d. Bajo efectos de presión debe adaptarse por sí misma sin extruirse, ni producir fricción.
e. No debe causar abrasión ni corrosión al vástago.
f. Debe disminuir su volumen lentamente de modo que no requiera frecuentes ajustes o reposiciones.
Para conseguir un sellado hermético es esencial que el anillo del fondo tenga una presión de contacto contra el fondo del estopero, superior ó igual que la presión del fluido opuesta, como se indica en la Fig. 3.
Figura 3 Presión de contacto de la empaquetadura
Esta condición debe mantenerse durante ciclos de presión y temperatura en el sistema, el máximo período de tiempo posible.
Como resumen, la empaquetadura ideal para válvulas debe poseer las siguientes propiedades:
a. Estabilidad dimensional (sin merma en volumen).
b. Mantenimiento de la presión aplicada (sin relajación).
c. No cambiar de estado (sin endurecimiento ni extrusión).
d. Recuperación elástica.
e. Bajo coeficiente de fricción.
f. No producir corrosión electrolítica.
Para retener la presión del fluido dentro de la válvula hay que comprimir la empaquetadura con un prensaestopas, que empuje la empaquetadura contra el estopero y el vástago y la comprima (Fig. 4).
Figura 4 Compresión en el estopero.
La forma física de la empaquetadura debe ser compatible con las características mecánicas de la válvula. Ciertos materiales de empaquetaduras requieren una elevada compresión, pero hay válvulas que son muy endebles ó muy ásperas y no se puede aplicar una gran compresión. Además, las elevadas compresiones requeridas por ciertas válvulas pueden hacer que algunas empaquetaduras fluyan en frío (extruyan). Ciertas empaquetaduras incompatibles pueden producir desgaste del vástago.
En la CLV se optó por la empaquetadura de grafito puro.
Los ensayos en laboratorio y campo, demuestran que la mejor opción para el sellado de válvulas es el uso de anillos de grafito puro expandido ya que es el material que mejor se comporta bajo los aspectos de relajación, transmisión del esfuerzo, rozamiento y endurecimiento.
Figura 5 Diferentes configuraciones de la empaquetadura de grafito puro
Las condiciones ideales en el equipo para instalar la empaquetadura de grafito y así obtener resultados satisfactorios de cero fugas son:
En el vástago:
Las picaduras por corrosión del vástago de la válvula no deben pasar de 0,050" de diámetro ó profundidad al momento de la instalación.
Las estrías no deben pasar de 0,020" de pulgada de profundidad y de 2 secciones transversales de empaquetadura de longitud, al momento de la instalación.
Si se sospecha que un vástago está flexionado, debe verificarse la deflexión.
En el prensaestopas
No debe presentar picaduras por corrosión, que pasen de 0,050" de profundidad, no debe tener desgaste por abrasión.
Debe de estar perpendicular y paralelo a la boca del estopero, la luz máxima permitida es de 0,007" de pulgada en el diámetro exterior del mamelón y de 0,014" de pulgada en el diámetro interior del mismo.
El fondo del mamelón debe ser plano o con un ángulo máximo de 5°.
c) En el estopero:
No debe tener picaduras por corrosión, que pasen de 0,050" de profundidad, no debe tener desgaste por abrasión.
El fondo del estopero debe de ser perpendicular y/o paralelo al vástago, con un ángulo máximo permitido de 5° de inclinación.
Empaquetar una válvula es un trabajo que requiere precisión y conocimiento.
Las formas de empaquetar las válvulas en la CLV se pueden dividir en tres categorías:
Con empaquetadura de rollo.
Con carga viva.
Con estandarización.
Empaquetado con empaquetadura de rollo.
Las herramientas mínimas necesarias para la realización de esta actividad son:
Compás de interiores.
Compás de exteriores.
Vernier.
Regla de 6".
Extractor de empaques tipo tirabuzón o sacacorchos.
Lubricante anti aferrante.
Trapo limpio.
Alcohol isopropílico.
FIG: 6 Herramientas necesarias para el empaquetado
El proceso de empaquetado con empaquetadura de rollo se describe a continuación:
Figura 7 | Retire toda la empaquetadura vieja del estopero. Si utiliza un extractor de empaques asegúrese de no rayar el vástago. Limpie el estopero y examínelo en busca de desgaste y rayones. Reemplace el vástago si el desgaste es excesivo. La superficie del vástago debe tener un acabado liso y pulido (3 micrómetros) y no debe estar ovalado ni flexionado. |
Figura 8 | Mida y registre el diámetro exterior del vástago (tan cerca como sea posible del lugar donde está en contacto con la empaquetadura), el diámetro interior del estopero y su profundidad. |
Figura 9 | Para determinar el tamaño correcto de la empaquetadura, reste el diámetro exterior del vástago del interior del estopero y divida entre dos. El resultado es el tamaño de la sección del empaque. |
Figura 10 | Corte la empaquetadura en anillos individuales. Nunca enrolle el empaque como un serpentín dentro del estopero. Corte los anillos en un vástago de repuesto o un mandril del mismo diámetro. La ilustración muestra como cortar el empaque utilizando un mandril. |
Figura 11 | Corte los anillos a "inglete" es decir con el corte a 45º. |
Figura 12 | Ajuste la empaquetadura sobre el mandril pero no lo estire excesivamente. Corte el anillo e insértelo en el estopero, asegúrese que el anillo de empaquetadura entra adecuadamente. Corte los anillos restantes de la misma manera. |
Figura 13 | Haga el corte de los anillos mientras el empaque está enrollado en la flecha o mandril, esto logrará extremos paralelos. |
Figura 14 | Si se corta el empaque mientras está estirado o recto los extremos formarán un ángulo al cerrarse. |
Figura 15 | Esta provocará fugas ya que el anillo superior también se extruirá sobre el anillo mal cerrado. |
Figura 16 | Instale un anillo a la vez. Asegúrese que está limpio, que no se ha adherido ninguna partícula durante el manejo. Asiente cada anillo firmemente utilizando medias cañas o similar y asegúrese de esto antes de insertar el siguiente anillo. Las uniones de los anillos deben instalarse a 180º uno del anterior. |
Figura 17 | La compresión de los anillos superiores se puede lograr con el prensaestopas. Coloque el prensaestopas y aplique la carga a los tornillos. Después de instalar el último anillo aplique la carga al prensaestopas, si es posible actúe la válvula cinco ciclos completos. Reapriete el prensaestopas después de cada ciclo de actuación. |
Este proceso de actuación de la válvula se denomina consolidación y debe aplicarse en todas las válvulas siempre y cuando sea posible.
Empaquetadura con sistema de carga viva.
Figura 18 Carga Viva.
El sistema de sellado de carga viva:
Controla las emisiones de fugas.
Reduce al mínimo los ajustes del prensaestopas.
No daña la válvula.
No interfiere con el movimiento de la válvula.
Es aplicable a todas las válvulas comunes.
Las condiciones que se requieren para que al equipo se le puedan instalar cargas vivas, y se obtengan resultados satisfactorios de cero fugas son las mismas que para la instalación de empaquetadura de grafito puro.
Solo cambia las especificaciones de los birlos, que deben ser mínimo grado "B7" (material y dureza con el que está construido el espárrago).
Este tipo de empaquetadura se utiliza para el aseguramiento de un efectivo sellado de las válvulas, eliminando cualquier fuga.
Este método tiene un sistema automático de ajuste del prensaestopas por medio de discos de resorte (Arandelas Belleville), absorbe las distorsiones de las válvulas provocadas por las condiciones de operación a las que son sometidas. En la figura 18 se muestra la carga viva.
Adicionalmente, como se vio antes, los anillos inferiores no realizan un trabajo muy efectivo de sellado, dejando casi toda la carga en los anillos superiores. Este sistema, entonces, elimina los anillos inferiores y los sustituye con un buje de carbón. La longitud del carbón es determinado por ingeniería y no debe modificarse bajo ninguna circunstancia sin el conocimiento y autorización de dicho departamento.
Arriba del buje de carbón se instala un anillo antiextrusión fabricado con grafito trenzado, después se colocan los anillos preformados de grafito que tienen forma de cono y copa; el anillo terminal superior es también de grafito trenzado.
Se coloca encima el prensaestopas y las arandelas de resorte en los pernos del prensaestopas.
Es importante mencionar que las arandelas son de un espesor y radio calculado y no deben intercambiarse indiscriminadamente, ni aumentar ni disminuir la cantidad.
El torque y el proceso de aplicación está descrito en el procedimiento MO-4300 y sus anexos.
Estandarización de Empaquetadura.
Este tipo de empaquetadura se utiliza normalmente en válvulas en las que el diseño del prensaestopas no permite poner birlos grandes en donde van montadas las arandelas Belleville (cargas vivas), (Ver figura 19).
Las condiciones en las válvulas para instalar esta empaquetadura son las mismas que las requeridas para la instalación de las cargas vivas.
FIG. 19 Estandarización.
En las válvulas con estandarización deberá aplicarse el consolidado, siempre que sea posible.
Figura 20 | Cuando instale anillos de grafito puro preformados ábralos lateralmente, esto evitará que se distorsione la circunferencia moldeada y que se rompa el anillo del lado opuesto |
Figura 21 | Lubrique ligeramente los anillos de empaquetadura con Never Seize. |
a. Verifique el tipo de empaquetadura de acuerdo al formato 1 del equipo antes de programar el mantenimiento.
b. Verifique que el paquete de trabajo esté completo: teniendo la orden de trabajo, la libranza autorizada y vigente, que el plan de acción contemple las condiciones requeridas como (aislado, despresurizado, drenado y desenergizado en el caso de las moto válvulas), que el procedimiento contenga el sello de control de documentos (ultima revisión), anexo 7, Si requiere instrucciones especiales (que no contemple el procedimiento), Croquis de la localización del equipo, permiso para el uso de productos químicos.
c. Al desempaquetar cualquier válvula asegúrese de aliviar cualquier exceso de presión debajo del estopero.
d. Reporte a control de calidad mecánico que se iniciará el mantenimiento a la válvula, durante el mantenimiento, y término del mismo verifique, que los puntos de detención, inspección y testimonio del procedimiento sean firmados por el inspector de control de calidad que avaló ó testificó el mantenimiento.
Válvulas, selección, uso y mantenimiento, Richard W. Greene (Mc Graw Hill)
Curso de cargas vivas de Chesterton
Innovative Mechanical Packing and Gasketing Technology de Chesterton.
Autor:
José García
| Página siguiente |