Guía completa de problemas y resolución de problemas de las válvulas de globo

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05/08/2022
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Las válvulas de globo tienen discos que se mueven linealmente para permitir, restringir o regular el flujo de fluido. Aunque están diseñadas como dispositivos de estrangulación para regular el flujo a través de la válvula, también se utilizan en posiciones totalmente abiertas o cerradas para permitir o restringir completamente el flujo del medio.

Los fallos de las válvulas de globo provocan el desperdicio de fluidos, la reducción de la funcionalidad de la válvula y daños en el sistema. 

Para evitar averías en las válvulas de globo, éstas deben instalarse correctamente, someterse a pruebas periódicas y recibir un mantenimiento adecuado.

En este artículo se explica cómo probar, instalar y montar válvulas de globo. También se destacan algunas prácticas de mantenimiento de las válvulas de globo y los pasos para sustituir los asientos y las manijas de las válvulas.

Cómo probar sus válvulas de globo

Válvula de globo en T
Fuente: Pinterest

Para garantizar que las válvulas de globo cumplen las normas API exigidas, deben someterse a pruebas. Además, para evitar fallos en las válvulas de globo y garantizar un funcionamiento seguro, deben someterse a pruebas periódicas. 

El comprador de una válvula de globo también puede exigir una prueba de la válvula antes de comprarla para confirmar su integridad. Fabricantes de válvulas industriales recomiendan que las válvulas de globo se prueben una vez al año. Sin embargo, el intervalo de comprobación debe depender de la aplicación operativa, el estado de la válvula y la potencia requerida.

La estanqueidad de las válvulas de globo puede comprobarse mediante pruebas hidrostáticas o neumáticas. En las pruebas hidrostáticas, el fluido de prueba es líquido, como agua o queroseno, mientras que en las pruebas neumáticas, el fluido de prueba es gas, como aire o nitrógeno.

Las normas de fugas de las válvulas especifican las fugas máximas permitidas para cada válvula en condiciones específicas. Las normas sobre fugas y clasificaciones de las válvulas de globo están recogidas en la norma API 598. Estas normas prueban, inspeccionan y examinan las válvulas de globo. 

A continuación se indican los tipos de pruebas estándar que pueden realizarse en su válvula de globo:

Pruebas de conchas

Las pruebas de carcasa incluyen la prueba de carcasa y la prueba de carcasa neumática de alta presión. Estas pruebas de presión comprueban la resistencia y solidez del cuerpo de la válvula. 

Las pruebas Shell son necesarias para las válvulas que funcionan en servicios totalmente abiertos o cerrados. El fluido utilizado puede ser aire, agua, gas inerte, queroseno o líquidos no corrosivos de viscosidad igual o inferior a la del agua.

Abra el disco de la válvula e introduzca el fluido de prueba en la válvula. La presión aplicada debe ser superior o igual a una vez y media la presión máxima de trabajo. Compruebe si hay fugas en el cuerpo y la tapa de la válvula. En esta prueba no se permite ninguna fuga.

Pruebas en el asiento trasero

Las pruebas de asiento trasero incluyen pruebas de asiento trasero a baja y alta presión. Estas pruebas comprueban si hay fugas desde el vástago o el eje hasta la junta. Las pruebas de asiento trasero permiten sustituir la empaquetadura de la válvula mientras está en servicio.

Para esta prueba, abra el disco de la válvula y coloque el vástago o el eje en posición vertical. Introduzca el fluido de prueba por el extremo inferior del disco de la válvula y compruebe si hay fugas en la empaquetadura y la junta. Cierre el disco de la válvula y compruebe si hay fugas en el otro extremo.

En esta prueba no se permiten fugas. Mientras que el fluido utilizado en la prueba de asiento trasero a alta presión puede ser aire, agua, gas inerte, queroseno o líquidos no corrosivos de viscosidad igual o inferior a la del agua, los fluidos de prueba utilizados para las pruebas de asiento trasero a baja presión solo pueden ser aire o gases inertes.

Pruebas de cierre

Las pruebas de cierre comprueban si hay fugas en el elemento de cierre de la válvula. Estas pruebas incluyen las pruebas de cierre de baja presión, alta presión y doble bloqueo y purga (DBB) de alta presión.

Para las pruebas de cierre a alta y baja presión, aplique presión de fluido a través de un extremo de la válvula (entrada o salida) y compruebe las fugas a través del otro extremo. Pero para la prueba de alta presión DBB, aplique presión de fluido sucesivamente a través de ambos extremos y compruebe las fugas en la cavidad del cuerpo.

Sólo se permite una cantidad limitada de fugas en la superficie de sellado del asiento para las pruebas de cierre a baja y alta presión. 

El aire, el agua, el gas inerte, el queroseno o los líquidos no corrosivos de viscosidad igual o inferior a la del agua son los fluidos de prueba utilizados en las pruebas de cierre a alta presión, y el aire o los gases inertes se utilizan para las pruebas de cierre a baja presión.

Control visual

Esta prueba comprueba visualmente el cuerpo de la válvula, el vástago, capóy el elemento de cierre para garantizar la conformidad con las normas de la válvula.

Los métodos de inspección y comprobación de las válvulas pueden diferir según los distintos comprobadores. Por lo tanto, válvulas de globo industriales deben ser probados por profesionales cualificados y formados.

Averías comunes de las válvulas de globo y cómo solucionarlas

Fallo de la válvula de globo
Fuente: Dreamstime

Los fallos de las válvulas de globo suelen deberse a fugas en el disco, el asiento, el prensaestopas, vástagos de válvula pegados y discos de válvula sueltos. Además, estos fallos pueden deberse a una selección incorrecta del tamaño y el material de la válvula, a un mantenimiento deficiente de las piezas de la válvula o al uso frecuente de las válvulas de globo.

Si estos problemas persisten, las válvulas de globo averiadas pueden desperdiciar buenas cantidades de fluido, lo que puede dañar el sistema y ocasionar costosos gastos de reparación.

Para resolver algunos de estos problemas, pueden aplicarse técnicas de eliminación como el reempaquetado del prensaestopas, la sustitución de piezas de la válvula o la sustitución de toda la válvula.

Sin embargo, las prácticas de mantenimiento de válvulas de globo y las medidas preventivas son formas más baratas y sencillas de garantizar que las válvulas no fallen. Estas medidas son esenciales para el funcionamiento óptimo de las válvulas de globo y aumentan su vida útil.

A continuación se indican algunas averías comunes de las válvulas de globo y las formas de solucionarlas:

Fallos, causas y soluciones de las válvulas de globo

Daños por corrosión del disco de la válvula

Causas

  • La corrosión en el disco de la válvula puede deberse a la incompatibilidad del material de la válvula y el fluido del sistema, y
  • exposición del elemento de cierre de la válvula a líquidos de ensayo corrosivos.

Solución 

  • Seleccione el elemento de cierre de la válvula de globo en función de la naturaleza de la operación, y el material de la válvula seleccionada debe ser compatible con el fluido del sistema.
  • Seleccione válvulas de globo que cumplan los requisitos y especificaciones de la operación. 

Fuga entre el cuerpo y el asiento de la válvula 

Causas

  • Las fugas entre estas piezas pueden deberse a un montaje flojo de las piezas de la válvula, y
  • lijar los orificios dentro del cuerpo y el asiento de la válvula.

Solución

  • Desmonte las piezas de la válvula de globo e identifique las zonas de fuga. Si las fugas entre las piezas no se pueden soldar, sustituya el asiento de la válvula.
  • Soldar los agujeros de arena en las piezas de la válvula.

Fugas en el cuerpo de la válvula

Causas 

  • Las fugas en el cuerpo de la válvula pueden deberse a grietas y agujeros en el cuerpo durante la fase de fundición de la fabricación, lo que da lugar a una estructura y resistencia deficientes de la válvula;
  • daños de la soldadura del cuerpo de la válvula al tirar de grietas en la válvula.

Solución 

  • Pula los agujeros y grietas sospechosos con un grabado de solución nítrica de aproximadamente 4% para facilitar la detección de soldaduras.
  • Rectificar superficies de válvulas para eliminar las capas agrietadas para la soldadura.
  • Soldar correctamente para bloquear los orificios.

Fugas en el embalaje

Causas

  • Las fugas en la empaquetadura pueden deberse a una instalación incorrecta de la empaquetadura de la válvula,
  • superficie rugosa del vástago que agujerea la empaquetadura,
  • incompatibilidad del material de la empaquetadura de la válvula y el fluido del sistema, y
  • glándulas empaquetadoras aflojadas.

Solución

  • Inspeccione los prensaestopas y ajústelos a la posición correcta.
  • Instalar correctamente la empaquetadura de la válvula.
  • Seleccione el embalaje adecuado para el funcionamiento.
  • Repare o sustituya el vástago si es necesario.

Flexión y rotura de la cabeza del vástago

Causas

  • Este modo de fallo de la válvula de globo se produce cuando las válvulas se accionan de forma incorrecta. Por ejemplo, cerrando la válvula a la fuerza.
  • Este fallo también está causado por roscas de válvula demasiado apretadas o demasiado flojas, y
  • uso de la válvula durante periodos muy largos.

Solución 

  • Accionar correctamente las válvulas.
  • Los materiales de los manguitos roscados deben seleccionarse en función de los requisitos de la válvula.
  • Sustituya los vástagos de las válvulas si es necesario.

Grietas en el asiento y el disco de la válvula

Causas

  • Estas grietas pueden deberse a las grandes diferencias entre la temperatura de los dos lados de la válvula, y
  • roturas en el revestimiento de soldadura.

Solución 

  • Tratamiento térmico de las piezas de la válvula.
  • Rectificar las piezas de la válvula antes de soldarlas (si es necesario).

Fugas en la superficie de la tapa de la válvula

Causas

  • Las fugas en la superficie de la tapa de la válvula pueden deberse a tornillos aflojados o demasiado apretados,
  • junta dañada en la tapa de la válvula, y
  • superficie de adhesión rugosa.

Solución 

  • Apriete los tornillos con una fuerza constante y una presión igual en toda la superficie.
  • Desmontar para comprobar la causa de la rugosidad de la superficie de adherencia.
  • Superficie adhesiva transparente.
  • Sustituir la junta si es necesario.

Fugas En El Disco De La Válvula Y En La Superficie Del Asiento.

Causas

  • Las fugas en la superficie de sellado pueden deberse a operaciones de rectificado inadecuadas,
  • pernos aflojados,
  • gran espacio entre el disco de la válvula y el vástago, lo que hace que el disco cuelgue poco y haya poco o ningún contacto,
  • material de la superficie de sellado incompatible, y 
  • un gran número de impurezas en la superficie de sellado.

Solución

  • El funcionamiento correcto de la válvula, la apertura y el cierre no deben realizarse con una fuerza excesiva.
  • Rectificar las superficies mal lijadas.
  • Recubrir las superficies de sellado para eliminar impurezas.
  • Ajustar la aleta de la válvula y la conexión del vástago.
  • La aleta de la válvula puede sustituirse si es irreparable.

Levantamiento del vástago de válvula inactivo

Causas

  • Las razones de un levantamiento inactivo del vástago de la válvula son la alta presión en la zona de la empaquetadura,
  • no hay espacio suficiente entre el vástago de la válvula y el prensaestopas,
  • vástago y tuerca del vástago dañados,
  • prensaestopas no ajustable,
  • mantenimiento deficiente del tallo,
  • el aumento de la temperatura en la zona del tallo.

Solución

  • Utilice dispositivos más resistentes para desatornillar el prensaestopas.
  • Aumentar la holgura entre el vástago de la válvula y el prensaestopas.
  • Cambiar el vástago de la válvula y la tuerca.
  • Apriete los tornillos del prensaestopas con la misma presión en toda la superficie.
  • Lubricado con grafito en polvo en condiciones de alta temperatura.

Fallo de la aleta y el vástago de la válvula 

Causas

Solución

  • Desmonte la válvula y vuelva a montarla correctamente.
  • Mantenimiento regular de las válvulas de globo con intervalos reducidos.
  • Garantizar que las piezas de las válvulas cumplen las normas y requisitos de calidad.

Mantenimiento y medidas preventivas de las válvulas de globo

Mantenimiento de válvulas de globo
Fuente: Dreamstime

Las válvulas de globo funcionan en condiciones óptimas cuando se mantienen adecuadamente. Funcionan eficazmente si se evitan los fallos y las reparaciones constantes. Las válvulas de globo se fabrican para tener una larga vida útil, pero su funcionamiento y su duración sólo dependerán del cuidado, la atención y la protección que se les preste.

Las averías de las válvulas de globo son peligrosas y a veces requieren reparaciones y sustituciones costosas para volver a funcionar. Pero estos fallos pueden evitarse.

A continuación se indican algunas formas de realizar un mantenimiento adecuado de las válvulas de globo y de evitar averías en las mismas:

Técnicas de instalación adecuadas

Las válvulas de globo son válvulas unidireccionales, por lo que instalarlas correctamente disminuye el desgaste de la válvula. El mantenimiento de las válvulas de globo es fácil y sencillo cuando la válvula se ha instalado correctamente. Más adelante se explican las técnicas de instalación adecuadas. 

No obstante, las válvulas deben instalarse siguiendo las directrices del fabricante, ya que el proceso de instalación puede variar de una empresa a otra.

Comprobaciones e inspecciones frecuentes

El intervalo de comprobaciones e inspecciones de la válvula de globo depende del fluido del sistema, de la cantidad de veces que se hace girar la válvula y de la presión del fluido.

Compruebe el desgaste de las piezas externas de la válvula durante la inspección. Además, si la válvula no se utiliza con regularidad, debe someterse a ciclos durante las inspecciones. El ciclado de la válvula garantiza que la guía de la válvula no esté pegada al asiento.

Vacíe la válvula de presión y desmóntela para inspeccionar las piezas internas. Compruebe cuidadosamente las zonas interiores en busca de desgaste, fugas, dobleces y roturas.

Mantenimiento de piezas externas de válvulas de globo

El vástago de la válvula, la maneta, el cuerpo exterior, las tuercas, los pernos y otras piezas externas suelen estar expuestos a residuos y partículas sólidas que aceleran la degradación de las piezas de la válvula. Compruebe y lubrique las juntas móviles de las piezas externas de la válvula para garantizar un funcionamiento sin problemas.

Reparación de válvulas de globo deben realizarse en las zonas defectuosas o dañadas durante el mantenimiento. Sustituya las piezas que estén dañadas sin posibilidad de reparación o las que requieran una comprobación y supervisión constantes. Apriete los pernos que se aflojen, ya que tienden a desenroscarse durante el funcionamiento.

Limpie las partes externas de la válvula con una solución limpiadora y elimine los sedimentos o fragmentos del cuerpo de la válvula. Compruebe si hay depósitos de líquido en la maneta de la válvula y límpiela adecuadamente para evitar que resbale al controlarla.

Mantenimiento de las piezas internas de las válvulas de globo 

Desacople la válvula de globo siguiendo el método inverso al de instalación. Compruebe si el disco de la válvula, el asiento, el asiento trasero y otras piezas internas presentan signos de degradación o daños. 

Inspeccione cuidadosamente el cuerpo de la válvula en busca de suciedad o residuos y desaloje cualquier acumulación de incrustaciones. Elimine cualquier arañazo o marca interna lijando con un compuesto abrasivo. Si las marcas son más anchas, utilice máquinas más sofisticadas para eliminarlas.

Las reparaciones de válvulas de globo, como la soldadura o el rectificado, pueden realizarse en piezas internas y superficies que muestren signos de fugas o asperezas. Sustituya las piezas con capacidad de funcionamiento reducida.

Cambie las juntas y las juntas tóricas durante el montaje para garantizar la estanqueidad de la válvula.

El mantenimiento regular de las válvulas de globo aumenta considerablemente su vida útil. La mejor práctica consiste en crear un programa de inspección y mantenimiento que incluya comprobaciones periódicas de las piezas internas y externas de la válvula de globo.

Además, la instalación correcta de las válvulas de globo evita fallos en las válvulas. A continuación se indican algunas de las mejores prácticas de instalación que deben tenerse en cuenta al instalar válvulas de globo.

Guía de montaje e instalación de válvulas de globo.

Instalación de válvulas de globo

Instalación de válvulas de globo
Fuente: Pinterest

Una instalación y un montaje correctos pueden evitar modos de fallo de las válvulas de globo.

Las válvulas de globo permiten el paso del fluido en una dirección, y el sentido del caudal puede comprobarse mirando dentro de la válvula. 

Instalar las válvulas de globo en orientación vertical y limpiar las zonas internas de la válvula antes de la instalación son algunas de las prácticas correctas de instalación. Algunas otras incluyen:

  • Asegúrese de que el interior de la válvula esté limpio de líquidos antes de la instalación.
  • Apoye correctamente la carga de la válvula, ya que las abrazaderas de las tuberías pueden dañar las piezas de la válvula.
  • Durante la instalación debe garantizarse espacio para la actividad operativa.
  • Los pernos deben apretarse con una presión distribuida uniformemente (en diagonal).
  • Pruebe los pernos con aumentos graduales de la presión del fluido. También se aumenta la presión del fluido para confirmar la fiabilidad de la junta.
  • Se deben comprobar los materiales de los componentes de la válvula de globo para asegurarse de que no se han producido daños durante el transporte o el almacenamiento de los componentes.
  • Asegúrese de que la presión nominal de la válvula coincide con los requisitos,
  • Asegúrese de que no haya residuos en las superficies de la brida de la tubería antes del contacto con el cuerpo de la válvula.

Montaje de válvulas de globo

Conjunto de válvula de globo
Fuente: Dreamstime

A continuación encontrará una guía paso a paso sobre cómo montar correctamente las válvulas de globo:

  • Limpiar y desempolvar todas las piezas de la válvula de globo.
  • Coloque el vástago de la válvula y el disco en la disposición prevista.
  • Frote las roscas con grasa y, desde abajo, enrosque el vástago a través de la tuerca del yugo. El prensaestopas y las bridas del prensaestopas deben colocarse en el orden correcto entre ellos.
  • Coloque la manija de la rueda y la tuerca, y atorníllela firmemente.
  • Gire la manivela y deje que el vástago de la válvula y el disco se muevan hacia abajo.
  • Coloque una junta nueva en el cuerpo de la válvula en el espacio previsto para ello, aplicando grasa sobre la misma para condiciones de alta temperatura.
  • Coloque el disco de la válvula en el asiento y céntrelo correctamente.
  • Fije, pero no apriete las tuercas y los tornillos. Compruebe por el espacio entre el cuerpo de la válvula y el capó si la válvula está bien centrada.
  • Abra la válvula y observe cómo se reduce el espacio entre el cuerpo de la válvula y el bonete hasta que se juntan.
  • Coloque las empaquetaduras del prensaestopas en el prensaestopas. Asegúrese de que las piezas cortadas no tengan ningún espacio entre ellas y que las empaquetaduras estén escalonadas.
  • Empuje la tuerca prensaestopas y la brida hacia abajo mientras inserta los pernos prensaestopas. Los pernos del prensaestopas deben apretarse sin apretar. Los pernos se apretarán durante la instalación.
  • Compruebe el movimiento del disco de la válvula abriéndolo y cerrándolo varias veces. Compruebe a través de las bridas si el disco está colocado correctamente en los asientos de la válvula cuando está cerrado.

Para conseguir una instalación perfecta, sólo profesionales cualificados y con experiencia en la operación deben instalar y montar válvulas de globo.

Guía de sustitución del asiento de la válvula de globo

Los asientos de las válvulas de globo están sellados contra los discos de la válvula para garantizar el cierre correcto del fluido. Cuando está dañado, el asiento de la válvula puede repararse o sustituirse. (Guía de selección del material del asiento de válvula).

En algunos casos menos críticos, la solución, tras la localización de averías en las válvulas de globo, puede pasar por la reparación de los asientos de válvula. Sin embargo, los casos críticos, como una rotura amplia del asiento de la válvula, o la degradación completa del material del asiento de la válvula, requieren su sustitución.

Siga los pasos que se indican a continuación para sustituir los asientos de las válvulas de globo:

  • Después de desmontar la válvula de globo, retire el asiento de válvula antiguo (la válvula debe desmontarse en sentido inverso al montaje de la válvula) 
  • Asegúrese de que la superficie del nuevo asiento y otras superficies estén limpias de materiales extraños.
  • Asegúrese de que hay espacio suficiente alrededor del cuerpo de la válvula para la operación.
  • Aplique grasa a la superficie del asiento para facilitar el ajuste.
  • Fije el disco de la válvula al asiento utilizando un falso vástago.
  • La unión entre el disco y el asiento de la válvula se puede pegar correctamente martilleando el extremo del falso vástago.
  • Asegúrese de que el disco y el vástago están alineados y de que el vástago está correctamente centrado.
  • Utilice el falso vástago para colocar el disco.
  • Compruebe el contacto entre el disco y el asiento ejerciendo fuerza sobre el disco para observar su impresión en el asiento.
  • Cuando se obtiene una impresión uniforme, el asiento de la válvula está listo para volver a montarse.

Guía de sustitución del mando de la válvula de globo

Las válvulas de globo se controlan mediante actuadores manuales o actuadores automáticos.

Los actuadores manuales (volantes, manivelas) de las válvulas de globo pueden sustituirse siguiendo estos pasos: 

  • Se debe drenar el fluido de la tubería.
  • La válvula debe colocarse en posición cerrada.
  • Afloje los pernos y tuercas de conexión.
  • Desacople y retire la manija de la válvula.
  • Sustituya la maneta de la válvula antigua por una nueva.
  • Vuelva a montar la válvula con la nueva pieza de la empuñadura.
  • Vuelva a poner la válvula en servicio.
  • Realice una prueba de funcionamiento de la maneta de la válvula para asegurarse de que se ha resuelto el problema.

Los actuadores de accionamiento automático se sustituyen siguiendo estos pasos:

  • Desmontar la parte superior de la válvula.
  • Definir el tipo de cuerpo de la válvula e instalar los dientes en una abrazadera si la válvula es de tipo roscado.
  • Coloque la abrazadera sobre la parte superior de la válvula y apriétela uniformemente con los dos tornillos suministrados.
  • Instale la tuerca en el vástago roscado de la válvula. Es posible que se necesiten tuercas adicionales, pero las tuercas no son necesarias para un vástago con muesca.
  • Instale el adaptador del vástago en el vástago de la válvula situado justo debajo de la tuerca o muesca.
  • Apriete primero con un tornillo de mariposa, seguido de una tuerca de mariposa de vástago.
  • Instale correctamente el elevador del elevador para garantizar una alineación adecuada y apriételo.
  • Instalar el accionamiento y conectarlo con el vástago.

Conclusión

En este artículo se analizan los procedimientos de prueba, las directrices de instalación y las prácticas de mantenimiento adecuadas de las válvulas de globo. También se destacaron los fallos de las válvulas de globo, sus síntomas, causas y soluciones.

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