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Factores que afectan el funcionamiento seguro de las válvulas de regulación y medidas para abordarlos

2016-12-18View Original

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Factores que afectan el funcionamiento seguro de las válvulas de regulación y medidas para abordarlos. En los sistemas de control químico con alto grado de automatización, las válvulas de regulación actúan como dispositivos de ejecución finales del sistema de regulación automática; reciben señales de control para así regular los procesos químicos. La sensibilidad de sus movimientos está directamente relacionada con la calidad del sistema de regulación. Según las estadísticas obtenidas en el lugar, alrededor del 70% de las fallas se deben a las válvulas de regulación. Por lo tanto, en el mantenimiento diario se deben resumir y analizar los factores que afectan el funcionamiento seguro de las válvulas de regulación, así como las medidas para abordarlos. 1. Atasco: Un problema frecuente en las válvulas de regulación es el atasco, que suele ocurrir en sistemas recién puestos en servicio o al inicio de sus reparaciones. Esto se debe a que los restos de soldadura, óxido u otros residuos dentro de las tuberías obstruyen las aberturas de control y los puntos de guía, impidiendo así el flujo del fluido. También puede ocurrir cuando el relleno de la válvula está demasiado apretado durante su mantenimiento, lo que aumenta la fricción y provoca que las señales débiles no funcionen adecuadamente, mientras que las señales fuertes causan un funcionamiento excesivo de la válvula. Manejo de fallos: Se pueden abrir y cerrar rápidamente las líneas auxiliares o las válvulas de regulación, para que la suciedad sea arrastrada por el fluido desde dichas líneas o válvulas. Otra opción es utilizar alicates para sujetar el vástago de la válvula; bajo una presión de señal aplicada, se gira el vástago en ambas direcciones, permitiendo así que el elemento de la válvula pase por el punto de atasco. Si no es posible, aumente la presión de la fuente de aire para incrementar la potencia de accionamiento y mueva el componente arriba y abajo varias veces; así se resolverá el problema. Si aún no se mueve, será necesario desmontarlo. 2. Fugas 2.1 Fugas dentro de la válvula, longitud inadecuada del vástago de la válvula. En las válvulas que se abren por presión de aire, si el vástago es demasiado largo, la distancia desde él hacia arriba (o hacia abajo) no es suficiente, lo que genera un espacio entre el elemento de cierre y el asiento de la válvula. Esto impide un contacto adecuado, lo que a su vez provoca fugas. De igual manera, el vástago de la válvula de cierre es demasiado corto, lo que provoca un espacio entre el elemento de la válvula y su asiento. Esto impide un contacto adecuado, lo que a su vez hace que la válvula no cierre bien y cause fugas internas. Solución: Se debe acortar (o alargar) el vástago de la válvula de regulación para que su longitud sea adecuada, y así evitar fugas internas. 2.2 Fugas en el relleno: Una vez que el relleno se coloca dentro del estuche de relleno, se aplica presión axial sobre él mediante la tuerca de sujeción. Debido a la plasticidad del relleno, se generan fuerzas radiales que lo hacen entrar en contacto estrecho con el vástago de la válvula. Sin embargo, este contacto no es del todo uniforme. En algunas zonas el contacto es suelto, en otras es firme, e incluso hay zonas donde no hay contacto alguno. Durante el uso de la válvula de regulación, existe un movimiento relativo entre el vástago de la válvula y el relleno; a este movimiento se le denomina movimiento axial. Durante su uso, debido a la influencia de altas temperaturas, altas presiones y medios fluidos con alta permeabilidad, el relleno de la válvula de regulación también es una zona donde ocurren con frecuencia fugas. La causa principal de las fugas en los rellenos es la fuga en las interfaces; además, en los rellenos textiles puede ocurrir también una filtración (el medio a presión se escapa a través de las pequeñas grietas entre las fibras del relleno). La fuga en la interfaz entre el vástago de la válvula y el relleno se debe a la disminución gradual de la presión de contacto con el relleno, así como al envejecimiento del propio relleno. En estas condiciones, el medio a alta presión escapa a través de los espacios de contacto entre el relleno y el vástago de la válvula. Solución: Para facilitar el llenado del relleno, se realizan cantos redondeados en la parte superior del estuche de relleno. En la parte inferior se coloca un anillo protector metálico resistente a la erosión y con un espacio reducido entre sus componentes (la superficie de contacto con el relleno no debe ser inclinada), a fin de evitar que el relleno sea empujado hacia afuera por la presión del fluido. Las superficies metálicas de las partes del estuche de relleno que entran en contacto con el relleno deben ser mecanizadas con precisión, a fin de mejorar su calidad superficial y reducir el desgaste del relleno. Se utiliza grafito flexible como material de relleno, ya que ofrece una buena estanqueidad al aire, baja fricción, pocos cambios con el paso del tiempo, poco desgaste y daño por abrasión. Además, es fácil de reparar; la fricción no cambia después de volver a apretar los pernos de sujeción. Posee buenas propiedades de resistencia a la presión y al calor, no se ve afectado por los agentes químicos presentes en el interior, y no provoca pitting ni corrosión en los metales en contacto con el vástago de la válvula y el interior del casquillo de relleno. De esta manera, se protege de forma eficaz el sello del estuche del vástago de la válvula, lo que garantiza la fiabilidad y durabilidad del sellado. 2.3 Fugas debido a la deformación del elemento de control y del asiento de la válvula. La principal causa de las fugas en el elemento de control y en el asiento de la válvula es la corrosión que puede producirse como consecuencia de defectos en el proceso de fundición o forja durante la fabricación de la válvula de control. Además, la presencia de medios corrosivos y la erosión causada por los fluidos también pueden provocar fugas en las válvulas de regulación. La corrosión se manifiesta principalmente en forma de erosión o cavitación. Cuando los medios corrosivos pasan por la válvula de regulación, se produce una erosión en los materiales del elemento de la válvula y del asiento de la misma. Esto hace que el elemento de la válvula y el asiento adquieran formas ovaladas u otras formas. Con el paso del tiempo, esto provoca que el elemento de la válvula y el asiento ya no encajen bien entre sí, lo que genera huecos y permite fugas. Solución: Lo importante es controlar cuidadosamente la selección del material del núcleo de la válvula y del asiento de la válvula, así como su calidad. Elegir materiales resistentes a la corrosión, y descartar por completo los productos con defectos como manchas o imperfecciones similares. Si la deformación del elemento de la válvula y del asiento de la válvula no es demasiado grave, se puede pulir con papel de lija fino para eliminar las marcas y mejorar la superficie de sellado, con el fin de optimizar su rendimiento de sellado. Si el daño es grave, se debe reemplazar la válvula por una nueva. 3. Oscilaciones: La rigidez del resorte de la válvula de regulación es insuficiente; esto hace que la señal de salida de la válvula sea inestable y cambie bruscamente, lo cual puede causar oscilaciones en ella. También se dice que la frecuencia de selección de la válvula es igual a la frecuencia del sistema, o bien que las vibraciones intensas en las tuberías y en la base hacen que la válvula de regulación vibre también. Una selección inadecuada del válvula de regulación hace que, al funcionar con una apertura reducida, se produzcan cambios bruscos en la resistencia al flujo, la velocidad del flujo y la presión. Cuando se supera la rigidez de la válvula, su estabilidad disminuye, y en casos graves pueden producirse oscilaciones. Solución: Dado que las causas de las oscilaciones son múltiples, se debe analizar cada problema en particular. Para las vibraciones leves, se puede aumentar la rigidez para eliminarlas. Si se utilizan muelles de alta rigidez, se debe pasar a una estructura con émbolo. Las vibraciones intensas en las tuberías y los soportes se eliminan aumentando los elementos de soporte ; Si la frecuencia de selección de la válvula es la misma que la frecuencia del sistema, entonces se deben reemplazar las válvulas con estructuras diferentes ; Las oscilaciones que se producen cuando la válvula funciona a un ángulo de apertura reducido se deben a una selección inadecuada del valor de la capacidad de flujo C. Es necesario seleccionar un valor de C más bajo, o bien utilizar un control por etapas o válvulas madre e hija para superar este problema. 4. Fallas en los posicionadores de válvulas 4.1 Posicionadores convencionales Los posicionadores convencionales funcionan según el principio del equilibrio mecánico de fuerzas, es decir, mediante la tecnología de diafragmas. Los principales tipos de fallas que pueden ocurrir son los siguientes: 1) Dado que funcionan según este principio de equilibrio mecánico, cuentan con numerosas partes móviles, lo que las hace susceptibles a las influencias de la temperatura y las vibraciones, lo que a su vez provoca fluctuaciones en la válvula de control ; 2) Se utiliza la tecnología de deflector en las boquillas. Dado que los orificios de las boquillas son muy pequeños, es fácil que se obstruyan con polvo o aire impuro, lo que impide que el localizador funcione correctamente ; 3) Aplicando el principio del equilibrio de fuerzas, el coeficiente elástico del resorte cambia en condiciones ambientales adversas, lo que provoca una comportamiento no lineal en la válvula de control y, por ende, una disminución en la calidad del control. 4.2 Localizadores inteligentes: La comparación entre el valor establecido y el valor real en los localizadores inteligentes se realiza mediante señales eléctricas, en lugar de mediante un equilibrio de fuerzas. Esto permite superar las desventajas que presenta el equilibrio de fuerzas en los localizadores convencionales ; Pero cuando se utilizan en situaciones de parada de emergencia, como las válvulas de corte de emergencia o las válvulas de alivio de presión, estas válvulas deben permanecer en una posición fija; solo es necesario que funcionen de manera fiable cuando surge una situación de emergencia. Permanecer mucho tiempo en una misma posición puede hacer que el convertidor eléctrico se salga de control, lo que genera el riesgo de que las señales débiles no funcionen. Además, al trabajar en el sitio, el valor de resistencia del potenciómetro de detección de posición puede cambiar fácilmente, lo que provoca que las señales débiles no actúen y que las señales fuertes abran completamente el dispositivo. Por lo tanto, para garantizar la fiabilidad y disponibilidad de los localizadores inteligentes, es necesario someterlos a pruebas frecuentes. 5. Conclusión. A través del análisis de las causas de fallo en las válvulas de regulación, y mediante la aplicación de medidas adecuadas de corrección y mejora, se puede **aumentar el rendimiento de estas válvulas, reducir la tasa de fallos en los instrumentos. Esto tiene un impacto positivo en la eficiencia productiva y los beneficios económicos del proceso, además de contribuir a la reducción del consumo de energía. De este modo, se puede mejorar la calidad del sistema de regulación, lo que a su vez garantiza un funcionamiento prolongado de las instalaciones de producción.

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