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Soluciones para los problemas de vibración en las válvulas de regulación: 1. Método de aumento de la rigidez: Para combatir las oscilaciones y vibraciones leves, se puede aumentar la rigidez del componente en cuestión. Esto se puede lograr utilizando muelles más rígidos o cambiando al mecanismo de actuación por tipo pistón. Estas son algunas de las soluciones posibles. 2. Aumentar la amortiguación: Esto consiste en incrementar la fricción que se ejerce sobre las vibraciones. Por ejemplo, en las válvulas de tipo manga, se pueden utilizar juntas tóricas tipo “O” para lograr un mejor sellado. También se puede emplear relleno de grafito, que ofrece una mayor fricción. Todo esto ayuda a eliminar o reducir las vibraciones leves. 3. Aumentar las dimensiones de guía y reducir el juego de ajuste: En general, las válvulas de tipo émbolo tienen dimensiones de guía bastante pequeñas, mientras que el juego de ajuste entre las partes que componen la válvula suele ser grande, entre 0,4 y 1 mm. Esto contribuye a la aparición de vibraciones mecánicas. Por lo tanto, cuando se producen vibraciones mecánicas leves, es posible reducir dichas vibraciones aumentando las dimensiones de guía y disminuyendo el juego entre las piezas. 4. Cambiar la forma del elemento de restricción para eliminar la resonancia: dado que la llamada fuente de vibraciones en las válvulas de regulación se produce en la zona de restricción, donde hay un flujo rápido y cambios bruscos de presión, al cambiar la forma del elemento de restricción se puede modificar la frecuencia de dicha fuente de vibraciones. De esta manera, es más fácil resolver el problema cuando la resonancia no es intensa. La forma concreta de hacerlo es mecanizar la superficie del núcleo de la válvula en un rango de apertura vibracional de 0,5 a 1,0 mm. Cuando se instaló una válvula de regulación de presión automática cerca del complejo residencial de una fábrica, el zumbido generado por la resonancia afectaba el descanso de los empleados. Después de fresar 0,5 mm en la superficie del elemento móvil de la válvula, el zumbido debido a la resonancia desapareció. 5. El principio del método de eliminación de la resonancia mediante el reemplazo de la pieza de restricción es el mismo que el descrito en 4.5, punto 4); solo que en este caso se reemplaza la pieza de restricción. Sus métodos son: ① Cambiar las características de caudal, de logarítmico a lineal, y de lineal a logarítmico; ② Cambiar el tipo de elemento de control del válvula. Por ejemplo, se puede cambiar el elemento de válvula en forma de tapón por uno con ranura en forma de “V”; el tipo de eje de la válvula de doble asiento puede ser reemplazado por uno de tipo carcasa; además, la carcasa con aberturas puede ser sustituida por una carcasa con orificios más pequeños, etc. En una fábrica de fertilizantes nitrogenados, había una válvula de dos asientos de DN25 cuyo vástago y el elemento de la válvula se rompían con frecuencia. Después de determinar que se trataba de resonancia, reemplazamos el elemento de la válvula de tipo lineal por uno de tipo logarítmico, y así se resolvió el problema. Por ejemplo, en un laboratorio de una academia de aviación se utilizó una válvula de manguito DN200; el émbolo de la válvula giraba con fuerza, lo que impedía su uso. Al cambiar el manguito, que tenía aberturas, por uno con orificios más pequeños, el giro del émbolo desapareció de inmediato. 6. Cambiar el tipo de válvula de regulación para eliminar la resonancia. Las válvulas de regulación con diferentes estructuras tienen frecuencias naturales distintas; por lo tanto, cambiar el tipo de válvula es el método más eficaz para eliminar la resonancia de forma definitiva. Una válvula que sufre vibraciones muy intensas —vibraciones tan fuertes que pueden dañarla (en casos extremos), además de girar con gran fuerza (hasta el punto de que el vástago de la válvula se rompe o se tuerce)— y que genera un ruido muy alto (más de 100 decibelios). Basta reemplazarla por una válvula con una estructura diferente para que los problemas desaparezcan al instante; la resonancia intensa desaparece de forma milagrosa. En una nueva expansión de una fábrica de vinileno, se utilizó una válvula de manguito DN200. En ese caso, se presentaron los tres fenómenos mencionados anteriormente: las tuberías de DN300 vibraban, la válvula giraba y el nivel de ruido superaba los 100 decibelios. La apertura por resonancia era del 20 al 70 %. Al considerar que esa apertura por resonancia era excesiva, se optó por utilizar una válvula de dos asientos; con ello, la resonancia desapareció y el funcionamiento de la válvula se volvió normal. 7. Para reducir las vibraciones por cavitación causadas por la ruptura de las burbujas de cavitación, naturalmente hay que buscar formas de disminuir la cavitación. ①Se debe evitar que la energía de impacto generada por la ruptura de las burbujas actúe sobre la superficie sólida, especialmente sobre el elemento de la válvula; en su lugar, el líquido debe absorber esa energía. La válvula de manguito tiene esta característica; por lo tanto, es posible convertir un elemento de válvula de tipo émbolo en uno de tipo manguito. ②Se deben adoptar todos los medios posibles para reducir la cavitación, como aumentar la resistencia de estrangulamiento, elevar la presión en la zona de estrechamiento, realizar un proceso de gradación o aplicar reducción de presión. 9. Evitar las vibraciones causadas por ondas provenientes de fuentes externas. Es evidente que esto debe evitarse para que la válvula funcione correctamente. Si se producen tales vibraciones, deben tomarse medidas adecuadas. Soluciones cuando la estabilidad de la válvula es deficiente: 1. Cambiar la dirección de la fuerza de desequilibrio. En el análisis de estabilidad, se sabe que cuando la fuerza de desequilibrio actúa en la misma dirección que la tendencia a cerrar la válvula, esta pierde su estabilidad. Cuando la válvula funciona bajo condiciones de fuerzas desequilibradas, se utiliza el método de cambiar su dirección de acción; generalmente, se pasa de un tipo de válvula que cierra el flujo a uno que lo permite. De esta manera, se puede resolver fácilmente el problema de estabilidad de la válvula. 2. Evitar el funcionamiento en la zona de inestabilidad de la propia válvula. Algunas válvulas, debido a las limitaciones de su estructura, presentan una menor estabilidad cuando operan en ciertos ángulos de apertura. ①Válvula de dos asientos, con un grado de apertura inferior al 10%; el flujo es posible en la parte superior de la bola, pero se bloquea en la parte inferior, lo que genera problemas de inestabilidad. ② La pendiente de cambio de las fuerzas de desequilibrio provoca fluctuaciones, lo que afecta negativamente su estabilidad. En el caso de las válvulas de mariposa, el punto de intercambio se encuentra alrededor de los 70 grados; en las válvulas de doble asiento, este punto está entre el 80 y el 90% de apertura. Al encontrarse con este tipo de válvulas, trabajar en la zona inestable conlleva inevitablemente una baja estabilidad; basta evitar operar en dicha zona. 3. Reemplazar válvulas con buena estabilidad: estas presentan cambios menores en la fuerza de desequilibrio y una mejor orientación. Entre las válvulas esféricas más utilizadas, la válvula de manguito posee esta importante característica. Cuando la estabilidad de las válvulas de una o dos posiciones es deficiente, el reemplazo por válvulas de cuerpo completo seguramente mejorará su estabilidad. 4. La capacidad del actuador, basada en el método de aumento de la rigidez del resorte, para resistir los efectos de las variaciones de carga en el recorrido que realiza, depende de la rigidez del resorte. Cuanta mayor sea la rigidez, menor será el impacto en el recorrido, y mejor será la estabilidad de la válvula. Aumentar la rigidez del resorte es un método simple y común para mejorar la estabilidad de la válvula; por ejemplo, se puede sustituir un resorte con un rango de presión de 20–100 KPa por uno con mayor rigidez, cuyo rango sea de 60–180 KPa. Este método se utiliza principalmente en válvulas equipadas con posicionadores; de lo contrario, las válvulas deben ir acompañadas de un posicionador adicional. 5. Método para reducir la velocidad de respuesta: Cuando el sistema requiere que la válvula de control responda o que su velocidad de ajuste no sea demasiado alta, pero la válvula sigue respondiendo y ajustándose con demasiada rapidez, esto es problemático. Por ejemplo, cuando se necesita un ajuste fino en el caudal, pero los cambios en el caudal controlado por la válvula son muy grandes. O bien, cuando el sistema en sí ya tiene una respuesta rápida, pero la válvula cuenta con un posicionador que acelera su funcionamiento; todo esto resulta negativo. Esto provocará sobreajuste y vibraciones, entre otros efectos. Por ello, se debe reducir la velocidad de respuesta. Las soluciones son: ① Cambiar la característica lineal por una característica logarítmica; ② Los dispositivos que cuentan con localizador pueden ser reemplazados por convertidores o actuadores. 6. Cambiar la dirección del flujo, resolver los problemas de cierre forzado y eliminar el estallido por siseo. Las válvulas de dos posiciones se utilizan, por lo general, en modo de cierre total para mejorar la eficacia del corte. En los medios líquidos, debido a la acción de las fuerzas de desequilibrio de tipo de flujo cerrado, el elemento de la válvula se ve presionado hacia adentro. Esto provoca un efecto que acelera el movimiento del elemento de la válvula; además, se genera un ligero efecto de golpe de ariete, lo que causa turbulencias en el sistema. La solución al fenómeno mencionado es simplemente cambiar la dirección del flujo, de modo que el estallido turbulento desaparezca. Problemas similares, en los que la activación forzada afecta el funcionamiento normal de la válvula, también pueden resolverse mediante este método. 7. Método para superar la destrucción causada por los fluidos*. La válvula típica en este caso es la válvula de dos asientos; el fluido entra desde el centro, y el elemento móvil de la válvula está perpendicular a la entrada. El fluido rodea dicho elemento móvil y sale dividido en dos corrientes, una arriba y otra abajo. El impacto del fluido sobre el elemento de la válvula hace que este se desplace hacia el lado de la salida, lo que genera fricción y daña las superficies de guía del elemento de la válvula y del revestimiento correspondiente. Esto provoca un funcionamiento anormal de la válvula. Además, un caudal elevado puede causar que el elemento de la válvula se doble, se erosione e, incluso en casos extremos, se rompa. Soluciones: ① Aumentar la dureza del material de las partes de guía. ② Ampliar el tamaño entre las esferas superiores e inferiores del elemento de la válvula, para que tenga una forma más gruesa. ③ Utilizar otra válvula como sustituto. Si se utiliza una válvula de manguito, el fluido fluye alrededor del manguito, lo que **reduce la fuerza lateral** sobre el émbolo de la válvula. 8. El método para superar la fuerza de rotación generada por el fluido y hacer que el elemento de la válvula gire es el siguiente: en el caso de los elementos de válvula con orificios en forma de “V”, debido a la entrada asimétrica del fluido, las fuerzas tangenciales que actúan sobre dicho elemento no son uniformes, lo que genera una fuerza de rotación que hace que el elemento gire. Es aún más pronunciado en las válvulas con DN≥100. Por lo tanto, esto podría causar la separación de la conexión entre la válvula y el émbolo del actuador. En el caso de los actuadores sin resorte, esto podría provocar la deformación de la membrana. Las soluciones posibles son: ① Girar el núcleo de la válvula en la dirección opuesta, para equilibrar las fuerzas tangenciales que actúan sobre él; ② Asegurar aún más la conexión entre el vástago de la válvula y el émbolo, y, si es necesario, utilizar una pieza adicional para evitar su rotación; ③ Reemplazar el núcleo de la válvula con forma de “V” por uno de tipo émbolo; ④ Utilizar o cambiar a una estructura de tipo manguito; ⑤ Si la rotación se debe a resonancia, basta con eliminar esa resonancia para resolver el problema. 9. Ajuste de la fricción en la placa del válvula de mariposa: para superar los problemas relacionados con los movimientos durante la apertura, se utilizan válvulas de mariposa con sellos blandos como juntas en forma de “O”, anillos de sellado y revestimientos. Cuando la válvula está cerrada, la deformación de estos sellos blandos permite que la placa de la válvula se cierre completamente y cubra bien su superficie, lo que permite lograr un efecto de cierre muy eficaz. Pero cuando se quiere abrir la válvula, el actuador debe ejercer una fuerza cada vez mayor sobre la placa de la válvula. Cuando esa fuerza se iguala a la fricción que ejerce el sello blando sobre la placa de la válvula, entonces esta comienza a moverse. Una vez que se activa, esta fuerza de fricción disminuye drásticamente. Para lograr un equilibrio de fuerzas, la placa de la válvula se abre bruscamente. Cuando esta fuerza se equilibra con el momento de fuerza desequilibrado generado por el medio en ese ángulo de apertura, y también con el momento de fuerza generado por el mecanismo de accionamiento, la válvula se detiene en ese ángulo de apertura. Esta apertura brusca y repentina puede llegar al 30–50%, lo que generará una serie de problemas. Al mismo tiempo, al cerrarse la válvula, los sellos blandos experimentan grandes cambios, lo que puede causar deformaciones permanentes o daños en las placas de la válvula, afectando así su vida útil. La solución consiste en ajustar la fuerza de fricción que ejercen los sellos blandos sobre la placa de la válvula. De esta manera, se puede garantizar que se cumplan los requisitos necesarios para el cierre de la válvula, al mismo tiempo que esta pueda abrirse de manera normal. Las medidas concretas son: ① Ajustar la cantidad de juego excesivo; ② Reducir las dificultades que surge al cerrar completamente la válvula, mediante el uso de limitadores o ajustando la fuerza de preensado y la fuerza de salida del mecanismo de accionamiento