Causas das fugas da válvula bolboreta e solucións correspondentes

As válvulas de bolboreta úsanse amplamente en industrias como o tratamento de augas, petróleo e gas, climatización e procesamento químico debido ao seu deseño compacto, ao seu fluxo eficiente e ao seu control rendible.

Non obstante, un dos problemas máis comúns conválvulas de bolboretaé unha fuga. As fugas poden producirse internamente (a través do asento da válvula) ou externamente (arredor do vástago ou do corpo da válvula). As fugas poden ser menores ou importantes, o que resulta nunha redución da eficiencia do sistema ou en riscos de seguridade graves, problemas ambientais ou tempos de inactividade custosos.
Polo tanto, comprender as causas destas fugas e implementar solucións eficaces é fundamental para garantir un rendemento fiable da válvula.

---

Tipos de fugas na válvula de bolboreta

Antes de afondar nas causas e solucións, clasifiquemos primeiro as fugas comúns nas válvulas de bolboreta:
a. Fuga interna: o fluído pasa a través da válvula cando esta está na posición pechada, o que indica que o asento ou o disco da válvula non poden formar un selo hermético.
b. Fuga externa: o fluído escapa do corpo da válvula, normalmente arredor do vástago da válvula, a empaquetadura ou a conexión da brida, o que compromete a selaxe.

Ambos os tipos de fugas poden derivarse de factores relacionados co deseño, a instalación, o funcionamento ou o mantemento.
A continuación, exploraremos as principais causas e as solucións correspondentes para cada tipo de fuga.

---

1. Selos desgastados ou danados

Unha causa común de fugas internas é a degradación dos compoñentes de selado da válvula (como os revestimentos elásticos ou os asentos metálicos).

1.1 Causas

- Degradación do material: A exposición prolongada a líquidos corrosivos, altas temperaturas ou radiación ultravioleta pode provocar que as xuntas se endurezan, se rachen ou perdan elasticidade.

- Medios abrasivos: Os fluídos que conteñen area, grava ou outras partículas corroerán as xuntas co paso do tempo.

- Envellecemento: Mesmo en condicións menos esixentes, as xuntas deterioraranse naturalmente co tempo, o que reducirá a súa capacidade para axustarse ao disco da válvula. Trátase dun envellecemento natural inevitable.

- Par excesivo: O par dos actuadores eléctricos, pneumáticos e outros seleccionados é demasiado grande, e o disco da válvula aplica demasiada presión sobre o asento da válvula ao pechar, o que fai que o asento da válvula se deforme ou mesmo se rompa. Mesmo cando se acciona manualmente, aplicar un par excesivo a válvulas de bolboreta de gran diámetro pode causar deformación ou danos no asento da válvula.

1.2 Solucións

- Selección de materiais: seleccione materiais de selado que sexan compatibles co fluído e as condicións de funcionamento. Por exemplo, use PTFE para a resistencia química, EPDM para aplicacións con auga e Vitón para fluídos a base de aceite.
- Mantemento regular: Implementar un programa de mantemento preventivo para inspeccionar e substituír os selos antes de que fallen. Isto é especialmente importante en ambientes agresivos.
- Revestimento protector: En aplicacións abrasivas, considere o uso de válvulas con asentos revestidos ou endurecidos para prolongar a vida útil das xuntas.
- Optimizar o actuador: segundo os datos de par da válvula de bolboreta proporcionados polo fabricante, seleccione un actuador co par axeitado ou seleccione un actuador con protección de par. Ademais, ao operar manualmente, débese evitar unha forza excesiva. Zfa recomenda que, se non está seguro, poida usar un actuador de palanca ou de engrenaxe sen fin con limitación de par.
- ---

2. Instalación incorrecta

As fugas adoitan deberse a erros durante a instalación da válvula, que afectan ás xuntas internas e externas.

2.1 Causas

- Desalineamento: Se a válvula non está correctamente aliñada coa tubaxe, o disco pode non asentarse correctamente, o que pode provocar unha fuga interna.
- Par de torsión insuficiente: Un aperto insuficiente dos parafusos da brida pode provocar fugas externas na interface do tubo da válvula.
- Aperte excesivo: un par de torsión excesivo pode causar deformación do corpo ou asento da válvula, o que pode impedir que o disco se peche completamente e causar fugas internas.

2.2 Solución

- Comprobación da aliñación: Durante a instalación, use unha ferramenta de aliñación para asegurarse de que a válvula estea centrada na tubaxe. Tamén é necesario verificar que o disco se mova libremente sen entrar en contacto coa parede da tubaxe.
- Especificación de par de apertamento: Siga o valor de par de apertamento recomendado polo fabricante para os parafusos da brida e use unha chave dinamométrica calibrada para conseguir unha compresión uniforme da xunta.
- Selección da xunta: Empregue xuntas de alta calidade e alta elasticidade que sexan compatibles cos materiais da válvula e da tubaxe. Asegúrese tamén de que o tamaño da xunta sexa o axeitado para evitar unha compresión ou espazos excesivos.
- ---

3. Interferencia do disco

Pode producirse unha fuga interna cando o disco non pode pecharse completamente debido á interferencia física coa tubaxe ou brida circundante.

3.1 Causa

- Desaxuste do diámetro da tubaxe: se o diámetro interior da tubaxe é demasiado pequeno, o disco pode golpear a parede da tubaxe ao pechar.
- Deseño de bridas: as bridas con cara elevada ou as superficies de acoplamento de tamaño incorrecto poden impedir que o disco se mova.
- Acumulación de residuos: Os sólidos ou as incrustacións que se acumulan dentro da válvula poden impedir que o disco asente correctamente.

3.2 Solución

- Verificación de compatibilidade: Antes da instalación, confirme que o diámetro do disco da válvula sexa compatible co diámetro interior da tubaxe.
- Axuste das bridas: Siga as normas como ANSI ou DIN para usar bridas planas ou xuntas que garantan a folgura do disco.
- Traballos de limpeza: Enxágüe o sistema antes de poñer en funcionamento a válvula para eliminar os residuos e instale filtros augas arriba se as condicións o permiten para evitar acumulacións futuras.

4. Empaquetado do talo fallido

As fugas externas adoitan producirse arredor do vástago da válvula, debido a problemas coa empaquetadura ou os selos que impiden que o fluído flúa ao longo do eixe.

4.1 Causa

- Desgaste: Co tempo, os materiais de empaquetado como o PTFE ou o grafito desgastaranse debido ao movemento ou á presión do vástago.
- Flutuacións de temperatura: Baseándose no principio da expansión e contracción térmicas, as flutuacións repetidas de temperatura poden provocar que a empaquetadura se contraia, se afrouxe e mesmo se rompa.
- Axuste incorrecto: Se a prensaestopas está demasiado solta, o fluído pode ter fugas; se está demasiado apertada, pode danar o vástago da válvula ou restrinxir o movemento.

4.2 Solución

- Mantemento da embalaxe: comprobar e substituír regularmente os materiais de embalaxe desgastados.
- Consideracións sobre a temperatura: seleccione materiais de empaquetado axeitados para o rango de temperatura do sistema, como materiais de grafito flexibles para aplicacións de alta temperatura.
- Axuste da prensaestopas: Aperte a prensaestopas ao par especificado polo fabricante, comprobe se hai fugas despois do axuste e evite a sobrecompresión.

---

5. Presión ou temperatura excesivas

Cando as condicións de funcionamento superan o límite de deseño da válvula, poden producirse fugas que afecten ás xuntas internas e externas.

5.1 Causas

- Presión excesiva: Unha presión que supere a clasificación da válvula pode deformar o asento ou o disco da válvula, facendo imposible o selado.
- Expansión térmica: As altas temperaturas poden provocar que os compoñentes se expandan de forma desigual, o que pode provocar o envellecemento, o abrandamento ou mesmo a carbonización da unión, o que pode afectar o axuste da superficie de selado, afrouxar a unión ou provocar fugas externas na unión.
- Fraxilidade en frío: En condicións inferiores a -10 graos, o selo pode volverse fráxil e rachar, o que pode provocar fugas.

5.2 Solucións

- Clasificacións de presión e temperatura axeitadas: seleccione válvulas con clasificacións de presión e temperatura que superen as condicións máximas do sistema e teña en conta as marxes de seguridade.
- Alivio de presión: Instalar unha válvula ou regulador de alivio de presión augas arriba para evitar a sobrepresión.
- Illamento/calefacción: use mangas illantes ou trazas de calor en climas fríos para evitar a conxelación.

5.3 Táboa comparativa da temperatura dos materiais

A continuación móstranse os medios e os rangos de temperatura correspondentes a selos de varios materiais.

 

---

6. Cavitación e corrosión

6.1 Que é a cavitación

A cavitación prodúcese pola caída repentina da presión do medio líquido á presión de vapor do líquido na parte de estrangulación da válvula (como entre a placa de bolboreta e o asento da válvula), o que resulta na gasificación local do líquido para formar burbullas. Cando estas burbullas se moven á zona de alta presión co fluído, colapsan rapidamente, xerando ondas de choque e microchorros, que á súa vez causan erosión e danos na superficie de selado da válvula, no asento da válvula e no corpo da válvula.
Aínda que a cavitación e a corrosión son principalmente un problema de rendemento, poden causar fugas indirectamente ao danar a superficie de selado.

6.2 Que é a corrosión?

A corrosión está causada por reaccións químicas ou electroquímicas na superficie do material da válvula de bolboreta debido ao contacto a longo prazo con medios corrosivos (como ácido, álcali, solución salina ou vapor a alta temperatura), o que provoca danos na superficie de selado da válvula, no vástago da válvula, no asento da válvula ou no corpo da válvula.

6.3 Causas

- Alta caída de presión: os cambios rápidos de presión producirán burbullas que estoupan, o que corroerá o disco ou o asento da válvula.
- Fluxo corrosivo: o medio contén ácidos, álcalis, sales, etc., que reaccionan directamente coa superficie metálica, facendo que a superficie de selado e o corpo da válvula se disolvan ou corroan e adelgazen gradualmente.
- Medios abrasivos: Os fluídos a alta velocidade que conteñen partículas desgastarán o bordo de selado co paso do tempo.

6.4 Solucións

- Control de fluxo: determinar correctamente o tamaño da válvula para minimizar a caída de presión e empregar cálculos do coeficiente de fluxo (Cv) para cumprir os requisitos do sistema.
- Mellora de materiais: escolla materiais resistentes á corrosión, como o aceiro inoxidable ou revestimentos de superficies duras para os discos e os asentos das válvulas.
- Deseño do sistema: Reducir o caudal aumentando o diámetro da tubaxe ou engadindo un dispositivo redutor de presión augas arriba.

6.5 Táboa de valores CV

---

7. Defectos de fabricación

Ás veces, as fugas orixínanse en defectos na construción da válvula que se poden detectar durante o uso ou as probas iniciais.

7.1 Causas

- Defectos de fundición: A porosidade ou as gretas no corpo da válvula poden causar fugas externas.
- Problemas na superficie de selado: Un mecanizado desigual do disco ou asento pode impedir un selado axeitado, o que pode provocar fugas internas.
- Erros de montaxe: unha instalación incorrecta das xuntas ou un desalineamento dos compoñentes durante a fabricación pode provocar fugas.

7.2 Solucións

- Garantía de calidade: Compre de fabricantes de renome con certificacións como a ISO 9001 e solicite un informe de proba de presión (por exemplo, segundo a API 598) para verificar a estanqueidade.
- Probas previas á instalación: realizar probas de fugas hidrostáticas ou pneumáticas antes da instalación para identificar defectos e devolver as unidades defectuosas ao provedor.
- Reclamacións de garantía: asegúrate de que a válvula teña unha garantía que cubra os defectos de fabricación para que poida ser substituída se se descubren fugas a tempo.

---

8. Conclusión

Válvula de bolboretafugas, a resolución destes problemas require unha combinación de selección da válvula correcta, instalación coidadosa, mantemento regular e optimización do sistema. Ao seleccionar materiais axeitados para a aplicación, seguir as pautas de instalación e supervisar as condicións de funcionamento, os usuarios poden reducir significativamente o risco de fugas.
Fuga da válvula de bolboretaOs problemas poden estar causados ​​por diversos factores e requírense diferentes solucións para os distintos tipos de fugas. Tanto se se trata dunha fuga interna como dunha fuga externa, normalmente pódese atribuír a xuntas desgastadas, erros de instalación, interferencia do disco da válvula, problemas de empaquetado da hasta da válvula, presión/temperatura excesiva, defectos de fabricación ou corrosión. O risco de fuga das válvulas de bolboreta pódese reducir eficazmente mediante unha selección razoable, unha instalación correcta, un mantemento regular e un funcionamento optimizado. Para aplicacións críticas, consultar fabricantes de válvulas ou enxeñeiros de sistemas pode garantir aínda máis un funcionamento sen fugas e mellorar a seguridade e a eficiencia operativa do sistema.