Qué daños sufren las válvulas y cómo evitarlos

¿Pueden enfermar las válvulas? ¿Quién o qué produce los daños en las válvulas? De la mano de GRM, detallamos en las siguientes líneas una serie de patologías o daños que pueden sufrir estas herramientas de control debido al lento desgaste del proceso o a sufrir una aceleración en su deterioro por alguna negligencia humana.

Daños exteriores

En cuanto a los daños del entorno, las válvulas pueden sufrir ataques del exterior, es decir, daños que no son generados por el fluido que transcurre por ellas. 

En cualquier instalación de procesos se debe contemplar si la válvula está a resguardo o a la intemperie, si hay polvo, gases, humedad, si el material del cuerpo es compatible con las sustancias corrosivas del entorno, microorganismos vivos, ambientes salinos o las condensaciones del propio calorifugado. Una válvula instalada sin tener en cuenta un método que la proteja de los factores climatológicos, como un recubrimiento, puede dejar de funcionar mucho antes de que termine su ciclo de vida útil.

Para evitar estos ataques debemos seleccionar con cuidado los materiales en contacto con el exterior de la válvula y proteger las zonas expuestas como tuberías, actuadores o posicionadores además de realizar un mantenimiento periódico.

Una válvula instalada sin tener en cuenta un método que la proteja de los factores climatológicos puede dejar de funcionar mucho antes de que termine su ciclo de vida útil

Daños internos

Los daños internos que sufren las válvulas se producen por el fluido que transcurre en el interior y repercute en todos los elementos que están en contacto. En este apartado vamos a entrar al detalle, pues las válvulas pueden enfermar debido a varios factores:

Abrasión

La velocidad y las partículas en suspensión de un fluido interno producen una pérdida del material que compone la válvula, lo que ocasiona que algunas partes estén más pulidas o desgastadas que otras, normalmente los puntos donde la velocidad es mayor, el medio obturador y las juntas o asientos.

Las válvulas que transportan fluidos abrasivos tendrán una vida útil en función del producto que transporta y de la calidad y comportamiento anti abrasivo de los manguitos que se encuentren en el interior de la carcasa de la válvula. A mayor calidad menor tiempo de inactividad y menor coste de mantenimiento.

Corrosión

Es el resultado de dos elementos reaccionando entre sí y alterando sus características. Los daños que sufren las válvulas por corrosión suceden tanto dentro como fuera de la válvula, se trata de uno de los efectos más adversos y difíciles de prevenir. Los daños en válvulas por corrosión suceden debido a incompatibilidad entre materiales entre el contenido y el continente, temperatura y presión del proceso, PH, concentraciones y ambiente.

Los daños de corrosión suelen intensificarse más donde el fluido corrosivo impacta con mayor fuerza, como, por ejemplo, zonas de transición que generen salpicaduras. Las zonas totalmente sumergidas o al aire son menos susceptibles de recibir daños.

Condensación

La condensación es el cambio de estado de la materia en forma de gas (generalmente vapor) a líquido. Este líquido aparece en forma de gotas en el interior de las válvulas que se proyectan a gran velocidad generando abrasión en las partes internas.

Alta velocidad

El estrechamiento de un tramo (como, por ejemplo, una válvula) aumenta la presión y la velocidad del fluido a lo largo de dicho tramo, un exceso de velocidad puede dañar la válvula además de producir vibraciones y ruido. Los daños por velocidad suelen apreciarse en la salida de las válvulas formando estrías o canales.

Como norma general, se establece un límite de velocidad que evitará daños intolerables. Este límite dependerá de las características del fluido y la robustez de la válvula. Por poner un ejemplo, en aplicaciones con agua se recomienda no superar los 10m/s, o en vapor 30m/s.

Cavitación

Las válvulas también sufren daños por cavitación. Este efecto es el contrario de la condensación, consiste en la implosión de burbujas de gas dentro del fluido líquido.

La presión en un circuito siempre es mayor antes de que el fluido pase por la válvula. Una vez dentro de ese tramo, sucederá un rebote en la presión, por lo que estará por debajo de la presión de salida. Si la presión baja por debajo del límite se producirá la cavitación, el fluido se vaporizará durante un instante, generando burbujas de gas que liberarán gran cantidad de energía dañando drásticamente los internos de la válvula. Los daños de cavitación se ven claramente en el medio de obturación de la válvula.

Flashing

Es un efecto parecido a la cavitación solo que sucede después de la restricción. Es otro de los daños que sufren las válvulas. Este fenómeno no es evitable, pues depende exclusivamente de las condiciones de proceso. Los daños son parecidos a los generados por la alta velocidad, solo que más devastadores y siempre en dirección al fluido.

El método para disminuir este daño es el contrario que con la cavitación, en este caso queremos que el fluido atraviese rápidamente la vena contracta sin tocar prácticamente los internos de la válvula. El mejor diseño en este caso será una válvula con una salida con un ángulo de 90º.

Desgasificación

Este fenómeno sucede cuando el fluido se compone de una mezcla de líquido con un gas disuelto de diferentes pesos moleculares, normalmente en aplicaciones que son de servicio exigente en refinación, petroquímicas y petróleo y gas. Cuando la caída de presión rompe el equilibrio entre el líquido y el gas, este último se libera.

Este proceso tiene un gran potencial de daño, pues al liberarse el gas aumenta repentinamente el volumen del caudal. Si el área de caudal siguiente a la válvula no es mayor, aumentará la velocidad del fluido. En el tramo restringido se pueden generar gotas que impactarán erosionando las partes interiores de la válvula, además puede generar vibraciones y ruido.

Este problema se puede solventar con un correcto redimensionamiento de las válvulas para acomodar la expansión volumétrica del caudal.

Tras describir los daños que sufren las válvulas, GRM destaca que es importante elaborar un buen estudio para prevenir este tipo de efectos y recuerda que, en caso de algún proceso industrial exigente, con riesgo de padecer uno de estos ataques, el equipo GRM ayuda a escoger la mejor solución.