Pruebas de fugas: funcionamiento incorrecto de válvulas de compuerta y válvulas de globo

Al probar sistemas de tuberías recién instalados, las tuberías y válvulas primero deben someterse a pruebas preliminares: dos pruebas de fuga, una prueba hidrostática del 150% y una prueba de fuga de N₂He (nitrógeno y helio). Estas pruebas cubren no sólo las bridas que conectan las válvulas y las tuberías, sino también las interfaces entre el capó y el cuerpo de la válvula, así como todos los componentes del tapón/carrete dentro del cuerpo de la válvula.
Para garantizar que las cavidades dentro de las válvulas de compuerta paralelas o las válvulas de bola estén completamente presurizadas durante la prueba, las válvulas deben colocarse al 50 % abiertas, como se muestra en la Figura 1. Hasta ahora todo parece normal, pero ¿es esto realmente factible para las válvulas de globo y las válvulas de compuerta de cuña más utilizadas? Si estos dos tipos de válvulas se colocan en un estado semiabierto, como se muestra en la Figura 2, la presión dentro de la cavidad actuará sobre el empaque del vástago de la válvula. El empaque del vástago suele estar hecho de grafito. Al realizar pruebas al 150% de la presión de diseño utilizando gases de moléculas pequeñas como el helio, generalmente es necesario apretar los pernos del capó de presión para obtener resultados de prueba normales.

Sin embargo, el problema con este método es que puede ejercer una presión excesiva sobre el embalaje, aumentando así la fuerza necesaria para operar la válvula. A medida que aumenta la fricción, también aumenta la tasa de desgaste del embalaje durante el funcionamiento.

Daños graves
Si la válvula no está colocada contra el asiento del sello superior, apretar el capó de presión puede provocar que el vástago de la válvula se incline. Un vástago de válvula inclinado puede raspar el capó durante el funcionamiento, provocando rayones.
Si un funcionamiento incorrecto durante las pruebas iniciales provoca fugas en el empaque del vástago de la válvula, la práctica común es apretar aún más la tapa de la válvula de presión. Sin embargo, esto puede causar daños graves a la tapa de la válvula de presión y/o a los pernos del prensaestopas. La figura 4 ilustra un caso en el que se aplicó un torque excesivo a las tuercas/pernos del prensaestopas, lo que provocó que la tapa de la válvula de presión se deformara. Si se aplica una tensión excesiva a la tapa de la válvula de presión, también puede provocar que los pernos de la tapa de la válvula se rompan, como se muestra en la Figura 5.

Figura 4: Las tuercas/pernos de la tapa de la válvula se han apretado con un torque excesivo, lo que provoca que la tapa de la válvula de presión se doble y se deforme.

Figura 5: El perno de la tapa de la válvula se ha roto.

Figura 6: Un vástago de válvula desalineado puede causar rayones y provocar fugas graves.

La figura 3 ilustra el mejor método para evitar la situación anterior. Al realizar pruebas preliminares, opere la válvula a la posición completamente abierta, es decir, la posición donde la válvula está en el asiento del sello superior.
Luego afloje las tuercas del capó de presión para aliviar la presión que actúa sobre el empaque del vástago de la válvula. La realización de pruebas preliminares en estas condiciones revelará cualquier problema con el vástago de la válvula y/o los sellos del capó. Si el asiento del sello superior funciona mal, considere reemplazar la válvula. En resumen, el sello superior debe ser un sello de metal a metal probado.
Dos puntos que vale la pena destacar
Después de completar la prueba preliminar, es necesario aplicar una tensión de compresión adecuada al empaque del vástago, garantizando al mismo tiempo que el empaque no ejerza una tensión excesiva sobre el vástago de la válvula. Esto evitará un desgaste excesivo del vástago de la válvula y mantendrá la vida útil normal del embalaje. Vale la pena señalar dos puntos: en primer lugar, el embalaje de grafito comprimido no volverá a su estado previo a la compresión incluso cuando se elimine la presión externa; en consecuencia, se producirán fugas una vez que se alivie la tensión de compresión. En segundo lugar, al apretar el empaque del vástago de la válvula, asegúrese de que la válvula esté colocada en el asiento del sello superior. De lo contrario, la compresión del empaque de grafito puede ser desigual, lo que provoca que el vástago de la válvula se incline, lo que a su vez puede provocar un desgaste superficial del vástago de la válvula y una fuga grave del empaque, como se muestra en la Figura 6. Estas válvulas deben ser reemplazadas.