Avería y Resolución de Problemas de la Válvula de Alivio de Presión

Las válvulas limitadoras de presión y las válvulas de seguridad de la industria manufacturera pueden fallar a veces. El fallo hace que la válvula libere presión antes de que el sistema alcance la presión máxima o provoca fugas y vibraciones. Solucionar los problemas de la válvula y del sistema es una práctica segura. Este artículo explora las causas de fallo de la válvula de alivio de presión en un sistema y cómo probar la válvula para repararla o sustituirla.

Índice de contenidos

• Avería en las válvulas limitadoras de presión
• Comprobación de una válvula limitadora de presión o de seguridad
• Frecuencia de comprobación de una válvula limitadora de presión
• Preguntas frecuentes

Avería en las válvulas limitadoras de presión

Las válvulas limitadoras de presión y las válvulas de seguridad son esenciales para mantener los sistemas hidráulicos y neumáticos por debajo de la presión establecida. Dependiendo de la instalación, pueden:

• Reducir la presión descendente a un nivel constante siempre que supere un umbral
• Mantener presiones sostenidas aguas abajo o aguas arriba de la válvula
• Reducir los picos o pulsos de presión para proteger los equipos instalados aguas abajo

Una válvula de alivio con un mantenimiento adecuado puede durar hasta treinta años. Sin embargo, la válvula de alivio puede fallar con el tiempo. Es esencial reconocer las señales para resolver el problema rápidamente y mantener la seguridad de las instalaciones. Hay varios signos de fallo de la válvula de alivio de presión a los que hay que prestar atención mientras se solucionan los problemas del sistema.

El sistema no puede alcanzar una presión determinada

Un sistema que no puede alcanzar su presión de diseño puede ser un signo de fallo de la válvula de alivio de presión que puede causar una ralentización de la producción. Comprobar la válvula de alivio de presión puede ayudar a determinar el problema, y en algunos casos es posible solucionarlo.

• Calibración incorrecta: Si la válvula limitadora de presión se ha calibrado a una presión de ajuste incorrecta, puede liberar el fluido antes de tiempo. Esto puede ocurrir cuando se producen cambios en el diseño de la planta y la válvula de alivio de presión no se recalibra a la nueva presión de funcionamiento normal del sistema. Ajuste la presión de ajuste de la válvula para solucionar este problema.
• Desgaste: Si la válvula de alivio está calibrada correctamente y todos los demás aspectos del sistema funcionan de forma óptima, ha llegado el momento de cambiarla. La válvula puede dañarse tras años de servicio, y la suciedad y el polvo del ambiente pueden impedir que la válvula cierre completamente. Esto suele provocar vibraciones en las válvulas limitadoras de presión, en las que la válvula se abre y se cierra rápidamente, impidiendo su correcto funcionamiento.

El sistema supera la presión máxima

Si la presión del sistema aumenta por encima de la presión máxima, debe abrirse una válvula limitadora de presión o una válvula de seguridad para liberar la presión adicional y mantener la seguridad de las instalaciones y los equipos. Sin embargo, si la válvula de alivio de presión no se abre cuando la presión del sistema supera la presión máxima establecida, es probable que haya un problema con la válvula. Asegúrese de que la válvula está calibrada a la presión de ajuste correcta, y examine también a fondo la instalación para determinar la causa del exceso de presión. Contaminantes como la suciedad, el polvo y la corrosión pueden hacer que la válvula permanezca atascada. Sustituya la válvula limitadora de presión si no se puede limpiar la acumulación excesiva. Lea nuestro artículo sobre la instalación de válvulas de alivio para obtener más información sobre cómo sustituir e instalar una nueva válvula limitadora de presión.

Fugas en la válvula de alivio

Una válvula puede tener fugas por múltiples razones:

• No está cerrado del todo: Los entornos industriales polvorientos pueden dejar residuos en la válvula limitadora de presión, impidiendo que se cierre completamente, lo que provoca fugas.
• Daños: Las temperaturas extremas y el desgaste pueden deteriorar la válvula limitadora de presión, causando daños (como la rotura de un muelle) con el paso del tiempo. Esto afecta a su capacidad para cerrarse correctamente, provocando fugas.
• Talla incorrecta: Una válvula mal dimensionada no funciona correctamente y suele tener fugas. Lea nuestro artículo sobre el dimensionamiento de las válvulas limitadoras de presión para obtener más información sobre la selección y el dimensionamiento de estas válvulas.

Para reparar una válvula limitadora de presión con fugas:

1. Apague el sistema cuando la válvula de alivio de presión tenga fugas.
2. Determine la causa de la fuga examinando detenidamente las tuberías y la válvula. Resulta difícil solucionar el problema de una válvula limitadora de presión con fugas, ya que las posibles causas son múltiples. Realice una prueba de fugas en línea de calidad (de la que hablaremos más adelante) para determinar la causa raíz de la fuga.
3. Para la reparación inicial de la válvula de seguridad, apriete o sustituya los pernos del bonete y apriete las tuercas del prensaestopas. Asegúrese de seguir las directrices del fabricante de la válvula.
4. Si la válvula no funciona correctamente después de la reparación inicial, realice las reparaciones adicionales que sean necesarias. Si nada funciona, sustituya la válvula.

Comprobación de una válvula limitadora de presión o de seguridad

Métodos de ensayo

Existen tres tipos de métodos de prueba para comprobar una válvula limitadora de presión.

Pruebas de banco

Con las pruebas en banco, el usuario tiene que apagar completamente el sistema de la instalación y retirar todas las válvulas de alivio de presión. Estas válvulas van a un laboratorio para ser probadas y reparadas si es necesario. Tras la reparación, las válvulas vuelven a instalarse en el sistema. La prueba en banco es el método de prueba más exhaustivo; las válvulas limitadoras de presión se someten a este método de prueba cuando se fabrican.

Pruebas en línea

El procedimiento de prueba en línea no requiere la retirada de válvulas ni tiempos de inactividad en las instalaciones. Un técnico cualificado puede probar las válvulas del sistema para calcular sus valores de consigna. Las pruebas en línea son populares para las inspecciones periódicas obligatorias y proporcionan resultados precisos al eliminar la necesidad de tiempos de inactividad. El método ofrece informes en tiempo real dentro del sistema y también elimina los daños relacionados con el transporte.

Operado in situ

Es posible realizar pruebas manuales in situ para determinadas válvulas limitadoras de presión. Para realizar una prueba de funcionamiento in situ, accione manualmente la palanca de prueba de la válvula limitadora de presión. Esta prueba garantiza que la válvula puede abrirse y cerrarse herméticamente, pero no verifica a qué presión se abre y se cierra. Se trata de una prueba básica que se realiza trimestral o semestralmente en las válvulas limitadoras de presión y que garantiza la funcionalidad más básica de las válvulas limitadoras de presión.

Configuración de la prueba

La figura 2 muestra el procedimiento de prueba funcional de una válvula limitadora de presión. Antes de iniciar el experimento, comprueba las hojas de datos de la válvula de alivio de presión y asegúrate de que el experimento cumple las directrices del fabricante. Compruebe también si la válvula está correctamente calibrada en su punto de ajuste.

1. Instale la válvula limitadora de presión y los componentes asociados, como se muestra en la figura 2.
2. Conecte la línea de N2 a la entrada del colector de prueba (el sistema conectado a la válvula de alivio de presión).
3. Ajuste la presión mediante un regulador (Figura 2 etiquetada A). La válvula de aguja (Figura 2 etiquetada B) permite gradualmente el flujo de fluido a medida que cambia la presión en el regulador.
4. Aumente gradualmente la presión hasta que se abra la válvula de alivio de presión (Figura 2 etiquetada D). Una "prueba de estallido" comprueba la presión de ajuste de la válvula de alivio de presión comprimiendo la presión en la entrada de la válvula hasta que se abre. El usuario compara la presión que provoca la apertura de la válvula con la presión de ajuste de la válvula para comprobar si la válvula se abre a la presión de ajuste o no.
5. Anote la lectura en el manómetro de prueba (Figura 2 etiquetada C) y compárela con la presión de ajuste de la válvula. Realice este paso 2-3 veces para confirmar.
6. Los criterios de aceptación de la válvula limitadora de presión dependen de si la presión registrada se encuentra dentro de los valores de tolerancia según los códigos ASME indicados en la tabla 1.
7. Después de la prueba de presión de ajuste, realice la prueba de estanqueidad en la válvula limitadora de presión. Esta prueba se realiza manteniendo la presión de prueba al 90% de la presión establecida y contando el número de burbujas producidas por minuto. La fuga de aire o nitrógeno a través del asiento y el disco de la válvula limitadora de presión produce burbujas. API 527 proporciona criterios de aceptación para la prueba de fugas:
   1. Cuenta el número de burbujas producidas en un minuto.
   2. El valor debe ser cero para las válvulas de alivio de presión de asiento blando y no debe superar el valor especificado en la tabla 2 para las válvulas de asiento metálico.
8. Si la prueba confirma que la fuga de la válvula limitadora de presión no está dentro del límite de tolerancia, hay algunas formas de localizar y resolver la fuga.

1. En primer lugar, determine la causa de la fuga. Compruebe si hay daños mecánicos en la válvula, un tamaño incorrecto o suciedad y residuos que obstruyan la válvula.
2. A continuación, valore si debe reparar o sustituir la válvula. Por ejemplo, sustituya la válvula si está dañada o es de tamaño incorrecto. Repare la válvula si es posible limpiarla y ajustarla para que funcione sin problemas.

Una vez que la válvula limitadora de presión funcione bien tras reparar o sustituir la válvula dañada, aplique una rutina de mantenimiento y pruebas periódicas. Una válvula limitadora de presión dañada puede suponer graves riesgos para la funcionalidad de una instalación.

Tome nota: No retire el precinto del fabricante ni ajuste la configuración durante las pruebas.

Tabla 1: Código ASME que indica los valores de tolerancia con respecto a la presión de ajuste

Código ASME, sección I
Ajustar la presión	Tolerancia
1.0 - 5.0 Kg/Cm2 G	± 0,14 Kg/Cm2 G
5,1 - 21,0 Kg/Cm2 G	± 3%
21,1 - 70,0 Kg/Cm2 G	± 0,70 Kg/Cm2 G
> 70.0 Kg/Cm2 G	± 1%

Tabla 2: Índice de fugas para pruebas de válvulas según API 527

Ajuste la presión a 15,6 grados centígrados (60 grados Fahrenheit) MPA (psig)	Diámetro del orificio < 18 mm (0,7 pulg.) Velocidad de fuga (burbujas/min)	Diámetro del orificio > 18 mm (0,7 pulg.) Velocidad de fuga (burbujas/min)
0.013 – 6.896 (15-1000)	40	20
10.3 (1500)	60	30
13.8 (2000)	80	40
17.2 (2500)	100	50
20.7 (3000)	100	60
27.6 (4000)	100	80
34.4 (5000)	100	100
41.4 (6000)	100	100

Frecuencia de comprobación de una válvula limitadora de presión

API 576 establece que se debe probar la válvula de alivio de presión con la frecuencia necesaria para mantener el dispositivo en condiciones de funcionamiento satisfactorias. Esto significa inspeccionar y probar la válvula de acuerdo con un programa establecido para las válvulas de funcionamiento continuo. La frecuencia de las pruebas depende de la aplicación. Por ejemplo, pruebe una válvula limitadora de presión instalada en un entorno corrosivo y contaminado con más frecuencia que una instalada en un entorno no corrosivo. Algunas condiciones que exigen intervalos de tiempo de prueba más cortos incluyen:

• Vibración
• Cargas pulsantes
• Diferencial bajo entre la presión de consigna y la de funcionamiento

Observe también el historial de pruebas de la válvula a lo largo del tiempo. Pruebe la válvula con menos frecuencia si supera la prueba con regularidad. En el caso de procesos nuevos en los que las condiciones de ensayo no puedan predecirse con exactitud, realice la inspección inicial lo antes posible tras el inicio de las operaciones para establecer un intervalo de ensayo adecuado y seguro. Pruebe la válvula limitadora de presión después de cada incendio. Revise y sustituya la junta de estanqueidad de la válvula si ésta salta.

Preguntas frecuentes

¿Es peligrosa una válvula limitadora de presión con fugas?

Sí, las fugas en las válvulas limitadoras de presión pueden provocar condiciones de sobrepresión que provoquen fallos en el sistema y explosiones. Diagnostique el problema y repare o sustituya la válvula según sea necesario.

¿Cómo puedo reparar una válvula limitadora de presión que pierde?

Apague el sistema, apriete o sustituya los pernos del bonete y apriete las tuercas del prensaestopas. Si la válvula sigue sin funcionar correctamente, sustitúyala.

¿Por qué chirría mi válvula limitadora de presión?

El vapor y otros fluidos compresibles que pasan a través de la parte reductora de presión de la válvula pueden hacer que la energía mecánica del fluido se convierta en energía sonora provocando chirridos.