Las válvulas desempeñan un papel vital en la producción moderna y en la vida diaria, y sirven para todo, desde condiciones de funcionamiento suaves hasta entornos industriales extremos. Las válvulas criogénicas se utilizan principalmente en aplicaciones como plantas de etileno, instalaciones de gas natural licuado (GNL), tanques de almacenamiento y terminales receptoras de gas natural/GLP/GNL, unidades de separación de aire y equipos petroquímicos de separación de gases de cola.
Sin embargo, los medios criogénicos, como el etileno, el oxígeno líquido, el hidrógeno líquido, el GNL y los productos licuados del petróleo, no solo son inflamables y explosivos, sino que también son propensos a la vaporización cuando se calientan, lo que hace que su volumen se expanda cientos de veces casi instantáneamente. El uso de válvulas criogénicas permite un control eficaz de la temperatura, evitando así riesgos de seguridad como explosiones y fugas.
El mantenimiento de las válvulas es de suma importancia independientemente de las condiciones de funcionamiento. En entornos criogénicos, el mantenimiento es mucho más desafiante que a temperatura ambiente debido a factores como la fragilización del material, la congelación u obstrucción causada por el medio y la deformación del sello. Incluso los descuidos menores pueden provocar fugas de medios, daños al equipo o accidentes de seguridad graves. Cumplir con un procedimiento de mantenimiento científico es el requisito previo fundamental para garantizar el funcionamiento estable y a largo plazo de las válvulas en servicio criogénico.
El primer paso es la selección de herramientas de mantenimiento. Las herramientas estándar de acero al carbono son propensas a fracturarse por fragilidad a temperaturas inferiores a -20°C; por lo tanto, deben reemplazarse con herramientas, como llaves y palancas, fabricadas con acero aleado de baja temperatura. Para las juntas, se deben priorizar materiales resistentes a bajas temperaturas como PTFE (politetrafluoroetileno) o juntas metálicas enrolladas en espiral para evitar la pérdida de eficacia de sellado causada por el endurecimiento de las juntas de goma con el frío. Además, prepare lubricantes anticongelantes de grado industrial, etanol anhidro y sellos de repuesto adecuados para las condiciones de operación específicas.
En segundo lugar, se deben seguir estrictos procedimientos de aislamiento energético antes de comenzar el mantenimiento. Cierre rápidamente las válvulas de aislamiento aguas arriba y aguas abajo de la válvula objetivo y utilice la válvula de ventilación para drenar cualquier medio criogénico residual de la cavidad de la válvula. Deje que la temperatura del cuerpo de la válvula aumente naturalmente por encima de 0 °C antes de comenzar el desmontaje. Si el medio es inflamable, explosivo o corrosivo, la cavidad de la válvula se debe purgar y desplazar con un gas inerte y se deben completar con éxito las comprobaciones de seguridad antes de comenzar el trabajo. Finalmente, y lo más importante, el personal debe usar ropa de trabajo resistente al frío y calzado de seguridad antideslizante, así como guantes diseñados para ambientes de baja temperatura, para evitar la congelación por salpicaduras de medios criogénicos. Se deben colocar señales de advertencia antideslizantes en el área de trabajo y se debe eliminar rápidamente el agua o hielo acumulado en el suelo para evitar que el personal resbale.
Primero, inspeccione el exterior del cuerpo de la válvula para detectar grietas o deformaciones por fragilidad en frío, prestando especial atención a los puntos de concentración de tensiones, como soldaduras y conexiones de bridas. Si se detectan grietas, realice pruebas no destructivas (END) inmediatamente; Si el daño excede los límites permitidos, reemplace el cuerpo de la válvula directamente. Después de desmantelar el obturador y el vástago de la válvula, verifique las superficies para detectar signos de corrosión o desgaste criogénico. Si la flexión del vástago supera los 0,1 mm/m, deberá enderezarse o sustituirse; Si la profundidad del daño en la superficie de sellado del obturador de la válvula excede los 0,5 mm, es necesario reafilarlo o reemplazarlo.
Todas las juntas retiradas deben reemplazarse. Antes de la instalación, aplique una capa uniforme de grasa selladora específica para bajas temperaturas a las superficies de sellado. Apriete los pernos de la brida por etapas usando un patrón diagonal para garantizar una distribución uniforme de la carga y evitar fugas causadas por una presión de sellado desigual a bajas temperaturas. Retire completamente el empaque viejo del prensaestopas e instale el nuevo empaque anillo por anillo, escalonando las juntas de los anillos adyacentes al menos 120°. Al apretar el casquillo, deje un margen de 1 a 2 mm para adaptarse a la contracción o deformación del empaque a bajas temperaturas.
Después del ensamblaje, realice una prueba de apertura y cierre sin carga (haciendo ciclos de la válvula de 3 a 5 veces) para confirmar un funcionamiento suave sin atascos y garantizar que la válvula alcance las posiciones correctas de apertura/cierre. Si las instalaciones lo permiten, realice una prueba de fugas utilizando aire comprimido; la válvula pasa si la caída de presión no excede el 1% del valor de diseño durante un período de mantenimiento de 30 minutos.
Si no se encuentran problemas después del mantenimiento, la válvula puede volver a ponerse en servicio. Sin embargo, evite el contacto repentino con medios criogénicos cuando vuelva a poner la válvula en funcionamiento. En su lugar, abra ligeramente la válvula aguas arriba para introducir una pequeña cantidad de medio criogénico y preenfríe el cuerpo de la válvula durante al menos 30 minutos. Una vez que la temperatura del cuerpo de la válvula se acerque a la temperatura de funcionamiento, abra gradualmente la válvula por completo para evitar grietas por tensión causadas por fluctuaciones rápidas de temperatura. Asigne personal dedicado para realizar inspecciones dentro de las 24 horas posteriores a la puesta en servicio, enfocándose en verificar si hay fugas en las conexiones de bridas y prensaestopas, y verificar el funcionamiento adecuado de la válvula. Aumentar la frecuencia de las inspecciones durante los períodos de bajas temperaturas invernales; para válvulas fuera de servicio durante períodos prolongados, drene los medios internos y, si es necesario, introduzca un medio calefactor para evitar la congelación y las obstrucciones.
