¿Cuáles son las causas del rendimiento reducido del sellado en las válvulas de control?
¿Cómo solucionar este problema?
R:El rendimiento de sellado reducido en las válvulas de control provoca fugas de medios, lo que compromete la precisión del control del proceso y la seguridad operativa. Las causas fundamentales se pueden clasificar en dos tipos principales: fugas internas y fugas externas. Por lo tanto, se requieren análisis y soluciones específicos.
01.Fuga interna
La causa más común es la falla del núcleo de la válvula y de las superficies de sellado del asiento. Por un lado, esto puede resultar de la erosión prolongada del núcleo/asiento de la válvula debido a diferenciales de alta presión y medios cargados de partículas, lo que provoca rayones, picaduras y cavitación. [1] erosión en las superficies de sellado. Por otro lado, podría deberse a una mala compatibilidad de la estructura de sellado, como la deformación de las juntas blandas en condiciones de alta presión o la corrosión de las superficies de sellado debido a la no selección de materiales resistentes a la corrosión para medios altamente corrosivos.
02. Fuga externa
Las causas se dividen principalmente en dos categorías principales: falla del sello del empaque (p. ej., envejecimiento o desgaste del empaque, instalación incorrecta) y falla del sello en las conexiones del cuerpo de la válvula (p. ej., envejecimiento de la junta, defectos de fundición en el cuerpo de la válvula).
En respuesta a las posibles causas anteriores, se puede realizar un mantenimiento específico en las válvulas de control con un rendimiento de sellado reducido.
(1) Reemplace el embalaje envejecido o dañado. Seleccione el tipo de empaque adecuado según las características del medio y las condiciones de operación, como empaque de anillo de grafito para medios de alta temperatura o empaque de PTFE para medios corrosivos.
(2)Vuelva a instalar el embalaje correctamente. Asegúrese de aplicar una fuerza de apriete adecuada y de que la empaquetadura esté asentada uniformemente contra el vástago y la cámara de la empaquetadura.
(3) Inspeccione la superficie del vástago de la válvula. Si encuentra rayaduras o corrosión, repare o reemplace el vástago.
(4) Si hay defectos en la estructura de sellado, como un prensaestopas dañado, repare o reemplace los componentes relevantes del capó superior.
[1]Cavitación: cuando el líquido fluye a través de un elemento estrangulador, como una válvula de control, la presión local cae hasta o por debajo de la presión del vapor saturado a la temperatura actual, lo que hace que el líquido se vaporice y forme burbujas. A medida que el fluido se desplaza hacia una región aguas abajo de mayor presión, estas burbujas colapsan rápidamente, generando intensas ondas de choque y microchorros. Este fenómeno provoca daños en el equipo por ruido, vibración y erosión por cavitación.
¿Por qué se produce ruido durante el funcionamiento de una válvula de control?
¿Cómo mantener y solucionar este problema?
R: Cuando se produce ruido durante el funcionamiento de una válvula de control, primero debemos identificar su tipo y causa raíz. El ruido generado por las válvulas de control se divide principalmente en dos categorías: ruido fluidodinámico y ruido mecánico.
Ruido fluidodinámico
El ruido inducido por el flujo es el tipo más común, que se puede clasificar en tres subtipos: ruido de cavitación, ruido intermitente y ruido de turbulencia y vórtice.
El ruido de cavitación ocurre cuando el diferencial de presión a través de una válvula se vuelve excesivo, lo que hace que la presión del fluido en el punto de estrangulamiento caiga por debajo de la presión del vapor saturado. Esto conduce a la formación y posterior colapso de burbujas, lo que genera ruido de alta frecuencia acompañado de daños por cavitación en el núcleo de la válvula. El ruido intermitente se produce cuando la presión del fluido permanece por debajo de la presión del vapor saturado después de la estrangulación, creando un flujo bifásico gas-líquido estable. La turbulencia resultante genera ruido, que es común en aplicaciones de medios líquidos. La turbulencia y el ruido de vórtice son causados por una velocidad de flujo desigual a través del orificio de estrangulamiento, lo que provoca la formación de vórtices. Este ruido aumenta significativamente cuando la velocidad del flujo se acerca o excede la velocidad del sonido y es más frecuente en medios gaseosos.
Ruido mecánico
El ruido mecánico se origina a partir de dos fuentes principales: vibración del obturador/vástago de la válvula o ruido del actuador. Se refiere al ruido de vibración de baja frecuencia causado por oscilaciones del obturador de la válvula durante el funcionamiento con flujo bajo o por una holgura excesiva debido a la fricción entre el vástago y la empaquetadura o el desgaste del casquillo guía. Alternativamente, el ruido puede transmitirse al cuerpo de la válvula debido a problemas como rigidez insuficiente del resorte en un actuador de diafragma neumático, desgaste del engranaje y la cremallera en un actuador de pistón o resonancia del motor en un actuador eléctrico. Para ambos tipos de ruido mencionados anteriormente, la mitigación se puede lograr mediante ajustes operativos y mejoras de diseño. En la fuente, el ruido se puede evitar ajustando el diferencial de presión, el grado de apertura y la velocidad del flujo. Mediante mejoras en el diseño, como el uso de materiales resistentes a la corrosión y al desgaste o la optimización de la geometría de los internos de las válvulas, también se puede reducir eficazmente el ruido.
Por ejemplo, las válvulas de bola con puerto en V y las válvulas rotativas excéntricas cuentan con diseños de trayectoria de flujo aerodinámicos para minimizar la generación de vórtices, mientras que los internos de válvulas de asiento blando pueden absorber una parte del ruido inducido por la turbulencia.
Para minimizar y prevenir fallas de las válvulas de control en los procesos de control de fluidos, es esencial seleccionar y realizar adecuadamente el mantenimiento regular de las válvulas. Esto incluye confirmar los requisitos funcionales de antemano, calcular parámetros clave como la caída de presión y el caudal; inspeccionar periódicamente el obturador y el asiento de la válvula en busca de desgaste, reemplazar la empaquetadura y los casquillos guía envejecidos; realizar purgas periódicas para actuadores neumáticos y comprobar el motor y la caja de cambios para actuadores eléctricos, etc.
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