manera fluida, hasta el punto de que el elemento de control de la válvula quedaba atascado en el casquillo o en el asiento de la válvula, impidiendo su funcionamiento. Cuando ocurría este problema, por un lado era necesario detener la operación de la planta para realizar reparaciones en la válvula; esto afectaba inevitablemente la producción. Por otro lado, era necesario contar con piezas de repuesto, pero a menudo no se podían encontrar dichas piezas a tiempo, lo que obligaba a tomar medidas de emergencia, lo que impedía solucionar completamente el problema. Después de establecer un mecanismo de inspección preventiva, se dispone de tiempo suficiente para preparar los repuestos necesarios. Además, es posible realizar un mantenimiento completo de las válvulas, en función de su estado de uso, lo que permite mejorar su rendimiento y su vida útil. 4 Conclusión: Mediante el establecimiento de un mecanismo de inspección preventiva, no solo se puede aumentar la vida útil de las válvulas de control, reducir sus fallos y disminuir la tasa de fallas en los instrumentos de medición, sino que también se puede contribuir positivamente a la estabilidad de la producción empresarial, a la reducción de costos y al aumento de la eficiencia. Además, esto permite optimizar las operaciones del proceso, garantizando así un funcionamiento estable de las instalaciones de producción a largo plazo.