Análisis y medición de fugas internas en válvulas de globo (Segunda parte)
4. Medidas para evitar fugas internas
Para válvulas de globo de acero forjado de diámetro pequeño, de tamaño inferior o igual a DN50, se adopta el proceso de forjado integrado para la conexión entre el vástago y el disco de la válvula, en lugar del extremo trapezoidal (Figura 6). Este método elimina la holgura entre la manija y el vástago de la válvula, lo que reduce la inclinación del disco y logra un sellado fiable.
Figura 6 Dos métodos de conexión de válvulas
a) Extremo trapezoidal con conexión b) Forjado y conformado integral
De acuerdo con las regulaciones de API 623, la superficie de sellado del asiento de la válvula puede diseñarse con una superficie de sellado de arco circular (Figura 7), y el sello entre los discos de la válvula y los asientos de la válvula es un sello de línea. Suponiendo que después de la Válvula de globo Se instala verticalmente, con un ángulo de inclinación de a° entre el eje del disco de la válvula y la superficie cónica de sellado del asiento, y una desviación del eje de L. Cuando el vástago de la válvula presiona el asiento de la válvula cerca del asiento, una pequeña parte de la superficie de sellado del arco circular del asiento de la válvula tocará primero la superficie de sellado del asiento de la válvula. Bajo la presión continua del vástago de la válvula, la superficie de sellado del arco circular del asiento de la válvula tenderá a autoalinearse y sellarse. Finalmente, el asiento de la válvula se adherirá firmemente a la superficie de sellado para garantizar un sellado confiable.
Figura 7 Discos con superficies de sellado de arco
Al diseñar una válvula de globo de tamaño DN300, se puede adoptar el diseño de guía del disco de la válvula (Figura 8). Esta guía permite que el eje de la superficie de sellado del disco coincida siempre con el del asiento de la válvula para evitar que el sello quede mal ajustado.
Discos en forma de 8 con guía
3. Fugas internas causadas por la selección incorrecta de dispositivos manuales
1. Una breve descripción de la fuga interna
Cuando el fluido de la válvula de globo fluye de abajo hacia arriba, es necesario superar la fuerza del fluido para sellarla, la fricción de la empaquetadura y proporcionar la presión específica necesaria para el sellado. En este caso, la válvula de globo debe ejercer una gran fuerza axial para lograr el sellado. Después de que los operarios en la obra giren el volante o el volante de la caja de engranajes para cerrar la válvula, esta no cierra bien y se produce una fuga; se puede utilizar la herramienta de palanca para volver a girar el volante y sellar la válvula.
2. El análisis de las causas de las fugas internas
Los volantes o cajas de engranajes no están seleccionados correctamente y no se proporciona el sellado adecuado.
3. Medidas para evitar fugas internas
El volante de pequeño diámetro acciona la válvula, y el volante convencional puede sustituirse por un volante de impacto. Un volante del mismo diámetro puede multiplicar considerablemente la fuerza del borde del volante gracias a la energía cinética del volante de impacto, proporcionando así una mayor fuerza de sellado axial para los vástagos de las válvulas.
La válvula de globo con vástagos de elevación accionados por volante puede equiparse con un cojinete de empuje plano (GBT301-2015), un cojinete de agujas de empuje (GB/T 4605-2003) y un cojinete deslizante autolubricante para reducir el par de fricción entre la tuerca del vástago y el soporte, aumentando la eficiencia de transmisión.
Para válvulas con reductores de gran diámetro, se puede seleccionar un mecanismo de reducción multietapa para proporcionar un mayor par de salida al aumentar la relación de transmisión del reductor. Se utiliza una rosca doble o triple para la rosca del vástago de la válvula correspondiente, lo que aumenta el paso de rosca y reduce el tiempo de apertura y cierre de la válvula.
4. Fugas internas causadas por un posicionamiento incorrecto de dispositivos eléctricos y neumáticos
1. Una breve descripción de la fuga interna
Tanto los dispositivos eléctricos como los neumáticos cuentan con mecanismos de límite. Normalmente, al depurar el dispositivo, los técnicos limitan la posición de cierre de la válvula mediante un juicio empírico y, tras alcanzar el límite, realizan pruebas de sellado y presión para lograr el rendimiento de sellado estándar. Sin embargo, en aplicaciones de ingeniería reales, las fugas internas de la válvula siguen siendo frecuentes.
2. El análisis de las causas de las fugas internas
La depuración del dispositivo de accionamiento se realiza a temperatura ambiente normal. En condiciones reales de funcionamiento, el cambio de temperatura provocará cierta deformación en la válvula, lo que provocará que la posición límite anterior no garantice el sellado.
3. Medidas para evitar fugas internas
El dispositivo de accionamiento se puede depurar nuevamente en el sitio y la válvula se puede cerrar con el dispositivo manual en el dispositivo de accionamiento para garantizar que la válvula no tenga fugas y luego establecer un nuevo punto límite.
Cuando la temperatura del medio no es demasiado alta, la válvula con asiento de metal se puede reemplazar por una válvula con asiento no metálico (Figura 9), porque el material con asiento no metálico puede continuar proporcionando fuerza de sellado en el caso de una ligera deformación.
Figura 9 El sellado de la válvula de globo
a) válvulas con asiento metálico b) válvulas con asiento no metálico
5. Conclusión
Se resumen y analizan las fugas en válvulas de globo detectadas en aplicaciones de ingeniería anteriores. Se evalúa la causa de las fugas internas en válvulas de globo en caso de daños no generales. Tras la mejora, se obtienen buenos resultados con la válvula optimizada.
Para válvulas de globo de acero forjado de diámetro pequeño, de tamaño inferior o igual a DN50, se adopta el proceso de forjado integrado para la conexión entre el vástago y el disco de la válvula, en lugar del extremo trapezoidal (Figura 6). Este método elimina la holgura entre la manija y el vástago de la válvula, lo que reduce la inclinación del disco y logra un sellado fiable.
Figura 6 Dos métodos de conexión de válvulas
a) Extremo trapezoidal con conexión b) Forjado y conformado integral
De acuerdo con las regulaciones de API 623, la superficie de sellado del asiento de la válvula puede diseñarse con una superficie de sellado de arco circular (Figura 7), y el sello entre los discos de la válvula y los asientos de la válvula es un sello de línea. Suponiendo que después de la Válvula de globo Se instala verticalmente, con un ángulo de inclinación de a° entre el eje del disco de la válvula y la superficie cónica de sellado del asiento, y una desviación del eje de L. Cuando el vástago de la válvula presiona el asiento de la válvula cerca del asiento, una pequeña parte de la superficie de sellado del arco circular del asiento de la válvula tocará primero la superficie de sellado del asiento de la válvula. Bajo la presión continua del vástago de la válvula, la superficie de sellado del arco circular del asiento de la válvula tenderá a autoalinearse y sellarse. Finalmente, el asiento de la válvula se adherirá firmemente a la superficie de sellado para garantizar un sellado confiable.
Figura 7 Discos con superficies de sellado de arco
Al diseñar una válvula de globo de tamaño DN300, se puede adoptar el diseño de guía del disco de la válvula (Figura 8). Esta guía permite que el eje de la superficie de sellado del disco coincida siempre con el del asiento de la válvula para evitar que el sello quede mal ajustado.
Discos en forma de 8 con guía
3. Fugas internas causadas por la selección incorrecta de dispositivos manuales
1. Una breve descripción de la fuga interna
Cuando el fluido de la válvula de globo fluye de abajo hacia arriba, es necesario superar la fuerza del fluido para sellarla, la fricción de la empaquetadura y proporcionar la presión específica necesaria para el sellado. En este caso, la válvula de globo debe ejercer una gran fuerza axial para lograr el sellado. Después de que los operarios en la obra giren el volante o el volante de la caja de engranajes para cerrar la válvula, esta no cierra bien y se produce una fuga; se puede utilizar la herramienta de palanca para volver a girar el volante y sellar la válvula.
2. El análisis de las causas de las fugas internas
Los volantes o cajas de engranajes no están seleccionados correctamente y no se proporciona el sellado adecuado.
3. Medidas para evitar fugas internas
El volante de pequeño diámetro acciona la válvula, y el volante convencional puede sustituirse por un volante de impacto. Un volante del mismo diámetro puede multiplicar considerablemente la fuerza del borde del volante gracias a la energía cinética del volante de impacto, proporcionando así una mayor fuerza de sellado axial para los vástagos de las válvulas.
La válvula de globo con vástagos de elevación accionados por volante puede equiparse con un cojinete de empuje plano (GBT301-2015), un cojinete de agujas de empuje (GB/T 4605-2003) y un cojinete deslizante autolubricante para reducir el par de fricción entre la tuerca del vástago y el soporte, aumentando la eficiencia de transmisión.
Para válvulas con reductores de gran diámetro, se puede seleccionar un mecanismo de reducción multietapa para proporcionar un mayor par de salida al aumentar la relación de transmisión del reductor. Se utiliza una rosca doble o triple para la rosca del vástago de la válvula correspondiente, lo que aumenta el paso de rosca y reduce el tiempo de apertura y cierre de la válvula.
4. Fugas internas causadas por un posicionamiento incorrecto de dispositivos eléctricos y neumáticos
1. Una breve descripción de la fuga interna
Tanto los dispositivos eléctricos como los neumáticos cuentan con mecanismos de límite. Normalmente, al depurar el dispositivo, los técnicos limitan la posición de cierre de la válvula mediante un juicio empírico y, tras alcanzar el límite, realizan pruebas de sellado y presión para lograr el rendimiento de sellado estándar. Sin embargo, en aplicaciones de ingeniería reales, las fugas internas de la válvula siguen siendo frecuentes.
2. El análisis de las causas de las fugas internas
La depuración del dispositivo de accionamiento se realiza a temperatura ambiente normal. En condiciones reales de funcionamiento, el cambio de temperatura provocará cierta deformación en la válvula, lo que provocará que la posición límite anterior no garantice el sellado.
3. Medidas para evitar fugas internas
El dispositivo de accionamiento se puede depurar nuevamente en el sitio y la válvula se puede cerrar con el dispositivo manual en el dispositivo de accionamiento para garantizar que la válvula no tenga fugas y luego establecer un nuevo punto límite.
Cuando la temperatura del medio no es demasiado alta, la válvula con asiento de metal se puede reemplazar por una válvula con asiento no metálico (Figura 9), porque el material con asiento no metálico puede continuar proporcionando fuerza de sellado en el caso de una ligera deformación.
Figura 9 El sellado de la válvula de globo
a) válvulas con asiento metálico b) válvulas con asiento no metálico
5. Conclusión
Se resumen y analizan las fugas en válvulas de globo detectadas en aplicaciones de ingeniería anteriores. Se evalúa la causa de las fugas internas en válvulas de globo en caso de daños no generales. Tras la mejora, se obtienen buenos resultados con la válvula optimizada.
