Introducción
Las válvulas de bola son conocidas por su durabilidad y fiabilidad, y son la válvula preferida en una amplia variedad de aplicaciones de conexión/desconexión. Aunque las válvulas de bola suelen resistir bien en entornos intensos, como cualquier otro componente del sistema, corren el riesgo de dañarse o averiarse. Son muchos los factores que influyen en la vida útil de una válvula de bola, como el medio, la temperatura, la presión, la frecuencia de los ciclos, el tipo de accionamiento y la temperatura. mantenimiento adecuado de las válvulas de bola. Siga leyendo para conocer algunas de las causas más comunes de fallo de las válvulas de bola y sus soluciones.
Factores que influyen en la vida útil de las válvulas de bola
Muchos fabricantes indican una vida útil estimada para sus válvulas de bola, pero este intervalo puede verse afectado -ya sea reducido o ampliado- por diversos factores.
Accionamiento:
Dependiendo de la velocidad de ciclo prevista para su sistema y de las fuentes de energía disponibles, las válvulas de bola se accionarán mediante actuadores neumáticos (aire), eléctricos (motorizados) o hidráulicos (fluido). Los actuadores y las condiciones del sistema incompatibles pueden provocar fallos en las válvulas; sin embargo, en la mayoría de los casos, los actuadores sobrevivirán con creces a las válvulas de bola que controlan.
Diseño:
Las válvulas de bola de una y dos piezas no permiten el mantenimiento o la reparación dentro del sistema, lo que significa que deben sustituirse cuando fallan los componentes. Las válvulas de bola de tres piezas, sin embargo, están diseñadas para que los asientos y las juntas puedan desmontarse y sustituirse sin desmontar toda la válvula del sistema. Por este motivo, las válvulas de bola de tres piezas sobrevivirán con creces a las válvulas de bola de una y dos piezas si reciben un mantenimiento adecuado.
Medios de comunicación:
Por lo general, las válvulas de bola están diseñadas para controlar la entrada y salida de fluidos y gases sin partículas sólidas, ya que cualquier partícula en el medio puede desgastar las juntas de la válvula y acortar su vida útil. Los medios lubricantes, como los aceites, pueden reducir el desgaste de las juntas y prolongar la vida útil de la válvula.
Mantenimiento:
Las juntas suelen ser el primer componente que falla en un válvula de bolaLas válvulas de bola de una y dos piezas deben sustituirse cuando caducan sus juntas. Las válvulas de bola de una y dos piezas deben sustituirse cuando caducan sus juntas; sin embargo, normalmente la válvula puede sustituirse sin cambiar el actuador, que suele ser la parte más costosa del conjunto. Por otro lado, las válvulas de bola de tres piezas permiten sustituir fácilmente las juntas.
Fuente:
Por lo general, es aconsejable adquirir válvulas de bola fabricadas en el mismo país que el equipo del sistema para garantizar la compatibilidad y la máxima vida útil.
Temperatura y presión nominales:
Las válvulas de bola utilizadas en aplicaciones de alta presión o alta temperatura necesitarán ser revisadas o sustituidas con más frecuencia que las utilizadas en aplicaciones de baja presión.
Frecuencia del ciclo:
La vida útil de una válvula de bola está directamente relacionada con la frecuencia con la que se activa o desactiva. En una aplicación de alta presión, una válvula que funcione sólo una o dos veces al día puede durar mucho más que una válvula de baja presión que funcione cada minuto.
Materiales de las válvulas:
En general, las válvulas de bola metálicas tienen una vida útil más larga que las fabricadas con PVC u otros materiales sintéticos. El medio es un factor determinante en los materiales de los cuerpos de las válvulas de bola y los accesorios, por lo que es esencial garantizar la compatibilidad material/medio.
Posibles riesgos derivados del fallo de una válvula de bola
El fallo de una válvula de bola supone mucho más que el tiempo y el dinero necesarios para sustituirla. Los riesgos potenciales van desde lo meramente incómodo hasta lo francamente peligroso.
Fuga de medios:
Una válvula averiada puede provocar fugas de los fluidos del sistema de tuberías al entorno circundante. Dependiendo del medio, esto puede exponer a los trabajadores y al equipo a productos químicos tóxicos, gases venenosos, temperaturas extremas o presiones peligrosamente altas.
Parada de producción:
Una válvula averiada detiene la producción, lo que se traduce en pérdida de ingresos, pérdida de tiempo y empleados sin nada que hacer mientras esperan la reparación.
Gastos de reparación:
Las reparaciones periódicas de los equipos son de esperar en cualquier entorno industrial, pero las derivadas de fallos evitables de las válvulas pueden acabar costándole más de lo presupuestado.
Estos riesgos potenciales ilustran la importancia de las inspecciones periódicas y el mantenimiento preventivo. Para garantizar la seguridad de los trabajadores, la longevidad de sus equipos y la optimización de los costes, asegúrese de que sus instalaciones realizan inspecciones y procedimientos de mantenimiento periódicos.
14 averías comunes de las válvulas de bola y cómo repararlas
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Incompatibilidad del actuador:
Los actuadores eléctricos, hidráulicos o neumáticos demasiado potentes para la válvula que controlan corren el riesgo de dañar la propia válvula. A la inversa, algunos actuadores pueden no tener suficiente par de salida para girar la válvula.
Solución: Elija un actuador que se adapte tanto al tipo de válvula que controla como a las condiciones del sistema. Si no está seguro de si el problema radica en el actuador o en la propia válvula, retire la válvula de bola del actuador e intente hacer girar la válvula manualmente. Si la válvula gira libremente, sabrá que se trata de un problema del actuador. Si su actuador dispone de un mando manual, puede intentarlo sin desmontar la válvula del actuador. Si es posible, trate de obtener la válvula y el actuador del mismo fabricante para garantizar la compatibilidad.
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Cavitación:
La cavitación se produce cuando la presión del medio líquido en el interior de una válvula cae por debajo de la presión de vapor. Esto genera pequeñas burbujas que pueden colapsar y dañar la válvula.
Solución: Compruebe si está utilizando la válvula correcta para la presión y velocidad del medio en el sistema. También puedes utilizar una válvula de control multietapa para ralentizar la caída de presión.
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Daños en el elastómero:
Los asientos de válvula, juntas y retenes suelen estar hechos de elastómeros (polímero elástico), como Viton® o EPDM. Generalmente se consideran un componente de desgaste y requieren una sustitución más frecuente. Esto puede verse agravado por la incompatibilidad de medios y juntas.
Solución: Verifique que los componentes de elastómero de su válvula son compatibles con el medio del sistema. Si es necesario, seleccione componentes de un material más compatible. Las válvulas de bola de tres piezas permiten sustituir estos componentes sin necesidad de desmontar o sustituir toda la válvula.
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Tamaño inadecuado de la válvula:
El tamaño del orificio de la válvula afecta al caudal del fluido, por lo que es importante calcular correctamente el tamaño de la válvula en función del caudal del fluido y del tamaño de la tubería. Una válvula sobredimensionada puede provocar una disminución de la presión, mientras que una válvula de bola demasiado pequeña puede causar atascos en el fluido y una posible explosión.
Solución: Las calculadoras de caudal para líquidos y gases pueden indicarle qué tamaño de válvula necesita en función de la presión del medio en su sistema de tuberías. La presión nominal de las válvulas se representa mediante el valor Cv (sistema imperial) o Kv (sistema métrico).
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Instalación incorrecta:
Una válvula que no esté correctamente instalada de acuerdo con las especificaciones del fabricante puede causar importantes interrupciones en el correcto funcionamiento del sistema.
Solución: Asegúrese de que sus válvulas siempre sean instaladas y reparadas por alguien con la formación y experiencia adecuadas. En caso de duda sobre la técnica de instalación adecuada, consulte al OEM.
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Mantenimiento y reparación incorrectos:
Un mantenimiento descuidado o inadecuado puede provocar daños, riesgos laborales, paradas de producción, pérdidas de tiempo y de ingresos.
Solución: Programe un mantenimiento preventivo periódico y asegúrese de que el técnico que trabaje en sus válvulas de bola y su sistema de tuberías tenga conocimientos y experiencia. Siga siempre las instrucciones del fabricante para la instalación y el mantenimiento.
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Diferencial de presión de funcionamiento y ajuste inadecuado:
Cuando la presión ajustada por el operador del sistema difiere de la presión operativa real, puede forzar o comprometer las válvulas.
Solución: Compruebe si los componentes de la válvula están dañados, desgastados o presentan fugas, y reajuste la presión del sistema en consecuencia.
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Fugas tras la inactividad:
Las válvulas que no se utilizan durante un tiempo pueden bloquearse, ya sea por la acumulación de medios o por la corrosión de las piezas.
Solución: Antes de reactivar un sistema o segmento de tuberías inactivo, compruebe que todas las válvulas están lubricadas y libres de acumulaciones.
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Incompatibilidad de materiales:
Ciertos tipos de medios pueden erosionar los cuerpos o componentes de las válvulas de bola mucho más rápido que otros, por lo que es importante seleccionar los materiales de válvula de bola adecuados para su sistema.
Solución: La descripción del producto de la válvula de bola le indicará de qué materiales está hecha, así como sus aplicaciones ideales y su compatibilidad con los medios. Una herramienta útil para ello es la Base de datos de compatibilidad química Cole-Parmer que pueden utilizarse para garantizar que los materiales de las válvulas son compatibles con medios específicos.
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Fugas en juntas o tornillos:
Las juntas de elastómero dañadas o las tuercas y tornillos sueltos pueden provocar fugas de fluido de la válvula.
Solución: Compruebe si es necesario sustituir los componentes de elastómero o si hay que apretar algún herraje.
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Acumulación de partículas y sedimentos:
Las válvulas de bola no se recomiendan para medios con partículas, pero a veces la contaminación o la acumulación de sedimentos se produce a pesar de todo. Las partículas sólidas pueden atascarse en la válvula y dañar los componentes. Una lubricación incorrecta también puede agarrotar los componentes de la válvula.
Solución: Programe inspecciones y limpiezas periódicas de todos los componentes de su sistema de tuberías. Elimine siempre los residuos o acumulaciones de las válvulas para evitar daños o averías. Consulte con el fabricante de la válvula antes de añadir cualquier lubricante, para garantizar la compatibilidad con los materiales de la válvula y los medios del sistema.
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La presión y la temperatura superan los parámetros requeridos:
Presionar una válvula por encima de su presión o temperatura nominales puede provocar un desgaste gradual o un fallo brusco de la válvula.
Solución: Asegúrese de que las especificaciones del producto de la válvula coinciden con los requisitos o condiciones del sistema.
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Desgaste del vástago de la válvula:
El movimiento constante de los componentes de la válvula y la falta de elasticidad de la empaquetadura del vástago pueden contribuir al fallo del vástago de la válvula de bola.
Solución: La junta del vástago de la válvula suele ser el primer componente que falla en una válvula de bola. Si observa una fuga en el vástago de la válvula, es hora de sustituirla. Alternativamente, si tiene una válvula de tres piezas, puede sustituir el vástago junto con la junta del vástago y la tornillería.
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Golpe de ariete:
Los cambios bruscos de presión en el flujo de medios líquidos pueden provocar ondas de choque perturbadoras que reverberan a través de un sistema de tuberías. Este fenómeno, conocido como golpe de ariete, es una de las principales causas de fallo de las válvulas en los sistemas de procesamiento de fluidos.
Solución: Las válvulas de estrangulamiento pueden minimizar los golpes de ariete, al igual que las válvulas de bola de accionamiento eléctrico, de acción lenta y sin golpe de ariete. Añadir codos y bucles al diseño de las tuberías también puede reducir el riesgo.
Ventajas de un mantenimiento adecuado de las válvulas de bola
La mayoría de las válvulas de bola están diseñadas para ser sustituidas más que para recibir mantenimiento. Las válvulas de bola de una y dos piezas son relativamente económicas; en los sistemas automatizados, normalmente pueden sustituirse sin cambiar el actuador, que es el componente más caro. Sin embargo, para aplicaciones con válvulas de bola de tres piezas, el mantenimiento de sus válvulas de bola es la forma proactiva de reducir su riesgo de fallo. Si se realiza con regularidad y correctamente, el mantenimiento de las válvulas de bola tiene importantes ventajas.
Menor necesidad de paradas:
Con un menor riesgo de avería de la válvula de bola se reduce la necesidad de parar la producción.
Seguridad y protección:
Los expertos en mantenimiento debidamente formados en la evaluación de válvulas de bola pueden identificar posibles problemas con facilidad y antelación, reduciendo así la posibilidad de que se produzca una reparación de emergencia, un accidente o una infracción de las normas de salud y seguridad en el lugar de trabajo.
Ahorro de costes:
Menos problemas de mantenimiento significan más ahorro. Las inspecciones periódicas y el mantenimiento preventivo reducen el riesgo de paradas inesperadas y costosas debidas a fallos de las válvulas.
Longevidad:
Las válvulas bien mantenidas duran más y requieren pocas o ninguna reparación, lo que ayuda a ahorrar dinero, evitar tiempos de inactividad y mantener la producción de la planta según lo previsto.
Tenga en cuenta que algunas tareas de mantenimiento de válvulas de bola pueden realizarse incluso mientras la válvula está en funcionamiento, lo que permite que la producción continúe sin interrupciones.
Buenas prácticas para el mantenimiento de válvulas de bola
Una instalación correcta y un mantenimiento periódico y preventivo influyen directamente en la vida útil de sus válvulas. Asegúrese de que el técnico que instale sus válvulas tenga experiencia y conocimientos en la instalación y el mantenimiento de válvulas de bola, ya que una instalación correcta reduce la necesidad de reparaciones o sustituciones.
Por regla general, el mantenimiento preventivo o predictivo debe comenzar mucho antes de que surja cualquier problema con sus válvulas de bola. Un programa integral de mantenimiento de válvulas de bola debe incluir lo siguiente:
Lubricación:
Una lubricación adecuada evita la abrasión de las piezas, aumenta la eficacia de las juntas y mantiene el buen funcionamiento de sus válvulas de bola. Asegúrese de elegir un lubricante compatible con los materiales de la válvula y los medios del sistema; consulte al fabricante de la válvula para confirmar si se recomienda la lubricación.
Limpiezas periódicas:
Las válvulas de bola limpias simplemente duran más. Para limpiar las válvulas de bola de tres piezas, elimine el polvo y los residuos del interior y el exterior de la válvula, utilizando productos de limpieza que no reaccionen negativamente con los materiales de la válvula. Los limpiadores a base de gas o aire comprimido funcionan bien para los componentes metálicos, y los limpiadores a base de alcohol o agua son ideales para las piezas no metálicas. Asegúrese de utilizar productos de limpieza compatibles con los materiales de las juntas de la válvula.
Inspecciones rutinarias:
Las inspecciones anuales de las válvulas de bola son adecuadas para la mayoría de las aplicaciones, pero las válvulas de bola en entornos de ciclo alto y alta presión requieren inspecciones más frecuentes. Durante las paradas programadas, retire las válvulas de bola del sistema de tuberías, desmóntelas, limpie el interior y sustituya los componentes rotos o desgastados.
Siguiendo estas buenas prácticas, reducirá el riesgo de avería de sus válvulas de bola e incluso prolongará su vida útil más allá de lo estimado por el fabricante.
BIOGRAFÍA DEL AUTOR
George Packard es vicepresidente de marketing de Válvula GeminiGemini Valve es una empresa familiar estadounidense fabricante de válvulas de bola automatizadas y manuales. Fundada en 1974, Gemini Valve cuenta con años de experiencia en el diseño y fabricación de válvulas para ofrecer soluciones fiables para cualquier tipo de aplicación.
