Notas Técnicas

Definiendo Servicio Severo en Válvulas - Parte 2

También en aplicaciones de bloqueo que manejan condiciones de servicio severo es necesario la correcta selección de las válvulas para garantizar la integridad y performance del proceso.

En la primera parte de esta nota evaluamos algunas aplicaciones de servicio severo que pueden presentarse en las válvulas de control y nombramos algunos parámetros que pueden servir para su identificación y posterior tratamiento.

En el caso de las válvulas on-off también podemos decir que existen aplicaciones que son de servicio severo. La identificación de estas y la correcta selección de las válvulas a utilizar permitirán asegurar la integridad y seguridad del proceso donde estén instaladas.

Para el caso de las aplicaciones de válvulas de bloqueo podemos decir que existe un consenso en identificar las siguientes aplicaciones como de servicio severo:

Fluidos con sólidos, sólidos erosivos

En estas aplicaciones la presencia de solidos en el fluido puede provocar atascamientos en la válvula, ya que los sólidos ingresan en los espacios más pequeños de las válvulas e impiden el libre movimiento de la válvula para abrirse y cerrarse. 

En caso de solidos abrasivos, estos además producen erosión en las partes internas de la válvula como pueden ser el obturador y-o asientos comprometiendo el correcto cierre de la válvula y generando fugas en las mismas.

Temperaturas muy altas

En las aplicaciones de temperaturas muy altas, por ejemplo, mayores a 450° C, es importante la correcta selección de los materiales a utilizar, ya que los mismos deber tolerar las temperaturas de diseño en todo el rango de presión de trabajo.

Para aquellas aplicaciones donde se requiera un sello hermético, se deberán considerar válvulas con cierre metal-metal cuyas características de diseño permitan lograrlo más allá del uso de elastómeros que son los materiales usuales de asientos resilientes.

Otro punto esencial que considerar es el diseño interno de la válvula y de cada una de sus partes ya que se debe calcular en forma muy precisa la expansión térmica que va a sufrir cada una de las partes metálicas, la expansión debe ser equivalente, ya que, si no lo es, se pueden producir trabas en la válvula que impidan el libre movimiento de apertura y cierre de la válvula.

Servicios criogénicos

En el mundo de las válvulas, se considera generalmente que el rango de temperatura criogénica comienza en -150° C (-238° F).

En estos servicios es crucial la selección de los materiales ya que las temperaturas bajas extremas provocan rotura “cracking” de los materiales. También, al igual que en los servicios de alta temperatura, se debe considerar las expansiones y contracciones térmicas de los materiales. Por ejemplo, la diferencia entre la expansión térmica de un asiento de PTFE y una esfera de SS 316 es muy grande (el PTFE se expande aprox. 5 veces más que el SS 316) por lo tanto este tipo de diferencias es a lo que hay que prestar particular atención en el diseño de la válvula.

La Perdida de fluidos criogénicos no es solo peligrosa sino también costosa si se tiene en cuenta el costo que tiene enfriar un gas a nivel criogénico.

Fluidos altamente tóxicos

En el manejo de fluidos peligrosos por su alto nivel de toxicidad para el ser humano, es clave evitar toda pérdida del mismo hacia fuera de la válvula, por lo que se deben utilizar válvulas con diseños especiales que aseguran las mínimas perdidas.

Estas aplicaciones representan desafíos para las válvulas y su selección resulta crucial para garantizar un rendimiento aceptable durante un período de tiempo específico.

Hay que tener especial consideración en aquellas válvulas que están instaladas en aplicaciones criticas para el proceso que puedan comprometer a la integridad o seguridad del proceso. Una selección incorrecta de las mismas puede llevar a incidentes que pongan en riesgo la seguridad de los operarios o a paradas de plantas de emergencia con sus costos asociados.

VÁLVULAS DE BLOQUEO PARA SERVICIO SEVERO

Para las diferentes aplicaciones de servicio severo arriba mencionadas existen varios tipos de válvulas que pueden utilizarse.

En la selección de la misma, lo importante es poder contar con la mayor cantidad de información de la aplicación para poder garantizar la correcta selección. El no contar con los datos de proceso necesarios puede llevar a una mala selección que se vera reflejada en posibles fallas de las válvulas una vez instaladas.

Válvulas esféricas

Este tipo de válvulas es uno de los mas utilizados en aplicaciones de servicio severo, especialmente en aquellas aplicaciones que requieren manejo de solidos abrasivos. Es necesario considerar que las válvulas que se utilizan en este tipo de aplicaciones no son válvulas esféricas con diseño estándar, sino que se tratan de válvulas con asiento metal-metal que requieren de un trabajo de ingeniera para su diseño interno, especialmente del área de los asientos ya que se debe evitar que los sólidos se depositen detrás de ellos provocando atascamientos.

Otra consideración especial son los materiales a utilizar para las partes expuestas al desgaste por el paso de los sólidos erosivos, usualmente se usan tratamientos especiales, como HVOF o Spray&Fuse, para aplicar revestimientos de alta dureza, que garanticen una mínima vida útil aceptable para el proceso.

Válvulas mariposa de triple excentricidad

Este tipo de válvula es muy utilizado en aplicaciones de alta temperatura como así también en aplicaciones criogénicas.

El diseño de esta válvula que provee un cierre resiliente metal-metal, permite asegurar una buena hermeticidad, aun a temperaturas extremas.

Una de sus variantes de diseño es el de cuerpo tipo top-entry que permite acceder a la válvula en forma superior para realizar su mantenimiento sin necesidad de desmontar la válvula de la cañería. Esto es una ventaja importante ya que en aplicaciones criogénicas usualmente se requiere que las conexiones sean soldadas a la cañería.

Cualquiera sea el tipo de válvula utilizada se debe asegurar que el proveedor ha tenido en cuenta todos los datos de la aplicación para su selección.

Algunas de las aplicaciones típicas de servicio severo que requieren especial atención son:

• Manejo de catalizadores
• Delayed coking
• FCCU
• Transporte de slurries
• Autoclaves
• Bloque de horno de etileno
• Manejo de hidrogeno
• Tamices moleculares
• Servicios tóxicos/letales
• Bloqueo de slurries a alta presión
• HIPPS

En ESCO Argentina contamos con profesionales con años de experiencia en la selección de válvulas de bloqueo como así también con representadas especialistas en servicios severos, consúltenos por su aplicación a: info@escoarg.com.ar.