Desgaste del asiento de válvula de bola en una línea de cemento

Dónde se ubica la válvula

El cemento se produce transportando polvo. La harina cruda se muele y se homogeniza, se precalienta y se calcina, se vuelve a moler, se almacena y se envasa. Entre esas etapas, el material es impulsado a través de tuberías mediante aire. El carbón pulverizado llega al horno de la misma manera.

Cada uno de esos flujos es abrasivo. El polvo de cemento, el polvo mineral y el carbón pulverizado son partículas duras de silicato que viajan a la velocidad de transporte. Una válvula en esa línea no está reteniendo un fluido. Se encuentra en medio de un chorro de arena cada vez que está abierta. Cuando está cerrada, sella contra una superficie sobre la que ha estado actuando ese chorro de arena. El mismo servicio se presenta en la energía térmica y en la metalurgia, dondequiera que se transporte polvo.

Este cliente es un importante fabricante de cemento en el sudeste asiático que produce varios miles de toneladas al día.

Cómo el desgaste del asiento de válvula de bola detiene una línea

Las válvulas de bola ordinarias con asiento metálico no sobreviven a esto. Las partículas rayan la bola y el asiento, y lo que empieza como un arañazo se convierte en picaduras. La interfaz de sellado que se esmeriló hasta quedar plana en fábrica ya no es plana, y la válvula deja de cerrar.

Una válvula de bola que no cierra no lo anuncia con un estallido. Fuga continuamente a través de un asiento cerrado. El material va a donde no debe ir y se pierde. Peor aún para la planta, el proceso a ambos lados de esa válvula pierde un punto de control. El operador pide cierre y obtiene otra cosa.

La planta experimentaba un desgaste severo en la superficie de sellado después de solo unos meses de servicio. Cada reemplazo tomaba varias horas, y en una línea que produce miles de toneladas al día, el costo de la falla radica enteramente en esas horas. La válvula en sí es un error de redondeo en comparación con el tonelaje que no se pudo fabricar.

Lo que suministramos

No una válvula más dura del mismo diseño. Una estructura de sellado diferente.

La bola y el asiento están totalmente encapsulados, revestidos y confinados en carburo de tungsteno o cerámica de circonio. Ambos son más duros que las partículas de silicato que causan el daño. La dureza por encima del abrasivo es el objetivo principal. Una superficie más blanda que lo que la impacta se desgasta por definición. Una superficie más dura mantiene su geometría y su acabado en lugar de perderlos gradualmente.

El encapsulamiento importa tanto como el material. Un recubrimiento duro con un borde expuesto solo traslada la falla al borde. Las partículas encuentran lo más blando en la ruta del flujo y actúan sobre ello. Con la estructura de sellado completamente encerrada, no hay un punto débil expuesto donde pueda iniciarse la erosión. Un asiento de metal duro trabaja contra un revestimiento resistente al desgaste, rectificado con precisión para ajustarse. La válvula lleva dos capas de protección en lugar de un solo recubrimiento que se pueda perder.

El paso es total y recto. Un escalón o una reducción es un lugar donde el polvo desacelera, y donde el polvo desacelera es donde se acumula y eventualmente se bloquea. Una ruta de paso total mantiene baja la resistencia al flujo y evita que la válvula se convierta en el punto donde se ahoga la línea. Los materiales se verifican en cuanto a composición y dureza bajo material testing, y la interfaz de sellado rectificada se verifica contra el plano bajo dimensional inspection.

Lo que cambió

La vida útil del asiento se multiplicó varias veces, y las paradas por reemplazo que se habían estado sucediendo cada pocos meses dejaron de ocurrir en ese cronograma.

El gasto en mantenimiento disminuyó junto con ello, pero no es así como la planta lo contabiliza. Lo que recuperó fue la operación programada: la capacidad de planificar una parada en lugar de sufrirla imprevistamente, en una línea donde las horas son toneladas.

Por qué acudieron a nosotros

Desarrollamos la estructura y los materiales nosotros mismos, lo que significa que se nos puede preguntar por qué en lugar de qué.

La erosión no es un mecanismo único. El tamaño de las partículas, la dureza, la velocidad y el ángulo de impacto modifican lo que falla y dónde. Una válvula especificada sin conocer estos factores suena bien sobre el papel y se desgasta en campo de todos modos. Por lo tanto, el trabajo se realiza en ese orden: diagnosticar el servicio tal como es en la realidad, diseñar la estructura de sellado en torno a él y solo entonces elegir el material resistente al desgaste adecuado.

Si su línea de cemento se detiene cada pocos meses para cambiar una válvula, probablemente la válvula no sea lo que deba cambiarse.