Qué hace que una válvula sea ignífuga

Las válvulas industriales deben proporcionar una protección fiable contra incendios en aplicaciones sensibles como refinerías, industrias petrolíferas y petroquímicas. Deben garantizar un cierre seguro y fiable en caso de incendio, por lo que su diseño es crucial. Este artículo explora el principio de la prueba de fuego y las consideraciones de diseño para una válvula a prueba de fuego.

Índice de contenidos

• Pruebas de fuego en válvulas industriales
• El principio de las válvulas de prueba de incendios
• Diseño de válvula ignífuga
• Seguridad contra incendios por diseño frente a seguridad contra incendios probada
• Certificaciones para válvulas ignífugas
• Preguntas frecuentes

Pruebas de fuego en válvulas industriales

El Instituto Americano del Petróleo (API) desarrolló pruebas de fuego para las válvulas utilizadas en las industrias del petróleo y el gas. Estas pruebas, como ISO 10497, API 607, API 6FA, BS 5146 y BS 6755, se han convertido en normas aceptadas (que se comentan más adelante). Muchas organizaciones desarrollan sus procedimientos internos para válvulas seguras contra incendios basándose en estas directrices.

Las válvulas consideradas "a prueba de incendios" deben someterse a rigurosas pruebas. Estas pruebas varían en sus métodos e intensidad y tienen en cuenta factores importantes como la forma en que se inician y propagan los incendios en situaciones específicas, el tipo de fluido que se utiliza, la temperatura durante el pico del incendio, la estanqueidad que debe tener la válvula y las capacidades de la válvula después de un incendio.

El principio de las válvulas de ensayo de incendio

Según una estrategia de lucha contra incendios ampliamente aceptada, se aplica un enfoque de retirada y contención si no se puede extinguir un incendio en 30 minutos. Transcurridos 30 minutos, existe un riesgo significativo de que se produzcan fallos estructurales, como fallos de los pernos de las bridas, erupciones de hormigón y colapso de los bastidores de tuberías. Para ajustarse a este intervalo, la prueba de fuego dura 30 minutos.

Los ensayos de incendio se realizan para garantizar que las válvulas ignífugas puedan funcionar incluso después de estar expuestas a altas temperaturas durante un tiempo determinado. El principio de la prueba de fuego para válvulas es el siguiente:

1. La válvula se llena de agua y se rodea de temperaturas que oscilan entre 750 y 1000 𐩑C (1382 y 1832 𐩑F) durante 30 minutos mientras trabaja bajo presión. Esto expone las zonas de sellado y los asientos a temperaturas extremadamente altas. La intensidad del calor se controla continuamente mediante termopares.
2. Las fugas externas e internas a través de la válvula se miden y se comparan con niveles predeterminados durante la prueba. Si la fuga supera los límites aceptables, puede haber problemas con la integridad de la válvula, que puede no ser adecuada para aplicaciones de seguridad contra incendios.
3. La válvula se enfría después de la primera prueba y se comprueba su capacidad de contener la presión para garantizar que los asientos, las juntas y la carcasa pueden mantener su integridad.

Diseño de válvula ignífuga

En determinadas situaciones, una válvula puede tener que abrirse o cerrarse cuando está expuesta a un fuego intenso. En esos casos, los fabricantes ofrecen dos opciones:

• Las válvulas ignífugas están fabricadas con materiales resistentes y juntas que pueden soportar las altas temperaturas de un incendio sin sufrir daños.
  • El modo a prueba de fallos suele conseguirse mediante resortes o aire comprimido en los actuadores neumáticos. En caso de corte de corriente o pérdida de presión de aire, el muelle o el aire comprimido impulsan el actuador a su posición de seguridad.
  • Los actuadores eléctricos pueden incluir una batería de reserva que puede proporcionar energía para mover el actuador a su posición de seguridad en caso de corte de energía. Alternativamente, algunos actuadores eléctricos utilizan un mecanismo de resorte mecánico similar a los actuadores neumáticos.
  • Las válvulas manuales pueden incorporarse a un sistema mayor con mecanismos a prueba de fallos. Por ejemplo, un sistema de alarma podría activarse en caso de incendio, alertando al personal para que accione manualmente determinadas válvulas.
• Un sistema de protección que impida que el actuador se caliente demasiado podría provocar la rotura de las juntas o la deformación de los componentes. El sistema de protección evita que el actuador se caliente demasiado durante un incendio y pretende mantenerlo dentro de un rango de temperatura seguro. Esto ayuda a proteger los componentes y juntas de la válvula de daños o deformaciones debidos a una exposición extrema al calor.

El diseño ignífugo varía según los fabricantes, algunos de los cuales se enumeran a continuación:

• Las válvulas de mariposa ignífugas suelen tener tres capas de sellado. Utiliza un inserto blando para crear un cierre hermético en condiciones normales. Dispone de una junta metal-metal que cierra herméticamente, incluso si la junta blanda está dañada. Estas juntas están fabricadas con materiales especializados, como grafito o PTFE (politetrafluoroetileno), que resisten el calor, el fuego y la exposición química. Estas válvulas suelen trabajar a temperaturas que oscilan entre -73 y 232 °C (100 y 450 °F) y presiones de hasta 102 bares (1480 psi). Deben cumplir las normas de estanqueidad establecidas por la norma MSS SP-61.
• Algunos diseños a prueba de incendios tienen actuadores accionados por resorte que cierran automáticamente la válvula cuando se detecta un incendio.
• Una válvula de bola flotante con anillos de asiento de PTFE se utiliza comúnmente en diseños a prueba de incendios. Además, las múltiples capas de sellado evitan las fugas externas en varios puntos entre el vástago y la brida del prensaestopas, la brida del prensaestopas y el cuerpo, y el cuerpo y el adaptador. Una capa comprende una junta tórica, mientras que la otra comprende una junta de grafito. La junta de grafito secundaria es un refuerzo para evitar fugas externas en caso de que se queme la junta tórica de estanqueidad.

Seguridad contra incendios por diseño frente a seguridad contra incendios probada

A la hora de elegir una válvula ignífuga, los términos "ignífuga por diseño" y "ignífuga probada" pueden sonar parecidos, pero significan cosas distintas.

• Seguridad contra incendios por diseño: Una válvula "ignífuga por diseño" se fabrica teniendo en cuenta la seguridad contra incendios, lo que significa que está construida con materiales y características de diseño pensados para soportar altas temperaturas y evitar la propagación del fuego, pero aún no se ha sometido a pruebas de fuego específicas para validar su rendimiento.
• Probado contra incendios: Una válvula "probada contra incendios" puede haber sido probada por el fabricante o en un centro de pruebas, pero carece de la aprobación de una autoridad tercera reconocida.
• Aprobado y certificado como seguro contra incendios: Las válvulas etiquetadas como "aprobadas y certificadas como seguras contra incendios" han sido sometidas a pruebas exhaustivas, aprobadas y certificadas por una organización externa autorizada. Estas certificaciones se basan en normas ampliamente reconocidas.

Certificaciones para válvulas ignífugas

• API 607/6FA: API 607 prueba las válvulas de cuarto de vuelta y las válvulas con asiento no metálico para garantizar que pueden resistir el fuego. Alternativamente, API 6FA es específico para válvulas con asiento metálico.
• ISO 10497: La certificación ISO 10497 proporciona una norma mundial para las pruebas de incendio de válvulas, garantizando que las válvulas pueden soportar la exposición al fuego y mantener un cierre hermético. La certificación ISO 10497 suele ser necesaria en industrias en las que la seguridad contra incendios es fundamental, como la petroquímica, la generación de energía y el procesamiento químico.

Preguntas frecuentes

¿Cómo sé si una válvula es ignífuga?

Busque válvulas con certificaciones como API 607/6FA o ISO 10497. Compruebe también el diseño de la válvula y asegúrese de que los materiales son ignífugos.

¿Qué es una válvula de bola ignífuga?

Las válvulas de bola ignífugas evitan la propagación del fuego en entornos explosivos/con riesgo de incendio, probadas según API 607, API 6FA y BS 6755-Parte 2.