Causes de les fuites de la vàlvula papallona i solucions corresponents

Les vàlvules de papallona s'utilitzen àmpliament en indústries com el tractament d'aigua, el petroli i el gas, la climatització i el processament químic a causa del seu disseny compacte, el seu flux eficient i el seu control rendible.

No obstant això, un dels problemes més comuns ambvàlvules de papallonaés una fuita. Les fuites poden produir-se internament (a través del seient de la vàlvula) o externament (al voltant de la tija o el cos de la vàlvula). Les fuites poden ser menors o importants, i poden provocar una reducció de l'eficiència del sistema, riscos de seguretat greus, problemes mediambientals o temps d'inactivitat costosos.
Per tant, comprendre les causes fonamentals d'aquestes fuites i implementar solucions efectives és fonamental per garantir un rendiment fiable de la vàlvula.

---

Tipus de fuites de vàlvules de papallona

Abans d'endinsar-nos en les causes i les solucions, primer classifiquem les fuites comunes a les vàlvules de papallona:
a. Fuita interna: el fluid passa a través de la vàlvula quan està en la posició tancada, cosa que indica que el seient o el disc de la vàlvula no pot formar un segellat hermètic.
b. Fuita externa: El fluid s'escapa del cos de la vàlvula, normalment al voltant de la tija de la vàlvula, la empunyadura o la connexió de la brida, cosa que compromet el segellat.

Ambdós tipus de fuites poden provenir de factors relacionats amb el disseny, la instal·lació, el funcionament o el manteniment.
A continuació, explorarem les principals causes i les solucions corresponents per a cada tipus de fuita.

---

1. Segells desgastats o danyats

Una causa comuna de fuites internes és la degradació dels components de segellat de la vàlvula (com ara els revestiments elàstics o els seients metàl·lics).

1.1 Causes

- Degradació del material: L'exposició prolongada a líquids corrosius, altes temperatures o radiació ultraviolada pot fer que les juntes s'endureixin, s'esquerdin o perdin elasticitat.

- Mitjans abrasius: Els fluids que contenen sorra, grava o altres partícules corroiran les juntes amb el temps.

- Envelliment: Fins i tot en condicions menys exigents, les juntes es deterioraran naturalment amb el temps, reduint la seva capacitat per encaixar al disc de la vàlvula. Aquest és un envelliment natural inevitable.

- Parell excessiu: El parell dels actuadors elèctrics, pneumàtics i altres seleccionats és massa gran, i el disc de la vàlvula aplica massa pressió sobre el seient de la vàlvula en tancar, cosa que fa que el seient de la vàlvula es deformi o fins i tot es trenqui. Fins i tot quan s'acciona manualment, aplicar un parell excessiu a les vàlvules de papallona de gran diàmetre pot causar deformació o danys al seient de la vàlvula.

1.2 Solucions

- Selecció de materials: seleccioneu materials de segellat que siguin compatibles amb el fluid i les condicions de funcionament. Per exemple, utilitzeu PTFE per a la resistència química, EPDM per a aplicacions d'aigua i Viton per a fluids a base d'oli.
- Manteniment regular: Implementeu un programa de manteniment preventiu per inspeccionar i substituir les juntes abans que fallin. Això és especialment important en entorns durs.
- Revestiment protector: En aplicacions abrasives, considereu l'ús de vàlvules amb seients recoberts o endurits per allargar la vida útil dels segells.
- Optimitzeu l'actuador: segons les dades de parell de la vàlvula de papallona proporcionades pel fabricant, seleccioneu un actuador amb el parell adequat o seleccioneu un actuador amb protecció de parell. A més, quan opereu manualment, cal evitar una força excessiva. Zfa recomana que, si no esteu segurs, podeu utilitzar un actuador de palanca o d'engranatge sense fi amb limitació de parell.
- ---

2. Instal·lació incorrecta

Les fuites sovint són causades per errors durant la instal·lació de la vàlvula, que afecten els segells interns i externs.

2.1 Causes

- Desalineació: Si la vàlvula no està correctament alineada amb la canonada, és possible que el disc no s'assegui correctament, cosa que provocarà fuites internes.
- Parell d'estirament insuficient: Un apretament insuficient dels cargols de la brida pot causar fuites externes a la interfície del tub de la vàlvula.
- Apretament excessiu: un parell d'estrènyer excessiu pot causar deformació del cos o del seient de la vàlvula, cosa que pot impedir que el disc es tanqui completament i provocar fuites internes.

2.2 Solució

- Comprovació de l'alineació: Durant la instal·lació, utilitzeu una eina d'alineació per assegurar-vos que la vàlvula estigui centrada a la canonada. També cal verificar que el disc es mogui lliurement sense tocar la paret de la canonada.
- Especificació de parell d'apracció: Seguiu el valor de parell d'apracció recomanat pel fabricant per als cargols de la brida i utilitzeu una clau dinamomètrica calibrada per aconseguir una compressió uniforme de la junta.
- Selecció de juntes: utilitzeu juntes d'alta qualitat i alta elasticitat que siguin compatibles amb els materials de la vàlvula i la canonada. Assegureu-vos també que la mida de la junta sigui adequada per evitar una compressió excessiva o espais lliures.
- ---

3. Interferència del disc

Es poden produir fuites internes quan el disc no es pot tancar completament a causa d'una interferència física amb la canonada o la brida circumdant.

3.1 Causa

- Desajustament del diàmetre de la canonada: si el diàmetre interior de la canonada és massa petit, el disc pot colpejar la paret de la canonada en tancar-la.
- Disseny de brides: Les brides amb la cara elevada o les superfícies d'acoblament de mida incorrecta poden impedir que el disc es mogui.
- Acumulació de restes: Els sòlids o les incrustacions que s'acumulen dins de la vàlvula poden impedir que el disc s'assenti correctament.

3.2 Solució

- Verificació de compatibilitat: Abans de la instal·lació, confirmeu que el diàmetre del disc de la vàlvula és compatible amb el diàmetre interior de la canonada.
- Ajust de la brida: Seguiu les normes com ara ANSI o DIN per utilitzar brides planes o juntes per garantir el folgança del disc.
- Treballs de neteja: Esbandiu el sistema abans de fer funcionar la vàlvula per eliminar les restes i instal·leu filtres aigües amunt si les condicions ho permeten per evitar acumulacions futures.

4. Empaquetament de la tija fallit

Les fuites externes solen produir-se al voltant de la tija de la vàlvula, degudes a problemes amb el premsat o les juntes que impedeixen que el fluid surti al llarg de l'eix.

4.1 Causa

- Desgast: Amb el temps, els materials d'embalatge com el PTFE o el grafit es desgastaran a causa del moviment o la pressió de la tija.
- Fluctuacions de temperatura: Basant-se en el principi de l'expansió i la contracció tèrmiques, les fluctuacions repetides de temperatura poden fer que l'embalatge es contregui, s'afluixi i fins i tot es trenqui.
- Ajust incorrecte: Si la premsaestopes està massa fluixa, el fluid pot tenir fuites; si està massa apretada, pot danyar la tija de la vàlvula o restringir el moviment.

4.2 Solució

- Manteniment de l'embalatge: reviseu i substituïu regularment els materials d'embalatge desgastats.
- Consideracions de temperatura: seleccioneu materials d'embalatge adequats per al rang de temperatura del sistema, com ara materials de grafit flexibles per a aplicacions d'alta temperatura.
- Ajust de la premsaestopes: Estrenyeu la premsaestopes al parell d'aprietat especificat pel fabricant, comproveu si hi ha fuites després de l'ajust i eviteu la sobrecompressió.

---

5. Pressió o temperatura excessives

Quan les condicions de funcionament superen el límit de disseny de la vàlvula, es poden produir fuites que afectin les juntes internes i externes.

5.1 Causes

- Pressió excessiva: Una pressió que superi la vàlvula pot deformar el seient o el disc de la vàlvula, fent-ne impossible el segellat.
- Expansió tèrmica: Les altes temperatures poden fer que els components s'expandeixin de manera desigual, provocant l'envelliment del segellat, el seu reblaniment o fins i tot la carbonització, cosa que pot afectar l'ajust de la superfície de segellat, afluixar el segellat o causar fuites externes a la unió.
- Fragilitat en fred: En condicions inferiors a -10 graus, el segell es pot tornar fràgil i esquerdar-se, provocant fuites.

5.2 Solucions

- Classificacions de pressió i temperatura adequades: seleccioneu vàlvules amb classificacions de pressió i temperatura que superin les condicions màximes del sistema i tingueu en compte els marges de seguretat.
- Alleujament de pressió: instal·leu una vàlvula o regulador d'alleujament de pressió aigües amunt per evitar la sobrepressió.
- Aïllament/calefacció: utilitzeu mànigues aïllants o traces de calor en climes freds per evitar la congelació.

5.3 Taula comparativa de la temperatura del material

A continuació es mostren els intervals de temperatura i medis corresponents a segells de diversos materials.

 

---

6. Cavitació i corrosió

6.1 Què és la cavitació

La cavitació és causada per la caiguda sobtada de la pressió del medi líquid a la pressió de vapor del líquid a la part d'estrangulació de la vàlvula (com ara entre la placa de papallona i el seient de la vàlvula), cosa que provoca una gasificació local del líquid per formar bombolles. Quan aquestes bombolles es mouen a la zona d'alta pressió amb el fluid, col·lapsen ràpidament, generant ones de xoc i microdolls, que al seu torn causen erosió i danys a la superfície de segellat de la vàlvula, al seient de la vàlvula i al cos de la vàlvula.
Tot i que la cavitació i la corrosió són principalment un problema de rendiment, poden causar indirectament fuites danyant la superfície de segellat.

6.2 Què és la corrosió?

La corrosió és causada per reaccions químiques o electroquímiques a la superfície del material de la vàlvula de papallona a causa del contacte a llarg termini amb medis corrosius (com ara àcid, àlcali, solució salina o vapor d'alta temperatura), cosa que provoca danys a la superfície de segellat de la vàlvula, la tija de la vàlvula, el seient de la vàlvula o el cos de la vàlvula.

6.3 Causes

- Alta caiguda de pressió: els canvis ràpids de pressió produiran bombolles que esclaten, que corroiran el disc o el seient de la vàlvula.
- Flux corrosiu: el medi conté àcids, àlcalis, sals, etc., que reaccionen directament amb la superfície metàl·lica, fent que la superfície de segellat i el cos de la vàlvula es dissolguin gradualment, es corroeixin i s'apriman.
- Mitjans abrasius: Els fluids d'alta velocitat que contenen partícules desgastaran la vora de segellat amb el temps.

6.4 Solucions

- Control de cabal: determinar correctament la mida de la vàlvula per minimitzar la caiguda de pressió i utilitzar càlculs del coeficient de cabal (Cv) per complir els requisits del sistema.
- Millora de materials: trieu materials resistents a la corrosió com l'acer inoxidable o recobriments de superfície dura per als discs i seients de vàlvula.
- Disseny del sistema: Reduir el cabal augmentant el diàmetre de la canonada o afegint un dispositiu reductor de pressió aigües amunt.

6.5 Taula de valors CV

---

7. Defectes de fabricació

De vegades, les fuites provenen de defectes en la construcció de la vàlvula que es poden detectar durant l'ús inicial o les proves.

7.1 Causes

- Defectes de fosa: La porositat o les esquerdes del cos de la vàlvula poden causar fuites externes.
- Problemes de la superfície de segellat: Un mecanitzat desigual del disc o del seient pot impedir un segellat correcte, provocant fuites internes.
- Errors de muntatge: Una instal·lació incorrecta de les juntes o una mala alineació dels components durant la fabricació poden causar fuites.

7.2 Solucions

- Garantia de qualitat: compreu a fabricants de renom amb certificacions com ara ISO 9001 i sol·liciteu un informe de prova de pressió (per exemple, segons l'API 598) per verificar l'estanquitat.
- Proves prèvies a la instal·lació: Realitzar proves de fuites hidrostàtiques o pneumàtiques abans de la instal·lació per identificar defectes i retornar les unitats defectuoses al proveïdor.
- Reclamacions de garantia: assegureu-vos que la vàlvula inclogui una garantia que cobreixi els defectes de fabricació, de manera que es pugui substituir si es descobreixen fuites aviat.

---

8. Conclusió

Vàlvula de papallonafuites, la resolució d'aquests problemes requereix una combinació de la selecció de la vàlvula adequada, una instal·lació acurada, un manteniment regular i l'optimització del sistema. Si seleccioneu els materials adequats per a l'aplicació, seguiu les pautes d'instal·lació i superviseu les condicions de funcionament, els usuaris poden reduir significativament el risc de fuites.
Fuita de la vàlvula de papallonaEls problemes poden ser causats per diversos factors, i es requereixen diferents solucions per a diferents tipus de fuites. Tant si es tracta de fuites internes com externes, normalment es pot atribuir a juntes desgastades, errors d'instal·lació, interferència del disc de la vàlvula, problemes d'empaquetament de la tija de la vàlvula, pressió/temperatura excessiva, defectes de fabricació o corrosió. El risc de fuites de les vàlvules de papallona es pot reduir eficaçment mitjançant una selecció raonable, una instal·lació correcta, un manteniment regular i un funcionament optimitzat. Per a aplicacions crítiques, consultar fabricants de vàlvules o enginyers de sistemes pot garantir encara més un funcionament sense fuites i millorar la seguretat i l'eficiència operativa del sistema.