Aislamiento Seguro de Sistemas de Fluidos Industriales con Válvulas de Bloqueo: Guía Paso a Paso

Cómo Aislar Sistemas de Fluidos Industriales con Válvulas de Bloqueo

Joe Bush, Swagelok Product Manager, Valves

Al realizar mantenimiento en sistemas de fluidos industriales, la seguridad es primordial. La presión o el flujo de una sola línea en el interior representa un peligro para los técnicos que cambian un manómetro o dispositivo de medición. Por eso, los gestores de riesgos enfatizan la necesidad de aislar cualquier línea de sistema de fluidos antes del mantenimiento.

Se ha convertido en un estándar de la industria y de seguridad diseñar e instalar dos válvulas de bloqueo en secuencia al purgar una pata energizada en un sistema de fluidos. La secuencia de válvula de doble bloqueo es una de las formas más seguras de lograr un estado esencial de presión cero y flujo cero.

Hay dos enfoques comunes que los ingenieros suelen tomar al diseñar dos válvulas de bloqueo para aislar sistemas de fluidos. Primero, los ingenieros pueden agregar una tercera válvula entre las dos válvulas de bloqueo para ventilar o purgar cualquier presión que pueda estar filtrándose de la primera válvula de bloqueo. Otra opción viable es que la tercera válvula desvíe el flujo a un bucle de bypass alrededor de la sección de la línea que está bajo mantenimiento. A continuación se describen ambas configuraciones de sistemas de fluidos, proporcionando opciones de diseño enfocadas en la seguridad para el aislamiento y mantenimiento del sistema.

Ubicaciones Principales para Configuraciones de Aislamiento en una Planta

Para cualquier línea de sistema de fluidos en una planta o instalación industrial que pueda requerir mantenimiento, los técnicos deben tener algún medio para aislar esa línea de manera segura. Algunas ubicaciones específicas que requieren una configuración para aislamiento incluyen:

1. Cualquier dispositivo o componente que pueda requerir mantenimiento regular, como un filtro, válvula o transmisor.
2. Cualquier sistema, skid o línea que pueda necesitar ser reconfigurado, reparado o reemplazado.
3. Cualquier sección de la tubería principal de proceso que pueda necesitar servicio o mantenimiento.
4. Cualquier línea de instrumentación que salga de la línea de proceso (por ejemplo, una estación de muestra grab, sistema de muestreo, o lecturas de presión, temperatura o flujo).
5. Fluidos de calibración en sistemas de muestreo, así como cualquier corriente de muestreo que pueda ser activada o desactivada.

Opciones para Configurar el Aislamiento

Es estándar de la industria evitar una situación en la que haya solo una válvula de bloqueo o ninguna de respaldo. Si una única válvula de bloqueo tiene incluso una pequeña fuga a través del asiento, la presión puede acumularse lentamente en la línea bajo mantenimiento, creando un peligro de seguridad. Por lo tanto, se fomentan dos configuraciones principales para lograr el aislamiento en una línea de fluido:

1. Doble Bloqueo y Purga (DBB)

Una configuración de doble bloqueo y purga, o DBB, es la configuración más simple para aislar un sistema de fluidos. Se utiliza comúnmente en la transición de la línea de proceso a una línea de instrumentación al usar una válvula de interfaz de proceso, o en una línea que conduce a un instrumento o dispositivo, como un transmisor. Las tres válvulas pueden configurarse como una sola unidad de colector o como tres componentes separados.

2. Bucle de Bypass

Un bucle de bypass es una configuración ligeramente más complicada que no solo aísla la línea del sistema de fluidos bajo mantenimiento, sino que también redirige el flujo para que el proceso pueda continuar funcionando durante el mantenimiento.

Por ejemplo, la primera válvula de bloqueo en configuración de bypass puede ser una válvula de tres vías, desviando el flujo alrededor de la sección que requiere mantenimiento. El filtro del sistema ahora puede cambiarse sin requerir tiempo de inactividad. Otra razón para un bypass es evitar el golpe hidráulico o "golpe de ariete" que resulta cuando hay un cierre repentino del flujo del sistema.

Aislar y Despresurizar

El primer paso al prepararse para el mantenimiento en cualquier sistema de fluidos es la despresurización. Al hacerlo, una mejor práctica es tener dos válvulas de bloqueo en secuencia para proteger contra la acumulación de presión en la sección de la línea bajo mantenimiento. Una buena válvula no debería filtrar a través del asiento, pero esto podría suceder. Por ejemplo, si la línea está en el exterior, el sol puede calentar la línea y elevar la presión más allá de la clasificación especificada de la válvula. Otros escenarios potenciales incluyen si la válvula no ha sido mantenida adecuadamente o si es la elección incorrecta de válvula para un cierre positivo. Para proteger contra estas y otras fugas posibles, una segunda válvula de bloqueo es necesaria, junto con una válvula de ventilación o purga. Alternativamente, en casos donde el tiempo de inactividad no es una opción, un bucle de bypass que duplique los componentes en la línea bajo mantenimiento es una excelente opción.

Realizando la Selección Correcta de Válvula de Bloqueo

Las dos opciones más comunes para válvulas de bloqueo en líneas de instrumentación son válvulas de bola o válvulas de aguja. Es imperativo que los técnicos de mantenimiento verifiquen las especificaciones del sistema para la válvula que se requiere para cada sistema.

Válvulas de Bola: Las válvulas de bola son buenas para cierre rápido y alto flujo. Además, las manijas son útiles para indicar dirección de flujo o cierre. Con flujo de líquido, sin embargo, una válvula de bola puede crear un golpe hidráulico o "golpe de ariete" debido al cierre repentino que causa, resultando en daño a indicadores de presión, medidores de flujo y otros componentes aguas arriba del cierre. Hay varias formas de evitar el golpe hidráulico. Una es incorporar un bucle de bypass. Antes de cerrar la primera válvula de bola, se abre el bucle de bypass para que el flujo tenga a dónde ir, lo que evita la parada repentina del flujo y el pico de presión que de otro modo resultaría. La segunda opción es emplear válvulas de aguja en lugar de válvulas de bola.

Válvulas de Aguja: Si bien las válvulas de aguja están diseñadas principalmente para control de flujo o dosificación, muchas válvulas de aguja son efectivas para cierre positivo. Además, el cierre del sistema de fluidos con una válvula de aguja es gradual, y por lo tanto protege contra el golpe hidráulico. Si se usa como válvula de bloqueo, la válvula de aguja debe estar diseñada para ese propósito específico, con una punta rotativa o punta blanda. Consideraciones de diseño especiales pueden ser necesarias para prevenir fugas al usar una válvula de aguja. Por ejemplo, la punta en V de metal puede pulir el asiento de metal durante el cierre, causando rayaduras.

DBB Integral: Swagelok ofrece una configuración integral de Doble Bloqueo y Purga (DBB) para proporcionar fiabilidad adicional. Menos puntos de fuga potenciales, espacio y peso reducidos, e instalación simplificada ayudan a simplificar aún más el sistema.

Cuidado con el uso inadvertido del componente incorrecto de sistema de fluidos en una configuración de aislamiento. Las válvulas de bola y algunos tipos de válvulas de aguja están hechas para cierre positivo, pero los reguladores no, aunque sea posible configurar reguladores para detener la mayor parte del flujo. Si necesita un cierre alrededor de la ubicación de un regulador, sería más seguro instalar una válvula de bola aguas arriba.

Además de la selección de válvula de bloqueo, es una buena práctica instalar un indicador de presión aguas abajo de la segunda válvula de bloqueo en la configuración de aislamiento. Esto permitirá una verificación visual de la presión en el momento del mantenimiento.

Tomarse el tiempo para aislar adecuadamente las líneas de su sistema de fluidos con válvulas de bloqueo podría resultar no solo en actividades de mantenimiento más seguras, sino también en mayor tiempo de actividad del sistema y rentabilidad de la planta. Para aprender cómo configurar de manera segura los sistemas de fluidos en su planta y capacitar a su equipo en mejores prácticas, regístrese en un curso de formación Swagelok fluid system essentials o contacte a su Centro de Ventas y Servicio Swagelok local.