Causas de fallas en los asientos de válvulas y sugerencias para mejoras estructurales
Tras años trabajando en proyectos de válvulas, la verdad es que he visto demasiados casos de problemas con los asientos de las válvulas. La mayoría de las veces, el usuario se queja de fugas, pero en realidad no se trata de un problema del carrete, sino del desgaste prematuro del asiento. A veces, el material no es de buena calidad; otras veces, simplemente, el diseño no tuvo en cuenta las condiciones de funcionamiento.
Anteriormente, instalamos válvulas de bola en una planta de coquización para trabajar con fluidos polvorientos y altas temperaturas. Los planos de diseño estaban impresos en el asiento blando de acero inoxidable. Tras menos de seis meses de funcionamiento, durante la revisión se detectaron fugas internas graves en varias unidades. Al desmontarlas, se observó que el anillo de sellado estaba raspado y el borde del asiento de la válvula ligeramente deformado. Posteriormente, se sustituyó por asientos de válvula de metal soldados con superficie endurecida, lo que aumentó su vida útil en más de dos años.
Existen varios modos de falla comunes: uno es el desgaste de la superficie de sellado, especialmente con partículas sólidas del medio, apertura y cierre de alta frecuencia bajo raspado muy rápido; el segundo es el desprendimiento de la capa de soldadura, que generalmente se debe a que el proceso de recubrimiento no está en el lugar correcto o la tensión del tratamiento térmico no se libera; también hay un problema oculto es que el conjunto de carrete y asiento no es concéntrico, lo que resulta en una tensión antigua en un lado, una fuga en el otro.
Si en la fase de diseño no se presta la debida atención al asiento de la válvula, los problemas son prácticamente inevitables. Tenemos un cliente en la línea de producción de alúmina con docenas de válvulas de bola en V, cuyos asientos eran todos de acero inoxidable común. Tras menos de un año de funcionamiento, se atascaban y no se podían limpiar. Posteriormente, les proporcionamos una versión con conicidad para reforzar la estructura, con biselado de límite y ranura de soporte interna, y tras dos años de funcionamiento sin desgaste significativo.
Estructuralmente, se recomienda que el diseño considere tres puntos: Primero, que la superficie de sellado sea reemplazable en la medida de lo posible, para que cualquier problema pueda repararse in situ; Segundo, que el material pueda soldarse en capas para evitar problemas con un solo acero inoxidable; Tercero, que el montaje incluya un límite de centrado, no se confíe en la alineación manual para el ensamblaje. De lo contrario, una ligera desviación en la instalación provocará cientos de cambios después del inicio del "roedor de carrete".
En la estructura del asiento de válvula que hemos desarrollado, como la combinación de un tope biselado metálico y un inserto de sellado compuesto, el rendimiento es muy estable en condiciones de trabajo con fueloil, fosfato de amonio y líquidos residuales con alto contenido de sal. Actualmente, muchos clientes han incorporado directamente nuestra estructura personalizada a sus paquetes técnicos, lo que demuestra que este tipo de solución puede resolver eficazmente los problemas en el campo.
El asiento de la válvula es un elemento al que nadie presta atención durante el diseño, y si algo falla, es un problema grave. Se recomienda que, en todo el proceso de diseño, se consulten las contrapartes de adquisición, no solo la hoja de datos, sino también la experiencia del personal de operación y mantenimiento en campo. Dado que las condiciones de trabajo son cruciales, es importante saber si la estructura es adecuada y, tras tres meses de instalación, se evaluará su funcionamiento.