Prueba de inspección de la válvula de regulación: ¿es útil?

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Prueba de inspección de la válvula de regulación 1. La válvula de regulación es uno de los instrumentos más utilizados en la industria petroquímica; se instala en las tuberías del proceso. La válvula de regulación responde a las señales de entrada externas y, de manera proporcional a ellas, hace que el vástago de la válvula se mueva a la posición correspondiente. Al cambiar el espacio entre el elemento móvil de la válvula y su asiento, se logra controlar el caudal de flujo, y así se puede regular la presión, la temperatura y el nivel del líquido en el sistema. De acuerdo con la norma de la República Popular China **“Normas para la construcción y aceptación de instalaciones de instrumentación automática” GB50093-2002**, en el apartado 11.1.1 se establece que “antes de su instalación y uso, los instrumentos deben ser inspeccionados, calibrados y probados, a fin de asegurar que cumplan con los requisitos establecidos en los documentos de diseño, así como con las especificaciones técnicas indicadas en los documentos técnicos del producto”. Asimismo, el apartado 11.1.8 señala que “las condiciones, los procedimientos y los métodos de calibración y prueba de los instrumentos deben cumplir con lo dispuesto en los documentos técnicos del producto y en los requisitos de los documentos de diseño”. La calidad del rendimiento de las válvulas de regulación está directamente relacionada con la posibilidad de que las pruebas del equipo y su producción se realicen sin problemas. La inspección de estas válvulas es un medio importante para evaluar sus indicadores de rendimiento. A veces, debido a parámetros ambiguos o estándares inconsistentes, se obtienen conclusiones diferentes en las pruebas. Los procedimientos y métodos de inspección, así como su contenido, deben cumplir con las disposiciones de las normas aplicables. En cuanto a los aspectos que no están especificados en dichas normas, se debe proceder a su definición según el tipo de válvula en cuestión. 2 Comparación de los requisitos normativos nacionales e internacionales para los procedimientos de inspección. Con la rápida adopción de equipos y tecnologías, a veces surgen confusiones entre algunos parámetros técnicos utilizados en el país y los parámetros internacionales. En las normas, se establecen los puntos de inspección para la verificación de las válvulas de regulación, incluyendo pruebas de presión en el cuerpo de la válvula, pruebas de sellado del asiento de la válvula, detección de fugas en la cabeza de membrana (cilindro), así como el recorrido y el tiempo necesario para completar dicho recorrido. 2.1 Prueba de presión del cuerpo de la válvula. La prueba de presión del cuerpo de la válvula sirve para verificar su capacidad para resistir presiones. Esto incluye comprobar si el propio cuerpo de la válvula presenta defectos como huecos por arena, si las conexiones mecánicas son estancas y si existe alguna deformación en el mismo. Las pruebas se realizan por departamentos especializados, con equipos dedicados. El medio utilizado en las pruebas es agua limpia; la presión se eleva hasta 1,5 veces la presión nominal, con las válvulas completamente abiertas. Se considera que la prueba es exitosa si no hay fugas visibles dentro del tiempo establecido. 2.2 Prueba de sellado del asiento de la válvula. La prueba de sellado del asiento de la válvula tiene como objetivo verificar el grado de estanqueidad entre el asiento de la válvula y su elemento móvil. La forma estructural de la válvula de regulación determina el grado de sellado entre su elemento de control y su asiento. La inspección de sellado consiste en verificar la cantidad de fugas en el asiento de la válvula, cuando esta está completamente cerrada. Es decir, se prueba el fluido bajo condiciones experimentales específicas, a través de una válvula que se encuentra en estado cerrado, con el fin de medir la cantidad de líquido que escapa ； El medio utilizado se selecciona según el procedimiento del ensayo; generalmente se emplea agua limpia, y para las válvulas de cierre se utiliza aire. Tabla 1: Lista de las presiones de prueba para la resistencia de las válvulas más utilizadas, tanto en el país como en el extranjero.
**Departamentos nacionales**: Presión nominal (MPa), Presión de prueba (MPa), Tiempo de prueba (minutos).
**Departamentos internacionales**: Presión nominal (MPa), Presión de prueba (MPa), Tiempo de prueba (minutos).
PG1.6: 2.5; 3150; 210.
PG4.0: 6.0; 3300; 510.
PG6.4: 10; 3600; 1010.
Para poder calcular las fugas en las válvulas de regulación, es necesario conocer el coeficiente de caudal. Además, es importante entender las diferencias en las definiciones y formas de representar este valor, tanto en el país como en el extranjero, así como su relación entre sí. En el país, los símbolos que representan el coeficiente de caudal de las válvulas de regulación son C y Kv. Estos se expresan respectivamente en el sistema de unidades ingenieriles (sistema MKS) y en el sistema internacional de unidades (sistema SI). Definidos bajo la condición de que la válvula esté completamente abierta: C representa los metros cúbicos que pasan por la válvula en 1 hora, cuando se trata de agua a una temperatura de 5~40°C y con una presión de 1 kg/cm². Kv: metros cúbicos de agua a una temperatura de 5~40°C que pasan por la válvula de regulación en 1 hora, bajo una caída de presión de 105 Pa. En el extranjero, generalmente se utilizan unidades del sistema imperial; el símbolo que las representa es Cv. También en este caso, y siempre que la válvula esté completamente abierta: Cv es la cantidad de galones estadounidenses que fluyen por minuto a través de la válvula de regulación, con agua a una temperatura de 60°F (15,61°C) y una presión de 1 lb/in2 (7 kPa). La relación entre los tres valores es la siguiente: Cv=1.17C y Kv=1.01C. Además, la empresa Fisher utiliza Cg y Cs para representar, respectivamente, los coeficientes de caudal del gas y del vapor. A continuación, se presenta una comparación entre las normas de la industria de las empresas petroquímicas, SH3521-1999, y la norma estadounidense ANSI B16.104-1976, en cuanto a la clasificación del nivel de fugas en las válvulas de control:

**Tabla 2: Comparación de la clasificación del nivel de fugas en las válvulas de control**

| Nivel de fuga | Medio de prueba | Procedimiento de prueba | Máximo caudal de fuga por asiento de la válvula (L/h) |
|---------------|----------------|-----------------------|---------------------------------------------------|
| SH3521-1999 | Agua o gas | — | |
| ANSI B16.104 | Agua o aire | — | |
| SH3521-1999 | Agua o aire | — | |
| ANSI B16.104 | Agua o aire | — | |
| SH3521-1999 | Agua o aire | — | |
| ANSI B16.104 | Agua o aire | — | |

**Clasificación II:** Agua o gas; Agua o aire.
Caudal máximo: 0.5% C₀.5% Cv.

**Clasificación III:** Agua o gas; Agua o aire.
Caudal máximo: 0.1% C₀.1% Cv.

**Clasificación IV:** Agua o gas; Agua o aire.
Caudal máximo: 0.01% C₀.0% Cv.

**Clasificación V:** Agua.
Caudal máximo: 1.8×10⁻⁷×D×ΔP, donde D es el diámetro del asiento de la válvula en mm, y ΔP es la diferencia de presión entre los lados de la válvula en kPa. El caudal máximo también puede expresarse como 5×10¹² m³/min.

**Clasificación VI:** Gas: aire o nitrógeno.
Valores según la tabla siguiente.
Donde C y Cv se calculan según la “capacidad nominal”. Estos valores difieren del coeficiente de caudal y de la capacidad de flujo mencionados anteriormente. Se refieren al caudal que fluye cuando la válvula está completamente abierta, bajo una determinada diferencia de presión. Este caudal no es directamente proporcional a dicha diferencia de presión. La fórmula simplificada para calcular la cantidad de fugas en las válvulas de regulación es la siguiente:
(1) Cuando el medio de prueba es agua a temperatura ambiente, Q = Cv × (∆p)¹/² × 1,4245 × tasa de fugas permitida.
(2) Cuando el medio de prueba es aire, si ∆P ≥ P₁/₂, entonces Q = Cv × P₁ × 2,424456 × tasa de fugas permitida. Si ∆P < P₁/₂, entonces Q = Cv × ∆P × (P₁ + P₂)¹/² × 2,79445 × tasa de fugas permitida.
(3) Cuando el medio de prueba es nitrógeno, si ∆P ≥ P₁/₂, entonces Q = Cv × P₁ × 2,446166 × tasa de fugas permitida