Evaluación de válvulas de control y su desempeño

11-01-2013 | Calibración

¿Cuáles son sus tipos y qué se puede comprobar en cada uno?

Al evaluar las válvulas de control y su desempeño, debe entender los diferentes tipos de válvulas y lo que se puede comprobar en ellas. Para válvulas de cierre abiertas/cerradas sin control analógico las pruebas son muy sencillas. ¿Las válvulas abren y cierran? Cuando se abren, ¿se abren totalmente? Cuando se cierran, ¿se cierran completamente? La comprobación es principalmente de observación: observar la válvula y mirar las causa y efectos en el proceso durante el ciclo.

La válvulas de control son otro asunto

Estas válvulas se abren y se cierran de manera proporcional y modifican el grado de trayecto dependiendo del porcentaje de cobertura de la señal que se les aplica, que es de 4 a 20 mA. Observar la posición de la válvula, de la forma en que se indica en el indicador de trayecto visual, le da al técnico o al operador una indicación aproximada del porcentaje de recorrido de un ajuste particular cuando está en funcionamiento, pero no brinda ninguna garantía de cómo funcionará la válvula bajo condiciones dinámicas y cambiantes.

La pruebas más sofisticadas de desempeño de válvulas requieren quitar la válvula y comprobar su desempeño en un “comprobador de válvulas”. Se trata de un dispositivo de comprobación costoso, fuera del alcance de la mayoría de los talleres de instrumentos. Es muy común que solo los fabricantes de válvulas usen el comprobador de válvulas para comprobar estas antes de enviarlas, o también lo usan los ingenieros altamente calificados en el sector. Ofrece una comprobación muy completa, pero la herramienta no es factible para la mayoría de los talleres de instrumentos.

Calibrador de precisión de Lazo Fluke 709H con comunicaciones/diagnósticos HART
Calibrador de Precisión de Lazo Fluke 709H con comunicaciones/diagnósticos HART

¿Entonces qué debe utilizar un técnico para comprobar una válvula de control?

¿Qué prueba significativa se puede utilizar como punto de partida? Dado que la mayoría de las válvulas usan una señal de entrada de 4 a 20 mA, cualquier instrumento de comprobación con una señal de salida de mA puede brindar la señal mA de entrada para impulsar la válvula de control a su rango de funcionamiento. Al aplicar una señal de entrada de 3,8 mA a una válvula que se encuentra normalmente cerrada, la válvula se debe cerrar completamente. Debe permanecer cerrada a 4,0 mA y moverse ligeramente de su asiento a 4,2 mA. Al otro extremo de la operación, a 19,8 mA, debe estar casi totalmente abierta. A 20,0 mA debe estar completamente abierta y debe ser difícil abrirla a 20,2 mA (descansando sobre la parada del trayecto). Las pruebas de este tipo determinarán si la válvula abre y cierra correctamente, pero no logran comprobar la válvula en todo el rango en el que brinda control.

Muchas válvulas, incluidas las que son “inteligentes”, tienen un elemento de retroalimentación integrado que calcula la posición real como un porcentaje de apertura/cierre. Este resultado puede ser una señal de 4 a 20 mA o una variable digital HART que representa del 0 al 100 por ciento del rango de funcionamiento de la válvula de control. Aplicar una señal de mA variable a la vez que se monitorea la salida de mA o el porcentaje de señal cubierto dota al técnico de un medio para comprobar si la válvula de control funciona correctamente en su rango. Al registrar simultáneamente la señal de mA aplicada y la señal de salida de mA o el porcentaje de PV de la cobertura, se puede documentar el rendimiento de la válvula. A esta prueba documentada y al resultado suele denominarse “marca” de la válvula. La señal de salida debe reflejar la señal de entrada de mA aplicada. Cualquier desviación de la señal aplicada es una indicación potencial de un comportamiento aberrante por parte de la válvula.

La estrategia de mantenimiento puede reducir costes

Jim Shields, gerente de marketing de productos de Fluke, dice que una excelente estrategia de mantenimiento para las válvulas de control puede reducir los costes, ya que minimiza el número de válvulas que se sacan físicamente del procesamiento y minimiza los riesgos de fallos. Esta es su recomendación. Para establecer tal práctica, se debe documentar la condición inicial de la válvula en buen estado conocido. Lo ideal es que la documentación ocurra cuando la válvula se ponga en funcionamiento o después de que se haya revisado. El técnico registra la marca de la válvula en el estado ideal, hace una representación gráfica de los mA de salida o el porcentaje de señal de cobertura contra la señal de entrada aplicada y guarda esta información con la hora, el número de etiqueta de la válvula y la fecha en la que se realizó la actividad. El software de gestión de calibración se puede utilizar para gestionar esta información.

Una vez que se registran los datos específicos de rendimiento de las válvulas, se debe establecer un intervalo de mantenimiento para comprobar el rendimiento de las válvulas. Utilizar los intervalos de mantenimiento existentes es un punto de partida. Si no hay un intervalo de mantenimiento establecido, se debe evaluar la ubicación del servicio de la válvula. Las aplicaciones de uso exigente requieren un intervalo de mantenimiento más corto que las de uso menos exigente, por ejemplo. Un intervalo de seis meses a un año para comenzar (a menos que la ubicación del servicio sea muy agresiva para las válvulas) es un punto de partida razonable. Algunos dispositivos instalados en sistemas de seguridad y apagados se deben revisar cada tres meses, independientemente de la ubicación del servicio.

Una vez que se registran los datos iniciales de las válvulas, estas han de comprobarse en los intervalos definidos y se deben registrar los datos. Las marcas se pueden comparar con las marcas iniciales para determinar los cambios en el rendimiento. Si la curva de respuesta de salida ha desarrollado una marca no lineal o muestra aberraciones en las curvas, la válvula puede estar desarrollando fricción estática o histéresis excesiva, lo cual podría requerir su retirada para darle servicio.