Pruebas de sellado de válvulas

Las válvulas son componentes críticos en los sistemas de tuberías de proceso de las plataformas petrolíferas marinas. Desempeñan funciones cruciales para cortar el flujo, regular la presión, estrangular, cambiar la dirección del flujo del medio y realizar otras funciones esenciales. En estos sistemas de tuberías se utilizan válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de bola, válvulas de retención y válvulas de mariposa. Si la calidad o el rendimiento de la válvula no cumplen con las normas especificadas, puede afectar directamente la operación del ducto marítimo y provocar accidentes graves. Las pruebas de presión de las válvulas incluyen pruebas de resistencia de la carcasa, pruebas de sellado y otras evaluaciones. Para válvulas con sellado bidireccional, se requiere una prueba de sellado bidireccional; para válvulas con sellado superior, se requiere una prueba de sellado superior. Superar la prueba de fugas de la válvula es esencial para que esta pueda funcionar normalmente dentro del sistema. Este artículo describe el proceso, las normas y las precauciones para realizar pruebas de fugas de válvulas.

Cada válvula se somete a pruebas de fugas antes de salir de fábrica. Su calificación se evalúa según los estándares máximos de fugas y se emite un informe de inspección. Además, es necesario realizar una prueba de fugas antes de la instalación para garantizar su idoneidad para el funcionamiento normal del sistema. Esta necesidad surge por dos razones principales. En primer lugar, los usuarios generalmente no pueden presenciar la prueba de fugas directamente. En segundo lugar, factores impredecibles durante el transporte y el almacenamiento, como colisiones o caídas, podrían afectar la integridad de la válvula. Por lo tanto, es esencial realizar una prueba de fugas antes de la instalación.

La proporción de muestreo para la prueba de sellado de válvulas debe determinarse según requisitos técnicos, como normas, especificaciones o contratos de la empresa. Por ejemplo, utilizando la proporción comúnmente aplicada para plataformas petrolíferas marinas, se muestrea el 5% de las válvulas o al menos dos válvulas por marca, grado de material, tipo, tamaño y presión nominal (la que sea mayor). Si una válvula no supera la prueba, debe repararse y volver a probarse según sea necesario, duplicando la cantidad de muestreo.

Antes de la prueba, se deben revisar los documentos de certificación de calidad de la válvula y se debe inspeccionar visualmente el cuerpo, la tapa, el prensaestopas, la superficie de la brida y los componentes de cierre. Si se detectan rayones o defectos en la superficie de la brida, se debe reparar e inspeccionar antes de realizar la prueba de sellado.

La prueba de sellado de válvulas debe realizarse en un banco de pruebas específico, que incluye bombas, compresores, colectores, placas ciegas, registradores, manómetros, válvulas de seguridad, mangueras, etc. Todos los equipos deben tener una capacidad de presión que cumpla con la presión de prueba, y el rango del manómetro debe ser de 1,5 a 2 veces la presión de prueba. Si no se cumplen estos requisitos, la prueba no debe continuar. Para válvulas de acero inoxidable austenítico, el contenido de cloruro en el agua de prueba debe ser de 50 ppm o menos.

Antes de llenar con el medio de prueba, inspeccione la válvula. Asegúrese de que el asiento de la válvula esté libre de partículas o impurezas. Compruebe que el filtro y la manguera de la bomba de prueba de presión cumplan con las normas y que la hoja de datos de la válvula, el número de etiqueta, el número de serie, la presión y demás información sean correctos. Selle y apriete todos los extremos con los sellos adecuados para asegurar que la válvula de prueba mantenga una presión estable. Llene el medio de prueba desde el punto más bajo del sistema. Durante el llenado, mantenga la válvula de ventilación abierta para evacuar completamente el aire del cuerpo de la válvula. Comience la presurización solo después de completar los preparativos anteriores.

 

Si la válvula que se va a probar es una válvula sellada de dos vías (excluyendo las válvulas de globo o de doble bloqueo), aplique presión alternativamente en cada extremo de la válvula cerrada mientras conecta el otro extremo a la atmósfera y verifique si hay fugas en el extremo abierto. Para válvulas de globo, aplique presión desde la parte inferior hasta el disco de la válvula. Para válvulas unidireccionales, seleccione la dirección de aplicación de la presión según el tipo de válvula; aplique presión en el extremo de entrada para válvulas de globo y en el extremo de salida para válvulas de retención. Para válvulas de mariposa con revestimiento o sello elástico y brida CL125 o CL150, realice la prueba de fugas en una sola dirección. Para otros tipos de válvulas de mariposa con sello elástico, realice la prueba de fugas en ambas direcciones. Para válvulas con una dirección de flujo preferida, reduzca la presión de prueba para la dirección no preferida según las normas o los documentos de procedimiento pertinentes. Para válvulas de compuerta de disco único con prueba de cuña (ya sean elásticas o rígidas), no utilice agua ni agua jabonosa en el sello durante las pruebas de baja presión para verificar si hay fugas en la cavidad del cuerpo entre los sellos.

Al presurizar, mantenga una presión constante y auméntela gradualmente hasta alcanzar la presión de prueba. Una vez que la presión alcance la presión de prueba y el fluido de prueba en el sistema se estabilice, se puede calcular el tiempo de prueba o registrar la fuga. El tiempo mínimo de mantenimiento de la presión para la prueba de fugas de la válvula debe cumplir con los documentos técnicos pertinentes. Por ejemplo, el tiempo mínimo para la prueba de sellado de la válvula debe cumplir con las normas ISO 5208, como se muestra en la Tabla 2 a continuación.

Tabla 2 Duración mínima de la prueba

 

Cuando el medio de prueba es líquido, el volumen del líquido filtrado debe medirse utilizando un cilindro de medición estándar después de recolectarlo dentro del tiempo especificado y luego compararse con los requisitos de la prueba. Cuando el medio de prueba es gas, se debe insertar un tubo con un diámetro interno de 2 a 4 mm en agua a una profundidad de 3 a 6 mm para medir el volumen del gas filtrado. El eje del tubo debe ser perpendicular al plano horizontal y su extremo debe ser liso y plano. El dispositivo ilustrado en la figura a continuación puede usarse para recolectar el gas filtrado. El estándar específico de detección de fugas para la prueba de sellado de la válvula puede ser un estándar industrial (los ejemplos comunes incluyen, entre otros, ISO 5208 y API 598) o un estándar recomendado por el fabricante. Aquí, API 598 se utiliza como ejemplo para indicar la fuga máxima permitida para la prueba de sellado de la válvula.

 
Figura 1 Medidor de volumen

Tras completar la prueba de sellado de la válvula, se debe abrir el tapón de drenaje para descargar el fluido de prueba de la cavidad de la válvula y secarla. Si se trata de una prueba de presión de agua, tras drenar el agua residual de la válvula, es necesario soplarla para eliminar la humedad restante. Tras la prueba de sellado, se debe utilizar una tapa de plástico o una placa ciega para proteger el extremo de la válvula. La válvula que haya superado la prueba de sellado debe cubrirse completamente y almacenarse en el lugar designado, según corresponda.

 

Si el resultado de la prueba de sellado de la válvula no cumple con el estándar requerido, se considera no calificada. Las válvulas que no superen la prueba deben repararse según sea necesario y repetirse la prueba. Si la prueba de sellado de la válvula es una inspección aleatoria, se debe duplicar el número de inspecciones y repetirse la prueba.

 

La prueba de sellado de válvulas implica alta presión y factores de riesgo inherentes. Si la presión en el sistema es demasiado alta, puede dañar el equipo o representar una amenaza para la seguridad de los participantes en la prueba de presión. Por lo tanto, se debe instalar una válvula de seguridad en las instalaciones de prueba para evitar la sobrepresurización del sistema. La válvula de seguridad debe tener un certificado de calibración válido dentro del período de validez. Todo el personal que participe en la prueba de presión debe poseer la experiencia relevante. Se debe establecer un área de prueba designada, donde solo se permita el acceso a los participantes en la prueba de presión; el resto del personal debe permanecer afuera. Todos los participantes en la prueba de presión deben usar equipo de protección personal (EPP) completo. Se deben usar obstáculos, cinturones de aislamiento, señales de advertencia y otras barreras para aislar el área de prueba de las áreas adyacentes. Los inspectores de HSE deben supervisar todo el proceso de prueba de presión para garantizar que se realice de forma segura. Se prohíbe la permanencia de personal no autorizado cerca del área de aislamiento.

La prueba de sellado de válvulas es un paso crucial en la construcción de plataformas marinas en ingeniería petrolera, que afecta directamente los procesos posteriores y los resultados de aceptación final. Por lo tanto, el personal de pruebas e inspección debe atenerse estrictamente a la documentación técnica aplicable al realizar las operaciones e inspecciones de las pruebas de sellado de válvulas.