Manual de Operación y Mantenimiento para Reparación de Válvulas de Control Neumático

Manual de Operación y Mantenimiento para Reparación de Válvulas de Control Neumático

1. Disposiciones generales
1.1 Contenido principal: Este manual de operación y mantenimiento de reparación especifica el mantenimiento diario, la resolución de problemas, las precauciones de seguridad y los requisitos técnicos específicos y los pasos de implementación para las válvulas de control neumáticas utilizadas en línea. También proporciona orientación a la que se puede hacer referencia para otros tipos de válvulas de control.
1.2 Composición básica: La válvula de control neumática consta de dos componentes principales: el actuador de diafragma neumático y las partes del cuerpo de la válvula. El actuador se compone de las cubiertas del diafragma superior e inferior, el diafragma corrugado, la bandeja, el soporte, la varilla de empuje, el resorte, los componentes de ajuste y otras piezas. La parte del cuerpo de la válvula consta del cuerpo de la válvula, el núcleo de la válvula, el asiento de la válvula, el vástago de la válvula, las bridas y otros componentes.
1.3 Principio de funcionamiento de la válvula de control neumática: cuando la presión de señal ingresa a la cámara de aire del diafragma, se genera un empuje en el diafragma corrugado, que mueve la varilla de empuje y comprime el resorte hasta que la fuerza del resorte equilibra el empuje. El movimiento de la varilla de empuje corresponde a la carrera del actuador neumático. Hay dos tipos de modos de acción del actuador:
- Acción Directa: Cuando la presión de la señal aumenta, la varilla de empuje se mueve hacia abajo.
- Acción inversa: cuando la presión de la señal aumenta, la varilla de empuje se mueve hacia arriba.
1.4 Tipos de Válvulas de Control: Según su forma estructural, las válvulas de control se pueden clasificar en:
- Válvula de asiento simple y directa
- Válvula de doble asiento de paso recto
- válvula de ángulo
- Válvula de tres vías
- válvula de diafragma
- Válvula de mariposa
1.5 Ámbito de Aplicación: Este manual de operación y mantenimiento de reparación es aplicable a todo el personal de instrumentos del Taller de Instrumentación del Departamento de Eléctrica e Instrumentación.

2. Propósito de la Reparación
El propósito de la reparación es garantizar que la válvula de control esté en buenas condiciones de funcionamiento, sin fugas internas, sin atascos y con acciones de apertura y cierre suaves y flexibles. Todos los puntos de conexión deben estar libres de fugas, lo que permite que la válvula regule y controle eficazmente el medio dentro de la tubería y el equipo en cualquier posición. Esto asegura el funcionamiento estable del proceso de producción.

3. Preparativos antes de la reparación
3.1 División del trabajo del personal:
1. Líder de reparación: según los síntomas de falla de los componentes del instrumento, el líder de reparación determinará las tareas de reparación, garantizará la calidad de la reparación y confirmará si las piezas de repuesto son de calidad aceptable. Los posicionadores de válvulas de repuesto y otros componentes deben ser adecuados para la posición de control específica. El líder de reparación es responsable de garantizar que la válvula reparada o reemplazada esté en óptimas condiciones y que el trabajo de reparación se complete con alta calidad y a tiempo.
2. Líder de seguridad: El líder de seguridad es responsable de supervisar la seguridad durante el trabajo de reparación, garantizar que las medidas de seguridad se implementen en su totalidad, que el equipo de protección esté listo y usado correctamente y recordarle al líder de reparación las precauciones de seguridad durante el proceso de reparación. El líder de seguridad se asegura de que se implementen las medidas de seguridad, lo que garantiza que el trabajo de reparación se pueda completar de manera segura y sin problemas.
3.2 Tiempo de trabajo: [El tiempo de trabajo específico debe agregarse según la situación real].
3.3 Herramientas de reparación:
- 2 llaves ajustables (12 pulgadas)
- Alicates
- Destornilladores
- Cinta aislante
- Papel de lija fino
- Generador de señal
3.4 Reparación de repuestos:
- válvula de control
- Posicionador de válvula
- Diafragma
- Primavera
- Accesorios relacionados
3.5 Documentación requerida:
- Notificación de reparación
- Lista de tareas de reparación
- Hoja de entrega del proceso (basada en la situación real)
- Certificado de trabajo en altura (si aplica)

4. Requisitos durante el proceso de reparación:
4.1 Preparación de repuestos:
Asegúrese de que los repuestos necesarios estén disponibles. Los repuestos deben coincidir con las especificaciones, modelo, material, presión nominal y función (acción directa o inversa) de la válvula de control y sus componentes que se reemplazan o reparan.
4.2 Preparación de herramientas:
Asegúrese de que todas las herramientas sean adecuadas, estén en buenas condiciones y estén completas.
4.3 Documentación:
Asegúrese de que toda la documentación requerida esté completa. El trabajo sólo puede continuar después de obtener la aprobación de los despachadores, operadores y otro personal relevante.
4.4 Confirmación antes del desmontaje:
Antes de desmontar la válvula de control o sus componentes, confirme que el tratamiento del proceso se haya completado correctamente y asegúrese de que los operadores estén presentes para supervisar el sitio.
4.5 Reparación del posicionador de válvula y sus componentes:
Al reparar el posicionador de la válvula de control u otros componentes, el operador primero debe cerrar herméticamente las válvulas aguas arriba y aguas abajo de la válvula de control. Después de que el operador estabiliza el proceso con válvulas de derivación y confirma que las condiciones del proceso son estables, el operador debe estar de acuerdo, y tanto el operador como el líder de reparación deben confirmar que el tratamiento del proceso está calificado. Asegúrese de que las acciones de apertura y cierre de la válvula de control no afecten la producción y que no quede ningún medio o presión residual dentro de la válvula antes de proceder con la reparación y el ajuste.
4.6 Desmontaje de la válvula de control:
Antes de desmontar la válvula de control, use equipo de protección adecuado, como una máscara antigás y guantes. Comience aflojando los pernos de conexión en patrón diagonal. Afloje lentamente la brida entre el cuerpo de la válvula y la tubería hasta que se cree un espacio. Asegúrese de que no quede presión media dentro de la válvula antes de proceder con el desmontaje.
4.7 Instalación de la válvula de control:
Al instalar la válvula de control, asegúrese de que la flecha en el cuerpo de la válvula coincida con la dirección del flujo del medio. Al reemplazar válvulas de pequeño diámetro con conexiones roscadas, se deben utilizar conectores desmontables. La válvula de control debe estar fijada de forma segura.
4.8 Calibración del posicionador ordinario:
- Conectar el suministro de aire al actuador de diafragma a través de un filtro de aire y un regulador. Ajuste la presión del aire para colocar la varilla de empuje del actuador en la mitad de su carrera completa.
- Cuando la varilla de empuje esté posicionada en el centro de su carrera completa, ajuste el posicionador de modo que la varilla de retroalimentación quede perpendicular al posicionador.
- Conectar el suministro de aire a la entrada del regulador y filtro del posicionador, y conectar la salida del posicionador a la cámara del diafragma.
- Introduzca una señal de 4 mA y gire el tornillo de ajuste a cero para iniciar el actuador.
- Aumente la señal a 20 mA para extender completamente el actuador. Si la carrera es insuficiente, afloje el tornillo de bloqueo del ajuste de carrera, ajuste y luego apriete el tornillo de bloqueo.
- Ajuste repetidamente hasta que los puntos finales del actuador estén dentro del rango de error permitido.
4.9 Calibración del posicionador inteligente:
- Establezca la señal de entrada para el AVP (posicionador) en DC 18±1mA.
- Con un destornillador de punta plana, gire el tornillo de ajuste de cero a fondo de escala en el sentido de las agujas del reloj hasta que ya no pueda girar (90°).
- Mantenga esta posición hasta que la válvula comience a funcionar (aproximadamente 3 segundos) y luego inicie el programa de configuración automática.
- La válvula pasará de completamente cerrada a completamente abierta dos veces, luego se detendrá en la posición del 50% y permanecerá allí durante 3 minutos.
- Cambie la señal de entrada para confirmar que la configuración automática está completa. Todo el proceso dura unos 3 minutos.
- Si la señal de entrada cae por debajo de 4 mA durante la configuración automática, el proceso fallará y deberá reiniciarse. Después de completar la configuración automática, mantenga una señal de al menos 4 mA durante al menos 30 segundos para garantizar que los datos y parámetros se guarden en la EEPROM del AVP.
4.10 Inspección durante el desmontaje de la válvula:
Preste especial atención a los signos de corrosión o desgaste en el cuerpo de la válvula, el asiento de la válvula, el núcleo (o vástago) de la válvula y otros componentes. Inspeccione el diafragma o las juntas tóricas del actuador en busca de envejecimiento o daños. Verificar el sellado del embalaje y demás accesorios. Reemplace cualquier pieza severamente dañada.
4.11 Verificación posterior a la calibración:
Después de calibrar la válvula de control, asegúrese de que la escala y el indicador de posición de la válvula sean consistentes en todas las aperturas de la válvula.

5. Requisitos de Calidad para la Reparación:
- La válvula de control reparada o reemplazada y los accesorios deben instalarse de acuerdo con los estándares adecuados y fijarse de forma segura.
- No debe haber fugas en ninguna conexión.
- La válvula debe funcionar de manera suave y flexible con una acción estable.
- Los puntos cero y los ajustes de rango deben cumplir con los requisitos operativos y el indicador debe ser preciso.
- Los repuestos deben estar completos, los materiales deben ser correctos y todos los componentes deben estar limpios.
- Se deben llevar registros adecuados de calibración y mantenimiento, con medidas de impermeabilización implementadas.

6. Requisitos posteriores a la reparación:
6.1 Limpieza del sitio:
Después de completar la reparación, limpie el sitio rápidamente para asegurarse de que el área de trabajo esté ordenada y que se contabilicen todos los materiales.
6.2 Verificación de la válvula posterior a la reparación:
El operador debe abrir las válvulas aguas arriba y aguas abajo y verificar si hay fugas en las conexiones. La válvula de control debe estar en pleno funcionamiento y lista para su uso.

7. Inspección y mantenimiento diarios:
7.1 Inspección visual:
- Verifique la apariencia externa de la válvula de control para detectar fugas en las conexiones, componentes sueltos o accesorios faltantes.
7.2 Verificación del cable de señal:
- Inspeccione los cables de señal por si están flojos o desgastados.
7.3 Verificación de fugas de aire:
- Inspeccionar el cilindro o cabezal de diafragma para detectar fugas de aire y verificar si hay fugas en las conexiones roscadas.
7.4 Lubricación:
- Lubrique periódicamente las piezas móviles y los pernos para evitar la corrosión.
7.5 Calibración e Inspección:
- Realizar calibración e inspección cada vez que surja la oportunidad.
7.6 Inspección de tuberías de protección:
- Verificar la integridad de las tuberías de protección y garantizar que las medidas de impermeabilidad en los puntos de entrada de cables estén intactas.
7.7 Mantenimiento del posicionador:
- Inspeccione la limpieza del filtro de suministro de aire y del diafragma del regulador del posicionador de válvula. Drene la válvula de bola de suministro de aire y la línea de suministro de aire cada seis meses.
7.8 Verificación del manómetro:
- Asegúrese de que los manómetros de aire funcionen correctamente y proporcionen lecturas precisas.

8. Solución de problemas
(1) Erosión del cuerpo de la válvula
Posibles causas:
- ① Alta velocidad del fluido
- ② Presencia de partículas en el fluido.
- ③ Cavitación y flasheo
Métodos de tratamiento:
- ① Aumente el tamaño de las partes internas del cuerpo de la válvula para reducir la velocidad del fluido.
- ② Modifique el cuerpo de la válvula a un diseño aerodinámico para reducir el impacto del fluido.
- ③ Utilice materiales con mayor dureza para el cuerpo de la válvula.
- ④ Modifique la estructura de la válvula interna para reducir la velocidad del fluido.
- ⑤ Evite la cavitación mediante el uso de una válvula diseñada para recuperación de baja presión.
- ⑥ Reparación de soldadura con materiales de acero inoxidable.
(2) Erosión de las partes internas de las válvulas
Posibles causas:
- ① Alta velocidad del fluido
- ② Presencia de partículas en el fluido.
- ③ Cavitación y flasheo
Métodos de tratamiento:
- ① Aumente el tamaño de la válvula o de las partes internas de la válvula para reducir la velocidad del fluido.
- ② Utilice partes internas de válvula más duras
- ③ Cambie la estructura interna de la válvula para reducir la velocidad del fluido.
- ④ Evite la cavitación mediante el uso de válvulas y partes internas de válvulas diseñadas para este propósito.
- ⑤ Utilice un diseño aerodinámico para evitar impactos.
(3) Fuga entre el tapón de la válvula y el asiento
Posibles causas:
- ① Mal estado del obturador de la válvula o de la superficie del asiento (desgaste, corrosión)
- ② Fuerza del actuador insuficiente
- ③ Corrosión o aflojamiento de la rosca del asiento de la válvula.
Métodos de tratamiento:
- ① Mejorar las superficies de contacto (caras de sellado)
- ② Ajuste el soporte de conexión del actuador y del vástago de la válvula.
- ③ Apriete o repare/reemplace el tapón o asiento de la válvula.

Otras cuestiones que deben comprobarse durante el mantenimiento de rutina incluyen:
- Fuga entre el anillo del asiento y el cuerpo de la válvula.
- Fugas en el embalaje
- Fuga entre la tapa superior de la válvula y el cuerpo de la válvula.
- Desconexión o rotura del vástago de la válvula.
- La válvula no alcanza su carrera nominal
- Operación o movimiento lento o lento de la válvula.

9. Precauciones de seguridad durante la reparación
9.1 Condiciones de Trabajo:
- Asegúrese de que se utilizan las condiciones de trabajo correctas: el suministro de aire debe estar seco, libre de aceite, libre de polvo y mantenerse limpio.
9.2 Temperatura media:
- Asegúrese de que la temperatura del medio esté dentro del rango de funcionamiento de la válvula de control, especialmente para válvula de control de alta presión.
9.3 Dirección del flujo y diferencial de presión:
- Seleccionar correctamente la dirección del flujo y verificar el diferencial de presión aguas arriba y aguas abajo.
9.4 Aprobación para reparación:
- El personal de instrumentación debe obtener la aprobación de los operadores y completar toda la documentación necesaria antes de proceder con la reparación o calibración de la válvula de control.
9.5 Desmontaje e Inspección:
- Al desmontar el cuerpo de la válvula para su inspección, asegúrese de que los operadores confirmen que las válvulas de cierre aguas arriba y aguas abajo estén cerradas antes de comenzar el desmontaje.

10. Fallos comunes
10.1 Una válvula neumática no se cierra completamente durante la operación:
Posibles causas:
- ① Desgaste severo entre el obturador de la válvula y el asiento
- ② Fuga en el diafragma del actuador
- ③ Objetos extraños atrapados entre el obturador de la válvula y el asiento.
- ④ Diferencial de presión excesivo a través de la válvula
- ⑤ Precarga excesiva en el resorte de punto cero
- ⑥ La salida del posicionador no puede alcanzar el valor máximo
- ⑦ El vástago de la válvula es demasiado corto
10.2 Efecto de la desconexión de la varilla de retroalimentación en el posicionador y el vástago de la válvula:
Cuando se desconecta la varilla de retroalimentación que conecta el posicionador al vástago de la válvula, el posicionador pierde su retroalimentación y se comporta como un amplificador neumático de alta ganancia.
- Si el posicionador es del tipo **acción directa**, cuando la señal aumenta, la salida también aumentará, y el vástago de la válvula funcionará a su máxima salida.
- Si el posicionador es del tipo de acción inversa, la salida caerá a cero.
10.3 Funciones del posicionador de válvula:
El posicionador de válvula tiene varias funciones:
- ① Mejora las características estáticas de la válvula de control y mejora la linealidad de la posición de la válvula.
- ② Mejora las características dinámicas de la válvula de control, reduciendo el retardo en la transmisión de la señal.
- ③ Cambia las características de flujo de la válvula de control.
- ④ Ajusta el rango de respuesta de la válvula a la presión de señal, permitiendo el control segmentario.
- ⑤ Invierte la acción de la válvula si es necesario.