Les fugues de les vàlvules solen produir-se en tres posicions crítiques: els empaquetaments, les connexions de brida i els cossos de les vàlvules. Les fugues no tractades durant un temps prolongat provoquen una erosió severa en les tiges de les vàlvules i les superfícies d'estanquitat de les brides, fins al punt d’obligar a descartar definitivament la vàlvula. A més, la pèrdua del medi de procés augmenta el consum energètic de la planta, els costos operatius i redueix l’eficiència econòmica global.
Les fugues esdevenen extremadament perilloses quan el medi transportat és tòxic, inflamable, explosiu o corrosiu. Les fugues externes no controlades poden provocar accidents d’intoxicació, incendis i explosions, accelerar la corrosió de l’equipament, reduir la vida útil i causar contaminació ambiental. A més, les fugues en les vàlvules augmenten la freqüència d’aturades no planificades i suposen una amenaça greu per a la seguretat operativa industrial.
Aquest article analitza sistemàticament les causes habituals de les fugues externes en vàlvules, exposa els principis, avantatges i mètodes pràctics d’aplicació del sellat de fugues en servei (sellat en calent), i ofereix directrius professionals de manteniment per a vàlvules de centrals elèctriques com a referència industrial.
2. Formes i causes fonamentals de les fugues externes en vàlvules
2.1 Fuga del gland de l’emballatge
Els moviments relatius, incloent-hi el desplaçament rotacional i axial, es produeixen contínuament entre l’eix de la vàlvula i l’empaquetat durant el funcionament diari. Amb la commutació freqüent de la vàlvula, juntament amb les fluctuacions de temperatura, pressió i les variacions de les propietats del medi, la zona d’empaquetat és la part de la vàlvula més propensa a presentar fugues.
Les causes principals inclouen la disminució progressiva de la pressió de contacte de l’empaquetat, l’enveliment del material i la degradació de l’elasticitat. El medi pressuritzat s’infiltra cap a l’exterior a través dels espais existents entre l’empaquetat i l’eix. L’erosió prolongada arrossega parcialment l’empaquetat i crea ratllades en forma de solc sobre l’eix de la vàlvula, cosa que agreuja encara més la gravetat de les fugues.
2.2 Fugues a les connexions per brida
El segellat per brida depèn de la força de precàrrega dels cargols de connexió per comprimir les juntes i generar una pressió específica de segellat suficient per evitar la sortida del medi. Diversos factors contribueixen a les fugues per brida:
• Força de compressió insuficient sobre les juntes de segellat i rugositat de la superfície de la brida no conforme;
• Deformació de la junta, vibració mecànica, envelliment, pèrdua d’elasticitat i fissuració de la superfície;
• Deformació i estirament dels perns sota la pressió operativa prolongada;
• Errors humans en l’operació: col·locació incorrecta de la junta, força de prémsat desigual dels perns i desplaçament de les línies centrals de les brides, cosa que provoca una compressió falsa.
2.3 Fuita del cos de la vàlvula
La fuita del cos de la vàlvula es deu principalment a defectes de fabricació intrínsecs, com ara forats de sorra, porus d’aire i fissures de fosa generades durant els processos de fosa o forjat. A més, l’erosió progressiva causada pel mitjà circulant durant llarg temps i l’erosió per cavitació van deteriorant gradualment el cos metàl·lic, formant passos permanents de fuita.
3. Principis de funcionament i avantatges fonamentals del segellat de fuites en servei
3.1 Principi de funcionament
El segellat de fuites en servei és una tecnologia de manteniment sense interrupció basada en el mecanisme de segellat sòlid en condicions de medi líquid dinàmic. Es muntuen fixacions especialitzades als punts de fuga per formar una cavitat tancada i segellada. Les eines d'injecció a alta pressió injecten un segellant personalitzat a la cavitat fins que la pressió d'extrusió interna equilibra la pressió del medi. S'estableix una nova estructura de segellat estable per bloquejar permanentment les obertures de fuga i els canals de sortida del medi.
3.2 Avantatges tècnics fonamentals
En comparació amb el manteniment tradicional fora de línia, el segellat de fuites en servei ofereix avantatges industrials inigualables, especialment adequats per a sistemes de producció contínua com ara centrals elèctriques:
1. No cal aturar el sistema: no cal interrompre el funcionament de l'unitat ni aïllar les canonades de producció;
2. No cal fer descàrrega de pressió: es manté la pressió de funcionament original de tot el sistema sense reduir-la;
3. Estalvi de costos: redueix considerablement el consum d'energia i els costos de mà d'obra per al manteniment manual;
4. Reduir les pèrdues de potència: evitar les grans pèrdues de potència causades per l’aïllament i l’aturada de l’equipament;
5. Minimitzar les pèrdues econòmiques: eliminar les pèrdues econòmiques provocades per aturades imprevistes de la producció.
4. Mètodes pràctics d’estanqueïtat en servei per als punts habituals de fuita de vàlvules
Per a les fugues convencionals en condicions d’manteniment accessibles, les solucions habituals inclouen el reemplaçament de la vàlvula, la renovació de l’emballatge, el reemplaçament de les juntes i la reparació per soldadura. No obstant això, per a les vàlvules en funcionament continu amb canonades de medi no aïllables, són essencials tecnologies professionals d’estanqueïtat en servei per garantir un funcionament estable de l’unitat. Aquest capítol resumeix els mètodes madurs de construcció in situ combinats amb casos d’aplicació en centrals tèrmiques.
4.1 Solucions per a les fugues al collarí de l’emballatge
El segellat en servei basat en injecció és la tecnologia més segura i fiable per a la fuita de la cambra d’empaquetament. Amb fixacions especialitzades i equipament hidràulic d’injecció, el segellant s’injecta a la cambra tancada per omplir ràpidament les defectes. Quan la pressió d’injecció supera la pressió del medi, la fuita es bloqueja de forma forçada. El segellant passa d’un estat plàstic a un estat elàstic sòlid en un curt període de temps, formant una estructura de segellat elàstica duradora sense afectar la funció original de commutació de la vàlvula.
Els segellants industrials es classifiquen en dues categories: segellants termoenduribles (sòlids a temperatura ambient, que es polimeritzen sota temperatures altes específiques) i segellants no termoenduribles (aplicables en escenaris de segellat dinàmic a baixes, normals i altes temperatures).
4.1.1 Mètode d’injecció per perforació directa (gruix de paret ≥ 8 mm)
Per a les empaquetadures amb un gruix de paret superior a 8 mm, cal fer forats d'injecció reservats directament a la paret exterior de l'empaquetadura. Els passos detallats de la operació són els següents: deixar un gruix de paret de 1-3 mm després del perforat preliminar amb una broca de 8,7 mm o 10,5 mm; fer rosques M10 o M12 i instal·lar una vàlvula obturadora especialitzada; perforar la resta de la paret amb una broca de 3 mm de llargada i instal·lar una pantalla per evitar que el medi tòxic, a altes temperatures i altes pressions, esprojecti i causi lesions personals. Un cop realitzat el forat, tancar la vàlvula obturadora i connectar una pistola d'injecció d'alta pressió per omplir-la de segellant.
Cas d'aplicació: El juny de 2003, aquesta tecnologia va resoldre amb èxit la fuita de l'empaquetadura d'autosellat de la vàlvula principal de vapor elèctric de la Unitat 3 de la Central Tèrmica de Panzhihua Iron and Steel, evitant una aturada innecessària.
4.1.2 Mètode d'estanquitat amb accessoris auxiliars (empaquetadures de paret prima)
Per a les empalmes de replegament de paret prima que no permeten perforació directa, es fan servir fixacions auxiliars personalitzades com a connectors externs per a pistoles d'injecció d'alta pressió. Politzeu la paret exterior per garantir un ajust ajustat; col·loqueu fulles de cautxú amb amiant als espais buits de carcasses de forma complexa per eliminar el joc. Després de la instal·lació, injecteu el segellant seguint el procés estàndard. No canvieu arbitràriament la vàlvula fins que el segellant s'hagi curat completament.
Cas d'aplicació: El novembre de 2002, es van fer servir fixacions auxiliars per reparar la fuita al brancal de la vàlvula d'equilibri de la vàlvula d'entrada del calefactor d'alta pressió de la Central Tèrmica de Panzhihua Iron and Steel, assolint l'èxit en el segellat en una sola operació.
4.2 Tecnologia de segellat en servei per a fuites a brancals
4.2.1 Mètode d'envoltament amb fil de coure
Condicions d'aplicació: petites obertures uniformes de brida i pressió mitjana-baixa. Instal·leu com a mínim dos orificis d'injecció als perns desmuntats sense desenrotllar tots els cargols simultàniament (per evitar l'expulsió de la junta). Incrusteu un fil de coure de mida adequada a l'obertura entre les brides a l'espai existent entre aquestes, formant una cavitat tancada i estanca. Injecteu el segellant des de la posició oposada al punt de fuga i desplaceu-vos progressivament cap a la font de fuga.
Cas d'aplicació: El juny de 2003, aquest mètode va reparar la fuga de la brida vertical del tub de connexió de baixa pressió de la Unitat 1 de la Central Elèctrica de Panzhihua Iron and Steel, evitant una aturada no programada.
4.2.2 Mètode d'encerclament amb cinta d'acer
Condicions d'aplicació: obertura entre brides ≤ 8 mm i pressió mitjana ≤ 2,5 MPa. S'utilitzen cintes d'acer d'un gruix de 1,5-3,0 mm i una amplada de 20-30 mm, fixades per soldadura o remach. S'afegeixen juntes de transició als enllaços per formar una cavitat estanca integral. Aquest mètode requereix una alta coaxialitat de les brides i té exigències reduïdes quant a la uniformitat de l'obertura.
4.2.3 Mètode de fixació amb brida convexa
Condicions d'aplicació: espai entre brides de 8 mm o pressió mitjana de 2,5 MPa. Personalització de suports per brides resistentes a la pressió d'alta precisió integrals amb vàlvules obturadores prèviament instal·lades. L’operari ha d’estar situat a la posició a sotavent; cal mantenir l’espai entre els suports inferior a 0,5 mm després del serrament dels cargols. Injecteu el segellant des del punt més allunyat cap al punt de fuita fins que aquesta cesse. Aquest mètode versàtil també és aplicable per a la reparació de fuites en canonades i és àmpliament utilitzat en el manteniment habitual de centrals tèrmiques.
Escenaris d'aplicació típics: fuites a les brides de les vàlvules de drenatge de càrrega de les bombes d’alimentació i de les vàlvules d’aïllament del desairejador de vapor auxiliar de les unitats 1, 2 i 3 de la central tèrmica de Panzhihua Iron and Steel.
4.3 Mètodes de reparació de fuites al cos de la vàlvula
La tecnologia de tractament de fuites al cos de la vàlvula és universalment aplicable a canonades industrials. Es fan servir dos processos madurs i habituals segons les condicions de treball:
4.3.1 Mètode d’obturació per adhesió
Per a fuites de forats de sorra a petita escala i baixa pressió: polit la zona de fuga fins a obtenir un brillantor metàl·lic, insereix clavilles còniques als punts de fuga per reduir l’escapament i aplica una adhesiu d’alta resistència al voltant de les clavilles per formar una capa d’estanquitat sòlida.
Per a fuites d’alta pressió i gran cabal: fixa una eina externa de suport per comprimir els punts de fuga amb remaches. Omple les obertures amb juntes de metall tou i, després de treure la rovell i la grasa, recobreix la superfície amb adhesiu i reforça-la amb tela de fibra de vidre per millorar la resistència a la pressió.
4.3.2 Mètode de reparació per soldadura
• Fuites mínimes de baixa pressió: solda una femella més gran que el forat de fuga al cos de la vàlvula i tanca-la amb cargols i juntes de cautxú;
• Fuites greus d’alta pressió: aplica la soldadura amb drenatge. Solda una vàlvula d’aïllament sobre una placa d’acer perforada, adapta la placa al punt de fuga per fer-ne el drenatge i tanca la placa mitjançant soldadura abans de tancar la vàlvula d’aïllament;
• Fuga microscòpica a altes temperatures i altes pressions: primer es solden les escletxes del perímetre de la soldadura, després es connecta una canonada derivada personalitzada amb una vàlvula adaptada per cobrir el punt de fuga, i es talla el flux del medi tancant la vàlvula derivada.
4.4 Mètode universal d’escorxament i segellat
Com a solució polivalent per a punts de fuga complexos, el mètode d’escorxament fabrica caixes metàl·liques personalitzades que envolten la zona de fuga i es solden fermament al cos de la vàlvula. En operacions de soldadura difícils, es reserven orificis d’escapament i es completa el segellat mitjançant el procés de soldadura de drenatge. Aquest mètode destaca per la seva gran estabilitat i excel·lent adaptabilitat in situ.
Casos d’aplicació: aplicat amb èxit al sistema de drenatge de la canonada principal de vapor i als sistemes de drenatge dels escalfadors d’alta pressió de les unitats 1, 2 i 3 de la Central Elèctrica de Panzhihua Iron and Steel. És el procés de manteniment més emprat i eficaç per a la revisió diària de canonades i vàlvules.
5. Conclusió i recomanacions sectorials
El segellat en servei ofereix notables avantatges econòmics per a les centrals tèrmiques. Un sol cicle d’arrencada-aturada d’una unitat de 100 MW provoca pèrdues econòmiques directes superiors als 300.000 iuan. L’aplicació raonable de la tecnologia de segellat en marxa redueix eficaçment les aturades no planificades i els costos operatius. A partir de l’experiència acumulada en la construcció in situ, es resumeixen quatre conclusions clau per als usuaris industrials:
1. Manteniment temporal d’emergència: El segellat en servei actua com una mesura d’actuació d’emergència amb efectivitat limitada en el temps. Encara que les condicions de producció ho permetin, cal continuar realitzant revisions generals amb aturada completa per eliminar fonamentalment els riscos amagats.
2. Control rigorós de la seguretat: Les operacions de segellat es caracteritzen per condicions de treball adverses, alta intensitat laboral i riscos incerts. És obligatori dur a terme una avaluació prèvia exhaustiva dels riscos i aplicar mesures completes de protecció de la seguretat.
3. Altes exigències professionals: Aquesta tecnologia exigeix coneixements mecànics sòlids, adaptabilitat in situ i una operació experta d’eines professionals d’estanquitat. Actualment, la majoria de les obres in situ són realitzades per equips d’enginyeria especialitzats.
4. Millora tecnològica contínua: Degut a limitacions materials i estructurals, l’estanquitat en servei no pot resoldre tots els problemes de fuites. La tecnologia encara es troba en un procés d’optimització iterativa per ampliar l’abast de condicions de treball aplicables.
6. Sobre nosaltres – Shanghai Xiazhao Valve
Shanghai Xiazhao Valve Co., Ltd. és un fabricant professional i proveïdor de serveis de vàlvules industrials, especialitzat en vàlvules d’alt rendiment per a les indústries energètica, química, petroliera i de canonades. Ofereix solucions integrades que inclouen la personalització de vàlvules, la detecció de fuites in situ i el manteniment d’estanquitat en servei.
Adherint-nos a estrictes normes internacionals de fabricació, els nostres productes presenten una elevada resistència a la pressió, resistència a la corrosió i un rendiment d’estanquitat estable. Ofereixem vàlvules personalitzades per a condicions de treball extremes i presten serveis tècnics globals postvenda. Per a la selecció de vàlvules, consultes tècniques i cooperació en manteniment in situ, no dubteu a posar-vos en contacte amb Shanghai Xiazhao Valve.
vàlvula industrial, solució per a fuites en vàlvules, estanquitat en servei, reparació de fuites en funcionament, vàlvula per a central elèctrica, estanquitat de brida, manteniment del gland d’empaquetament, reparació del cos de la vàlvula, estanquitat de vàlvules d’alta pressió
Notícies calentes 
EN
