INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO DE ACERO MANUAL

Transcripción

1 INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO DE ACERO MANUAL

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3 ÍNDICE WALWORTH... 4 SECCIÓN I - TIPO DE VÁLVULAS... 5 SECCIÓN II - OPERACIÓN... 7 SECCIÓN III - INSTALACIÓN... 8 SECCIÓN IV - RECEPCIÓN... 9 SECCIÓN V - INSPECCIÓN Y PRUEBA DE VÁLVULAS DE ALIVIO... 9 SECCIÓN VI - PROCEDIMIENTO GENERAL MEDIO DE PRUEBA DEFINICIONES GENERALES PROCEDIMIENTO DE PRUEBA PRUEBA DE FUGA EN EL ASIENTO

4 WALWORTH WALWORTH es una compañía fabricante de válvulas industriales considerada entre las más importantes de todo el mundo. Desde su fundación en el siglo XIX por James WALWORTH, ha enfocado sus esfuerzos en innovar y producir diferentes líneas de productos para el control de fluidos. La experiencia acumulada en este largo y exitoso trayecto en combinación con un espíritu de constante innovación, permite brindar soluciones satisfactorias a una amplia gama de industrias y usuarios finales, cumpliendo y superando los estándares de calidad más estrictos. Entre estas industrias se encuentran la petroquímica, gasera, petrolera, generadoras de energía eléctrica y transformadoras de pulpa y papel; de igual forma compañías relacionadas con tecnologías geotérmica y criogénica, entre otras. En su trayectoria, ha producido más de 40,000 diferentes productos, colocándose como una corporación globalizada atendiendo a diferentes mercados con la experiencia de más de 500 empleados. WALWORTH cuenta con instalaciones para la fabricación de las líneas de válvulas en un flujo de operaciones completo: Almacenes de materia prima, diferentes tipos de maquinado, procesos de soldadura como SMAW, GMAW, SAW, PAW, ensamble, pruebas para baja y alta presión para servicio a alta temperatura o criogénicas, proceso de pintura, embalaje y embarque. Toda esta infraestructura permite satisfacer el mercado de Norteamérica, Centroamérica, Sudamérica, Europa y África; adicionalmente, con nuestros distribuidores masters llegamos a países tan lejanos como Indonesia, Singapur o Australia, así como al medio y lejano oriente. VALORES WALWORTH MISIÓN WALWORTH es un fabricante de válvulas y componentes de clase mundial para la Industria del control de fluidos ofreciendo un servicio excepcional, precios competitivos y una consistente puntualidad en los tiempos de entrega. VISIÓN WALWORTH VALUES Para ser un líder mundial y referente en la manufactura de válvulas, WALWORTH: Define los estándares de calidad en la industria del control de fluidos. Excede las expectativas de los clientes sobre el servicio. Forja relaciones duraderas con clientes, miembros del equipo WALWORTH y la comunidad. Emplea, desarrolla y retiene a miembros del equipo que se caracterizan por su experiencia y dedicación. 4

5 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR SECCIÓN I - TIPO DE VÁLVULAS 1.1 VÁLVULAS DE ALIVIO 1S (VA 1S) - SELLO METAL-METAL VA es un dispositivo de auto-activación por medio de la carga del resorte, el cual está diseñado para abrir a una presión predeterminada y así proteger algún recipiente o sistema a presión No. Descripción 1 Cuerpo ó Base 2 Tobera 3 Disco 4 Retén del Disco 5 Anillo de Ajuste 6 Perno Anillo de Ajuste 7 Portadisco 8 Guía 9 Cabeza de Aguja 10 Retén de la Aguja 11 Bonete 12 Espárrago 13 Tuerca Espárrago 14 Resorte 15 Roldana Resorte 16 Tornillo Compresión ** 17 Tuerca Tornillo Compresión ** 18 Tubo Eductor 19 Casquillo 20 Junta Guía 21 Junta Bonete 22 Junta Casquillo 23 Junta Perno Anillo de Ajuste 24 Vástago 25 Perno Cabeza Aguja 26 Cabeza Perno Anillo Ajuste 27 Contratuerca 28 Tapón

6 1.2 VÁLVULA 1S20 No. Description 1 Base 2 Disco 3 Retén del disco 4 Portadisco 5 Guía 6 Perno guía 7 Bonete 8 Vástago 9 Tornillo compresión 10 Tuerca tornillo compresión 11 Resorte 12 Casquillo 13 Junta casquillo 14 Junta bonete 15 Roldana resorte

7 SECCIÓN II - OPERACIÓN Los elementos básicos de una válvula de alivio actuada por resorte, incluye una tobera de entrada conectada a un recipiente o sistema a presión a ser protegido, un disco movible el cual controla el flujo a través de la tobera, el resorte controla la posición del disco. Bajo condiciones normales de operación, la presión de entrada es menor a la presión de calibración, y el disco es sellado a la tobera por medio del flujo. La operación de una válvula de alivio convencional actuada por resorte, está basada en un balance de fuerzas (ver Fig. 1). La carga de los resortes es ajustada para igualar la fuerza ejercida sobre el disco por el flujo a la entrada cuando la presión del sistema está a la presión de ajuste. Cuando la presión de entrada es menor a la presión de ajuste, la fuerza sobre el disco vence la fuerza ejercida por el resorte y la válvula se abre. Cuando la presión disminuye, la válvula se cierra. Fuerza del resorte Fuerza del resorte Área de superficie del disco A Zona de presión anular secundaria Porta disco Cámara acumuladora de presión B Cámara acumuladora de presión B Presión del sistema Presión del sistema Anillo de ajuste Fuerza del resorte Cerrado - A En la apertura inicial - B C Entrada del flujo de presión C Área de descarga anular secundaria Orificio de la tobera Totalmente abierto y fluyendo - C Fig. 1 Operación de válvulas de alivio de presión - Servicio de Vapor/Gas 7

8 SECCIÓN III - INSTALACIÓN INSPECCIÓN Y LIMPIEZA DEL SISTEMA ANTES DE LA INSTALACIÓN Debido a que los materiales extraños que pasan a través de la válvula de alivio pueden dañar la válvula, el sistema en el cual está instalada la válvula debe ser también inspeccionado y limpiado. Los sistemas nuevos en particular están propensos a contener restos de soldadura, rebaba y otros objetos extraños que inadvertidamente quedan atrapados durante la construcción y que podrían dañar el área de sello cuando la válvula sea abierta. El sistema deberá ser limpiado a fondo antes de que la válvula de alivio sea instalada. POSICIÓN DE MONTAJE Montar la válvula de Alivio en posición vertical (de acuerdo con API RP 520). Instalar una válvula de seguridad y alivio en cualquier otra posición que no sea vertical (±1 grado), afectara su funcionamiento dando como resultado la falla de los componentes móviles. Una válvula de bloqueo puede ser colocada entre el recipiente a presión y la válvula de alivio solo si es permitido por las normas de seguridad internas. Si la válvula de bloqueo es colocada, el área del puerto de la válvula de bloqueo deberá ser igual o mayor al área nominal interna, asociada con el diámetro interno de la válvula de alivio. La caída de presión del recipiente a la válvula de alivio no deberá exceder el 3% de la presión de calibración de la válvula, cuando el fluido este a su máxima capacidad. Asegúrese que las bridas, áreas de sello de la válvula y conexión de la tubería estén libres de suciedad, sedimentos y rebabas. Cuando dos o más dispositivos de alivio de presión son colocados en una conexión, el área de sección transversal interna de esta conexión deberá ser mayor para evitar la restricción del flujo a los dispositivos de relevo de presión o que sea por lo menos igual a la suma de las áreas de los dispositivos de relevo. Las líneas de descarga de los dispositivos de relevo de presión deberán ser diseñados para facilitar el drenaje o deberán ser provistos con drenes para prevenir la presencia de líquido en el lado de descarga del dispositivo de relevo de presión. Dichas líneas deberán permitir la descarga a un lugar seguro. La medida de las líneas de descarga deberá ser tal que cualquier presión que pueda existir o desarrollarse, no reduzca la capacidad de descarga de los dispositivos de alivio de presión que requieren proteger adecuadamente al recipiente. Asegúrese que todos los tornillos estén apretados de manera uniforme para prevenir que la cara del cuerpo de la válvula y la entrada de la tobera queden desalineadas. La posición de la válvula de alivio debe tener un fácil acceso para la remoción, de modo que el servicio pueda ser realizado correctamente. Asegúrese de tener suficiente área de trabajo alrededor y por encima de la válvula. Válvula de alivio de presión Probablemente requiera una tapa Al sistema cerrado Tubería de ventilación en bonete para válvulas de alivio de presión tipo fuellada si es requerida. Dren del cuerpo Carrete bridado si es necesario elevar la válvula de alivio de presión Diametro nominal de la tuberia no menor al tamaño de la entrada de la válvula Diametro nominal de la tuberia no menor al tamaño de la entrada de la válvula Codo de radio largo Soporte para resistir el peso y las fuerzas de reacción Desagüe en un punto bajo Recipiente Recipiente 8

9 TORNILLERÍA Y JUNTA Antes de instalar un dispositivo de alivio de presión, la brida de la válvula de alivio y la tobera de montaje deberá ser limpiada a fondo para eliminar cualquier material extraño que pueda causar alguna fuga. Cuando los dispositivos de alivio de presión sean demasiado pesados para ser manipulados a mano, puede usarse algún equipo de elevación para su fácil manipulación y así evitar daños a la superficie de la junta de la brida. La Junta Anillo, el Realce de la Cara y el ranurado de la brida deben ser manipuladas con extremo cuidado a fin de evitar daños en las secciones de acoplamiento. SECCIÓN IV - RECEPCIÓN ALMACENAMIENTO Y MANIPULACIÓN DE LOS DISPOSITIVOS DE ALIVIO DE PRESIÓN Debido a que la limpieza es esencial para el buen funcionamiento y apriete de una válvula de alivio, se deben tomar precauciones durante el almacenamiento para mantenerla libre de todo material extraño. Las válvulas deberán estar debidamente selladas tanto la brida de entrada como de salida. Se debe de tomar especial cuidado para mantener la entrada de la válvula absolutamente limpia. Las válvulas de alivio deben, cuando sea posible, ser almacenadas bajo techo en tarimas alejadas del polvo y otras formas de contaminación. Los dispositivos de alivio de presión deberán ser manipulados cuidadosamente y no deberán ser golpeados, ya que podría resultar en daños considerables o desalineación. La hermeticidad en el asiento puede verse afectado. SECCIÓN V - INSPECCIÓN Y PRUEBA DE VÁLVULAS DE ALIVIO Todas las válvulas de alivio deberán ser inspeccionadas visualmente antes de la instalación. Asegúrese de que las cubiertas de las bridas y entrada de la tobera sean removidas y que ningún material extraño este dentro del cuerpo de la válvula. La superficie de la entrada debe ser limpiada, ya que de haber materiales extraños podrían ser arrastrados y quedarse en la parte interior de la tobera cuando la válvula sea operada. Estos materiales podrían dañar los asientos o quedar atrapados entre los asientos y de esa manera causar fuga. PARTES DE INSPECCIÓN CRITERIO DE INSPECCIÓN DEL RESORTE Sustituir el resorte en caso de: Existir Picaduras y Corrosión en las espiras del resorte, debido a que esto reduce el diámetro del alambre. Los extremos de los resortes no son paralelos en la condición de altura libre. El paso de las espiras del resorte este distorsionado. Si hay contrapresión constante en una válvula convencional 1S Válvula de Seguridad y Alivio (sin fuelle de balanceo), revisar que el resorte actúa a la presión de ajuste deseada en frio. Si debido a la temperatura, la presión de ajuste se modifica, es recomendable cambiar el resorte para actuar en la presión de ajuste requerida. Si un resorte debe remplazarse, ordenar un kit de refacción de resortes, esto incluye la roldana del resorte personalizado y el resorte. 9

10 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR OBJETIVO Establecer el procedimiento de prueba y calibración de todas las válvulas de seguridad y alivio serie 1S ALCANCE Esta especificación define los procedimientos y normas mínimas de operación de han de seguirse al probar y calibrar todas las válvulas de seguridad y alivio serie 1S REFERENCIAS ASME SECC. I ASME SECC. VIII DEV 1 API 527 Casquillo Tornillo de compresión Resorte Cabeza de aguja O ring Tubo eductor Anillo de ajuste Tobera 10

11 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR SECCIÓN VI - PROCEDIMIENTO GENERAL 6.1. MEDIO DE PRUEBA El medio de prueba de las pruebas y calibración de las válvulas de seguridad y alivio serie 1S será aire, vapor con una calidad mínima del 98% y sobrecalentamiento máximo de 20 F o agua a una temperatura entre 40 F y 125 F DEFINICIONES GENERALES Presión de calibración: Es la presión medida en la toma de la válvula, en la que hay un levantamiento medible, o que la descarga llega a ser continúa Simmer: El simmer es la diferencia entre la presión de calibración y la presión en la que se percibe un siseo audible justo antes de la descarga o disparo Blowdown: Es la diferencia entre la presión de calibración y la presión de cierre de la válvula, este fenómeno es ajustado por medio del anillo de ajuste, al subirlo aumenta el blowdown y al bajarlo disminuye. 11

12 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR 6.3. PROCEDIMIENTO DE PRUEBA La válvula debe ser montada en el banco de pruebas sin el casquillo ensamblado y con el resorte en estado sólido (completamente comprimido), el anillo de ajuste debe de ser llevado a su posición más elevada y después bajarlo aproximadamente tres muescas Ya que es montada la válvula en el banco de pruebas se debe acoplar el sensor de movimiento en la parte superior y registrar el cero en la aguja Una vez montada la válvula incrementar lentamente la presión de entrada hasta alcanzar la presión de calibración indicada en la hoja técnica de la válvula y cerrar el suministro Operar el tornillo de compresión hasta que se escuche un pequeño siseo (Simmer) o escape de fluido de la válvula; inmediatamente la válvula abrirá súbitamente con un disparo Durante este proceso se deben tomar lecturas de la presión de simmer, de presión de disparo, blowdown y lectura del flujometro. 12

13 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR Ajustar el tornillo de compresión, y anillo de ajuste para lograr los valores deseados de presión de calibración, simmer y blowdown mencionados a continuación La presión de calibración debe de cumplir con la siguiente condición: Presión de calibración Tolerancia Desde 5 psi hasta 70 psi ± 2 psi Mayor a 70 psi ± 3 % El blowdown para gas y vapor debe ser menor al 5% de la presión de calibración o 3psi, cualquiera que sea mayor El simmer máximo será el 2% de la presión de calibración Una vez que se han ajustado estos valores se debe colocar la tuerca del tornillo de compresión y el perno del anillo de ajuste para evitar la des calibración de la válvula Hacer dos disparos mas para ratificar y tomar lectura de la presión de simmer, calibración, blowdown, elevación del disco (registrado en la aguja) y flujo de descarga 13

14 MONTAJE Y PRUEBAS DE TODAS LAS VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO ACERO SERIE 1S EN VAPOR 6.4. Prueba de fuga en el asiento Con la válvula aun montada en el banco de pruebas se debe realizar la prueba de fugas al 90% de la presión de calibración, después de alcanzar esta presión se debe permitir que se estabilice la presión por un periodo de 1 minuto para válvulas de 2 pulgadas y menores, 2 minutos para válvulas de 2 ½, 3 o a pulgadas y cinco minutos para válvulas de 6 pulgadas y mayores Las válvulas metal-metal probadas con agua no deben presentar fugas y es determinado por medio de la vista o tacto Colocar la brida de prueba de fuga en la brida de salida y realizar el conteo de burbujas por al menos un minuto El criterio de aceptación de fuga es el siguiente: Presión de Calibración Orificio D-F Orificio G-T Sello Suave psi Máximo 40 burbujas/min Máximo 20 burbujas/min Cero Fugas 1001 y mayores Máximo 60 burbujas/min Máximo 30 burbujas/min Cero Fugas 14

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16 MÉXICO Industrial de Válvulas, S.A. de C.V. Av. de la Industria Lote 16 Fracc. Industrial El Trébol, C.P Tepotzotlán, Estado de México Phone: (52 55) Fax: (52 55) DISTRIBUIDOR AUTORIZADO USA/CAN TWC The Valve Company Dublin Court, Stafford, Texas Phone: (281) Fax: (281) Escanea aquí con tu smartphone para obtener más información sobre las Válvulas WALWORTH MANUAL DE INSTALACIÓN, OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO DE VÁLVULAS DE SEGURIDAD Y ALIVIO DE ACERO EDICIÓN 2013 VERSIÓN 1