Qué es la cavitación valvular y cuáles son sus causas

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07/04/2023
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Las válvulas son componentes esenciales de un sistema de control de fluidos, y su correcto funcionamiento es fundamental para garantizar la eficacia y longevidad del sistema. Cavitación en válvulas de control es un problema común que puede afectar significativamente al rendimiento y la vida útil de la válvula.

Una cavitación imprevista puede causar profundos estragos al destruir los componentes internos de la válvula de control e incluso provocar un fallo catastrófico del sistema. Por tanto, es importante entender qué es la cavitación de las válvulas, sus causas, efectos y posibles medidas de mitigación.

Cavitación de válvulas
Fuente: Google

Qué es la cavitación valvular

Cavitación de las válvulas se refiere a la rápida formación y colapso de burbujas de vapor que se producen cuando la presión de un líquido que fluye a través de una válvula cae por debajo de su presión de vapor. Este fenómeno genera ondas de presión de alta frecuencia que pueden dañar los componentes de la válvula, generar ruido y vibraciones y reducir la eficiencia del sistema.

Los daños por cavitación de las válvulas también pueden adoptar la forma de erosión y picaduras en los componentes de las válvulas, lo que provoca fugas, reducción de los caudales y disminución de la precisión del control. Para mantener el rendimiento del sistema, minimizar los daños y prolongar la vida útil de las válvulas, es fundamental ponerse en contacto con los fabricantes de válvulas industriales para aplicar medidas contra la cavitación.

Datos de cavitación de válvulas

La cavitación en las válvulas puede cuantificarse midiendo los niveles de sonido y vibración generados durante su funcionamiento. Las vibraciones de alta frecuencia y los niveles de ruido son indicadores típicos de la cavitación de las válvulas. Estas mediciones pueden proporcionar información valiosa sobre la gravedad de la cavitación y ayudar a identificar posibles daños en los componentes de las válvulas.

Existen tres niveles básicos para el cálculo de la cavitación de las válvulas, que son:

  • Incipiente: Fase de inicio de la cavitación en la que se oyen ruidos intermitentes de chasquidos.
  • Constante: Un sonido retumbante consistente asociado con el inicio del daño de la válvula.
  • Estrangulada: La vaporización del fluido alcanza una velocidad sónica en el puerto de la válvula y restringe el flujo suave a través de la válvula.

Considerando válvulas de cuarto de vuelta como válvula de mariposa industrial y válvulas de control, es mejor utilizar la cavitación constante a la hora de juzgar el efecto de la cavitación en la vida útil de la válvula. Para un funcionamiento silencioso, lo mejor son los datos de cavitación incipiente. El análisis por estrangulamiento sólo debe utilizarse con válvulas especiales que dispongan de trimado de cavitación.

Qué La cavitación en una válvula de control está causada por

La cavitación en las válvulas de control está causada por varios factores, entre ellos:

  • Alta velocidad: Si el líquido que fluye a través de la válvula lo hace a gran velocidad, pueden crearse zonas de baja presión que provoquen la formación de burbujas de vapor. Esto es particularmente cierto si el líquido es forzado a través de una abertura pequeña, como una abertura estrecha de la válvula.
  • Caída de presión: A medida que el líquido fluye a través de la válvula, suele producirse una caída de presión entre la entrada y la salida. Si la caída de presión es demasiado alta, puede hacer que el líquido se vaporice, lo que provoca cavitación.
  • Temperatura: Las altas temperaturas pueden aumentar la probabilidad de cavitación, ya que pueden hacer que el líquido alcance su punto de ebullición a una presión más baja.
  • Propiedades de los líquidos: Ciertos líquidos son más propensos a la cavitación que otros. Por ejemplo, los líquidos con una presión de vapor baja o una viscosidad alta son más propensos a experimentar cavitación.
  • Diseño de la válvula: El diseño de la válvula también puede influir en la cavitación. Si la válvula tiene bordes afilados o cambios bruscos de dirección, puede crear turbulencias en el flujo de líquido que pueden provocar cavitación.

Cómo afecta la cavitación a las válvulas de control

Cavitación en una válvula de control puede provocar una reducción de la eficacia, un aumento de los costes de mantenimiento e incluso el fallo de la válvula. La rápida formación y colapso de burbujas de vapor puede causar erosión y picaduras en los componentes de la válvula, lo que provoca fugas, reducción del caudal y disminución de la precisión del control.

Esto puede afectar a la capacidad de la válvula para mantener el caudal, la presión o la temperatura deseados y puede provocar la inestabilidad del sistema o un control deficiente del proceso. En casos graves, necesitará componentes de la válvula, como asientos, obturadores y vástagos que se dañan o incluso se desintegran debido al impacto de las burbujas de vapor que colapsan.

La cavitación también puede generar ruido y vibraciones excesivos, que pueden ser perjudiciales para los componentes del sistema y el personal. Las ondas de presión de alta frecuencia pueden hacer vibrar los componentes de las válvulas, provocando desgaste mecánico y posibles averías. Los niveles excesivos de ruido provocan interferencias en la comunicación, perturbaciones en el entorno de trabajo e infracciones de la normativa sobre ruido.

Soluciones de prevención de la cavitación en válvulas de control

Prevención de cavitación en válvulas de control es importante para garantizar su correcto funcionamiento y evitar posibles daños en el sistema. Existen varios válvula de alivio anti cavitación pero pueden clasificarse en dos: evitación y diseño.

Evasión

Lo mejor válvula anticavitación medida es evitarla por completo. Estas son las medidas que pueden aplicarse.

  • Reducir la velocidad del fluido: Una de las principales causas de la cavitación es la alta velocidad del fluido. Por tanto, reducir la velocidad del fluido aumentando el diámetro de la tubería o reduciendo el caudal puede ayudar a evitar la cavitación.
  • Aumentar la presión del sistema: Otra forma de prevenir la cavitación es aumentar la presión del sistema, lo que reducirá la caída de presión a través de la válvula y minimizará la probabilidad de cavitación.
  • Modificar las propiedades del fluido: Modificar las propiedades del fluido, como la viscosidad o la temperatura, también puede ayudar a prevenir la cavitación.
  • Seleccione la válvula adecuada: Asóciese con una empresa fiable proveedor de válvulas por una válvula que se adapte mejor a su aplicación específica. Por ejemplo, seleccionar una válvula con mayor capacidad, un material de guarnición distinto o un tipo de válvula diferente puede ayudar a reducir la probabilidad de cavitación.

Diseño

Si la cavitación es inevitable, la válvula debe diseñarse para manejarla y minimizar sus efectos. Esto puede lograrse utilizando tres medidas anticavitación para válvulas de alivio. A menudo, en el diseño de las válvulas se aplican dos o incluso todas estas medidas.

  • Robustez: Esto implica el uso de materiales de alta resistencia para la fabricación de las partes críticas de la válvula que se enfrentarán a la cavitación. Aunque la cavitación puede acabar dañando los componentes internos de la válvula, los materiales robustos ayudarán a resistir el daño durante más tiempo.
  • Aislamiento: Consiste en desviar o dirigir las burbujas en colapso hacia el centro de la corriente de flujo, donde los microchorros y las ondas de choque no pueden dañar los componentes de la válvula.
  • Eliminación: Consiste en reducir la cavitación tomando la caída de presión por partes en lugar de todas a la vez. Una sola caída de presión suele tener una caída mayor, lo que provoca caídas por debajo de la presión de vapor del líquido. Pero si la caída de presión se toma en serie como tres o cuatro veces, la caída de presión se eliminará, y la presión se mantiene por encima de la presión de vapor.

Seleccione el fabricante de válvulas adecuado para evitar la cavitación

Seleccionar el fabricante de válvulas adecuado es muy importante, ya que influye en la fiabilidad de su válvula a la hora de evitar la cavitación. Válvula Dombor es un fabricante profesional y experimentado de todo tipo de válvulas de control aplicables en diversas industrias. Al contar con un equipo de I+D experto con amplios conocimientos sobre cómo frenar la cavitación, las válvulas producidas son extremadamente duraderas y funcionales.

Sala de exposición de Dombors con los diferentes tipos de válvulas que ofrece
Fuente: Dombor

Esto nos hace destacar entre la competencia, incluyendo proveedores de válvulas de bola industriales del mercado. Contamos con una cadena de suministro fiable, que garantiza que sólo se utilicen materiales de alta calidad que cumplan las normas del sector. De este modo, le proporcionamos válvulas resistentes a la cavitación, que aumentan la eficacia del sistema y reducen los costes de mantenimiento.

Conclusión

Cavitación de las válvulas es un problema importante en muchos sistemas de fluidos que puede provocar daños en los equipos, reducir la eficacia y poner en peligro la seguridad. Comprender sus causas y efectos es fundamental para gestionarlo con eficacia.

La selección, el diseño y el mantenimiento adecuados de las válvulas anticavitación pueden ayudar a mitigar el impacto de la cavitación. En general, la prevención de la cavitación de las válvulas requiere un enfoque integral que implica comprender las causas fundamentales, aplicar las medidas de prevención adecuadas y supervisar y mantener periódicamente el sistema para garantizar su rendimiento óptimo.

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