martes, 3 de agosto de 2010

VÁLVULAS DE SEGURIDAD

Para comprender los efectos de las reparaciones impropias, debemos revisar la función y componentes básicos de las válvulas de seguridad. Los componentes varían según el diseño de cada válvula, pero en principio tienen las mismas funciones. Cada diseño de válvulas tiene especificaciones y requerimientos de mantenimiento según el fabricante, por esto debemos ser cuidadosos antes de las reparaciones.

Generalmente las válvulas de seguridad contienen los siguientes componentes:
Tobera: elemento de presión, el cual constituye el paso del flujo de entrada.

Asiento: elemento de presión en el cual se hace contacto entre las partes fijas y de movimiento de la válvula.

Guía: provistas de una superficie guía para el disco, asegurando la alineación apropiada del asiento.

Eje: es el medio para conectar el disco con el dispositivo de levante.

Resorte: usado para proveer la fuerza estática necesaria que mantiene el disco en contacto con el sello, hasta que se llegue a la presión de apertura.

Tornillo de compresión: ajuste externo de la válvula para estabilizar el set de presión.

Las válvulas con Blowdown ajustable, poseen uno o más aros de ajuste alrededor de la tobera y/o disco.

¿Cuales son los posibles efectos de reparaciones impropias en válvulas de seguridad?
El efecto más simple es la reducción de capacidad de la válvula para liberar.

Esta es la función primaria de una válvula de seguridad, liberar a una capacidad suficiente, previniendo el valor de exceso de la presión máxima de trabajo permisible de un recipiente.

Otros efectos pueden ser cambios en el set de presión o Blowdown, fuera de la tolerancia especificada por el código.
Operacionalmente los componentes móviles de las válvulas pueden vibrar, brincar o estresarse ocasionando esto fugas o excesivo calentamiento de la misma.

La apertura de las válvulas puede ser restringida de alguna manera.

Todos esos componentes, individual o colectivamente, pueden tener un efecto en conjunto a la capacidad de alivio de las mismas.

Las reparaciones impropias de válvulas de seguridad pueden ser divididas en dos categorías básicas: La primera puede ser atribuido a la calidad de las prácticas mecánicas; la segunda puede ser atribuida a la falta de identificación y corrección de problemas, antes de retornar la válvula al servicio.

En la categoría de prácticas impropias, lo primero que viene a la memoria es el mal manejo de la válvula y sus componentes. Ejemplo de esto podría ser el sobre apriete de la válvula en el desarmado. Esto puede resultar en la rotura del cuerpo, o deformación de una parte la cual resultara desalineada obligando a reensamblar la válvula.

Otro ejemplo de mala práctica es sostener o manipular la válvula por la palanca de accionamiento manual. Esto podría ocasionar daño al eje, el cual puede estirarse y forzarse.

Un mal trato que se suele pasar por alto es, la preparación de la válvula para su despacho o envío. Ejemplo de esto, colocar o manipular la válvula en posición horizontal en una plataforma, en ves de verticalmente. Material de embalaje insuficiente alrededor de la válvula, y la carencia de cubiertas en la entrada y descarga, para evitar el ingreso de sucio y desechos en el interior de la válvula.

Otra práctica impropia está en la fabricación de partes de reemplazo. Una parte debe ser siempre fabricada bajo las especificaciones originales del fabricante, las cuales incluyen material, dimensiones, condición de superficies y tolerancias. Frecuentemente descubrimos que esto no ha sido hecho.

Un mal rectificado de un componente gastado o dañado es otra práctica impropia. El problema más común es que el maquinado puede dar lugar a sobredimensiones de tolerancia de los componentes, alterando completamente las características del diseño original. Un típico ejemplo puede ser la alteración de la estructura de discos especiales para servicio de vapor de alta presión. Estos discos son diseñados para que la presión de entrada provea una mayor efectividad de sello en el área de sellado. Para observar la diferencia entre uno original y otro modificado durante reparaciones por rellenado de soldadura de careaciones y en efecto remoción de la característica de sellado del disco especial.

Otros ejemplos incluyen el maquinado o lapeado de la superficie del asiento a una condición plana, cuando las especificaciones del fabricante requieren de un bisel de 3 a 4 grados en el asiento. Otro problema común es el uso de resortes incorrectos. Típicamente los resortes son diseñados para ser usados sobre un estrecho rango de presión. Para asegurarse de la función apropiada de la válvula, es esencial un resorte con una rata de diseño para el set de presión deseado. La falla para esto puede resultar en restricción de la apertura de las válvulas e inhabilita las especificaciones de set de presión y Blowdown conocidos, por no mencionar la reducción de la capacidad de alivio de las válvulas. Otro problema es cunado los resortes no son hechos del material recomendado para las condiciones del servicio de la válvula. Fallar en la selección de los resortes que se ajusten a las especificaciones del fabricante original luego de revisar las cartas de diseño de resortes la más simple contribución para disminuir las características de rendimiento de la válvula.

Preparación inadecuada de las superficies de asiento pueden conducir a fugas y posible corte por vapor
Otra practica impropia, son las reparaciones con soldadura, realizadas por soldadores no calificados con sección IX del código ASME. Si no se insiste en esto, no se puede asegurar de que la reparación quede adecuada y afecte las partes, induciendo a una fatiga causada por la misma soldadura.

La eliminación o adicionamiento de componentes debe ser considerada como una reparación inapropiada, ya que esto es una desviación del diseño original del fabricante. Un ejemplo fue la instalación de un tapón dentro de la tobera de una válvula, para aliviar el problema de fugas de vapor debido a los severos cortes o ranuras hechas por vapor, en el área del asiento de la tobera. Esto fue muy efectivo para detener las fugas; sin embargo la capacidad de la válvula fue drásticamente afectada.

Otra mala práctica se presenta en el ensamblado incorrecto de la válvula de seguridad. En algunos casos, esto puede ser igualmente importante como la misma fabricación de componentes. Cada fabricante tiene procedimientos específicos de desarme y armado para cada válvula.

Fallar en el seguimiento de estos procedimientos, puede resultar en la ubicación y/u orientación inapropiada de los componentes de la válvula. Por ejemplo, el pin el cual es usado para evitar el desvío del aro del Blowdown puede ser forzado al instalarse, lo cual ocasionara desalineación y posible levante o apertura del disco. El descuido general en el procedimiento armado puede ocasionar la destrucción o daño de los hilos de la rosca del final del cuerpo de la tobera, resultando en el daño del cuerpo de la válvula. Este daño puede generar partículas del material de los hilos y almacenarse entre el disco y el asiento. Esto dará como resultado fugas y posibles cortes en el disco y la superficie del asiento.

Una práctica que frecuentemente nos encontramos es la del ajuste impropio del set de presión de las válvulas de seguridad. Es esencial asegurarse de la operación y función apropiada de la válvula, un taller de calibración y reparación debe tener facilidad para un ajuste adecuado. Por ejemplo, si en el ajuste no es incluido un recipiente acumulador de un tamaño apropiado, esto puede dificultar para establecer el correcto Blowdown de la válvula. Mas comúnmente , si el recipiente acumulador esta por debajo del tamaño requerido, la válvula debe presentar un Blowdown corto, cuando en verdad, se debe tener un Blowdown largo, cuando es probado en un banco con el recipiente acumulador adecuado. Toda la instrumentación usada para el seteo de la válvula deben tener una calibración apropiada bajo las normas nacionales. Igualmente importante, los manómetros deben estar instalados en los puertos indicados para que provean resultados seguros.

Usar el medio de prueba apropiado, es de igual importancia. Las válvula de servicio de vapor, deben ser probadas con vapor. No será suficiente setear una válvula de servicio de vapor con aire debido a la posible expansión térmica de los componentes, cuando se someten a temperaturas de vapor.

Debido a que gran parte de talleres de reaparición no tienen en sus instalaciones capacidad de medir, la capacidad real de cada válvula, es imperativo que sigan las recomendaciones del fabricante cuando ajusten una válvula. Es muy probable que una válvula con un Blowdown ajustable, al ser ajustada tenga tolerancia en el Blowdown y en el set de presión, pero debido a la configuración del anillo de ajuste del Blowdown con el otro, es posible que no pueda obtener la apertura nominal y consecuentemente no alivie la relación de capacidad requerida. Con esto quiero decir que es muy importante chequear el set de apertura para asegurarse que cumple o supera con las especificaciones mínimas del fabricante. Típicamente, si la válvula excede el mínimo, tendrá una capacidad satisfactoria.


Otro problema es la falla para identificar un resorte cuando no se conozcan las especificaciones del fabricante. Esto es muy posible para una válvula reparada varias veces después de ser puesta en servicio, esto no garantiza que en algún momento el resorte, así como otros componentes de la válvula, sean reemplazados por uno inadecuado. A lo largo de esta misma línea se detectan partes mecanizadas en reparaciones previas de los componentes.

Otro punto pasado por alto, son los ejes doblados o falsos, tratándose de deformaciones fuertes, Incluso un mínimo doblez podría evitar que una válvula tenga una apertura completa o de la capacidad nominal. Las superficies desgastadas o golpeadas pueden causar que la válvula se atasque o tranque.
Diseños de válvulas con fuelle superior al disco usado para evitar el efecto de la contrapresion sobre el ajuste de apertura especificado, deben ser cuidadosamente chequeadas para asegurarse que el fuelle no sufra daños en el recorrido, el cual debe permitir que la contra presión del sistema se sienta en la parte superior del disco.