Cómo el ultrasonido de contacto detecta fugas internas en válvulas

En las plantas de proceso, una válvula cerrada no siempre significa un aislamiento fiable.

La fuga interna de la válvula es difícil de notar porque se produce dentro del cuerpo de la válvula. Puede no haber una pluma de gas visible, ni goteo de líquido, ni olor evidente, ni un punto de fuga externo que inspeccionar. Desde el exterior, la válvula puede parecer normal y el indicador de posición puede mostrar "cerrada", mientras que el medio de proceso aún puede pasar a través de un asiento, disco, obturador, bola o superficie de sellado dañados.

Para plantas químicas, estaciones de gas natural, instalaciones de química del carbón, centrales eléctricas y sistemas de servicios, aquí es donde el riesgo se vuelve serio. Si se considera que una válvula de aislamiento con fugas es una barrera fiable antes de trabajos en caliente, entrada a espacios confinados, apertura de líneas, purgas o entrega de mantenimiento, un defecto oculto del equipo puede convertirse rápidamente en un problema de seguridad, producción, calidad y cumplimiento normativo.

Solución y productos recomendados

Para los usuarios que necesitan un flujo de trabajo completo, consulte la Solución CRYSOUND para la detección de fugas internas en válvulas. Los productos recomendados para esta aplicación incluyen CRY8125, CRY8124 e IA3104.

Por qué las fugas internas en válvulas son difíciles de detectar

1. La trayectoria de la fuga está dentro de la válvula

Las fugas externas suelen poder localizarse mediante inspección visual, detectores de gas, soluciones jabonosas o imagen acústica. La fuga interna es diferente. El medio pasa a través de la interfaz de sellado dentro de la válvula, por lo que el exterior de la válvula puede no mostrar señales evidentes de fallo.

Los operarios pueden notar únicamente síntomas indirectos, como recuperación de presión aguas abajo, despresurización incompleta, presión inestable aguas arriba, gas o líquido residual después de la purga, consumo de energía anómalo o fluctuación de la calidad del proceso.

2. "Cerrada" puede crear una falsa sensación de aislamiento

Una maniobra de cierre solo confirma que el actuador, el vástago, el disco, la bola u obturador han llegado a la posición de cierre. No demuestra que el par de sellado siga intacto. El desgaste, la corrosión, la erosión, las partículas, la deformación térmica o un asiento incompleto aún pueden permitir que el medio pase a través de la válvula.

Esto es especialmente importante para válvulas de aislamiento de mantenimiento, válvulas de medios inflamables o tóxicos, válvulas de alta temperatura y alta presión y válvulas críticas de servicios auxiliares. Antes de iniciar el trabajo, la pregunta no debería ser solo "¿La válvula está cerrada?", sino también "¿La válvula sigue teniendo fugas internas?"

3. Los métodos tradicionales dependen en gran medida de la experiencia y de las condiciones del sitio

La escucha manual, los estetoscopios mecánicos, las comprobaciones de temperatura, la termografía infrarroja, las pruebas de caída de presión, el análisis de tendencias, las inspecciones durante paradas y las pruebas de asiento fuera de línea aportan valor. Pero en plantas ruidosas con muchas válvulas, aislamiento térmico, distintos medios, ventanas de mantenimiento cortas y varios equipos de inspección, pueden resultar difíciles de aplicar de forma coherente.

Muchas conclusiones siguen siendo subjetivas, como "suena anómalo" o "la caída de presión parece más rápida de lo habitual". Estas descripciones son difíciles de comparar, repetir, transferir o convertir en un registro de mantenimiento trazable.

Cómo ayuda el ultrasonido de contacto a verificar fugas internas

Cuando una válvula está cerrada y existe una diferencia de presión estable entre los lados de entrada y salida, la fuga interna a través de una rendija estrecha puede generar señales ultrasónicas de alta frecuencia. Estas señales se producen por el flujo turbulento, la fricción y el impacto cuando el medio pasa a través del defecto de sellado.

Se coloca un sensor de ultrasonido de contacto CRYSOUND sobre el cuerpo de la válvula o la superficie metálica de la tubería adyacente para captar señales ultrasónicas transmitidas por la estructura. El software analiza entonces el nivel sonoro multipunto, el espectro, el comportamiento de la curva final (Final Curve) y la repetibilidad para ayudar a determinar si el patrón de la señal es coherente con una fuga interna.

El valor clave no es simplemente "oír" una fuga. El ultrasonido de contacto convierte la inspección de fugas internas en válvulas en un flujo de trabajo más repetible: confirmar las condiciones de operación, recopilar datos en puntos definidos, analizar las características de la señal, estimar la fuga como referencia y conservar el resultado para elaboración de informes y comparaciones posteriores.

Un método repetible en campo: medición MP1-MP5

Para la inspección de fugas internas en válvulas, no se recomienda confiar en una única lectura instantánea. Un enfoque más fiable consiste en confirmar primero la condición, medir en puntos definidos e interpretar la relación entre esos puntos.

Antes de la medición: confirme que la válvula está cerrada y que, cuando sea posible, existe una diferencia de presión estable. Registre el medio, el tipo de válvula, el tamaño de la válvula, la presión o la diferencia de presión, el identificador de la válvula y la ubicación de la prueba. Asegúrese de que el sensor esté en contacto estable con la superficie metálica. Si la válvula está completamente aislada, puede ser necesaria una ventana local de medición.

Medición en cinco puntos: MP1 se utiliza normalmente como punto de referencia alejado aguas arriba, MP2 como punto cercano aguas arriba, MP3 cerca del cuerpo de la válvula o del área de sellado, MP4 como punto cercano aguas abajo y MP5 como punto de referencia alejado aguas abajo. Comparar el comportamiento aguas arriba, en el cuerpo de la válvula y aguas abajo ayuda a reducir conclusiones erróneas basadas en un solo punto.

Repetir y confirmar: si un punto muestra un pico aislado, repita la medición y descarte contacto inestable, golpes, ruido externo, líneas de bypass y fluctuaciones del proceso. Un indicio más fiable de fuga interna suele aparecer como un patrón coherente entre puntos relacionados y características de frecuencia.

De "suena como una fuga" a datos que pueden revisarse

En el uso en campo, el ultrasonido de contacto no es solo una herramienta de captación de señales. Ayuda a convertir la inspección de válvulas en un proceso registrable y repetible.

El equipo puede analizar el nivel sonoro, el espectro, la curva final (Final Curve) y la repetibilidad, y luego respaldar conclusiones como normal, fuga sospechosa, fuga interna o fuga interna grave. Tras introducir el medio, el tipo y tamaño de la válvula, la presión y la diferencia de presión, el sistema también puede proporcionar un valor de referencia de fuga para clasificación de riesgos, priorización del mantenimiento y comparaciones posteriores.

Esta estimación de fuga debe tratarse como una referencia de campo para cribado y apoyo a la toma de decisiones. No sustituye las inspecciones reglamentarias, la aceptación de fabricación, las pruebas de presión, las pruebas de fugas del asiento fuera de línea ni ningún método de ensayo exigido por ley.

Aplicación en campo: ¿qué válvulas deben comprobarse primero?

Según la experiencia en campo, las siguientes válvulas suelen ser las mejores candidatas para la verificación de fugas internas:

• Válvulas de aislamiento de mantenimiento: válvulas utilizadas antes de trabajos en caliente, entrada a espacios confinados, apertura de líneas, purgas, colocación de bridas ciegas o entrega de equipos.
• Válvulas de medios inflamables, explosivos, tóxicos o peligrosos: incluidas válvulas de gas natural, gas combustible, gas de carbón, hidrógeno, amoníaco, sulfuro de hidrógeno, vapores de disolventes y medios similares.
• Válvulas críticas de vapor y servicios: una fuga interna puede provocar una pérdida continua de energía y afectar a la presión del sistema o al estado de los equipos aguas abajo.
• Válvulas críticas para la calidad o con anomalías recurrentes: la fuga interna puede provocar contaminación cruzada, desviaciones de proporciones, fallos en el aislamiento para limpieza o problemas de calidad por lotes.
• Válvulas de alto riesgo antes de una parada programada: la inspección en servicio ayuda a decidir qué válvulas deben repararse, sustituirse o vigilarse primero.

Caso 1: Planta química en Yulin, Shaanxi

En una planta química en Yulin, Shaanxi, el equipo inspeccionó 8 válvulas de agua sospechosas de tener fugas, con una presión de tubería de aproximadamente 0,3 MPa. La verificación mediante ultrasonido de contacto identificó 4 válvulas con fugas internas y 4 válvulas sin fugas internas evidentes. Las observaciones posteriores tras el desmontaje fueron coherentes con los resultados de la inspección, ayudando al cliente a decidir qué válvulas requerían mantenimiento prioritario.

Algunas de las posiciones de válvulas registradas incluían HX-2114D, 2VX-1158C, 2XV-1155C y XV-1152D. El sistema proporcionó valores de referencia de fuga que iban aproximadamente de 0,28 L/min a 4,53 L/min, lo que respaldó la priorización del mantenimiento basada en el riesgo.

Caso 2: Taller de coque de química del carbón en Mongolia Interior

En un taller de coque de química del carbón en Mongolia Interior, el sitio manejaba gas de carbón, nitrógeno, oxígeno, metano y otros medios. El entorno era complejo y requería equipos a prueba de explosión. Durante el mantenimiento, el cliente utilizó una cámara de imagen acústica a prueba de explosión junto con un sensor de ultrasonido de contacto a prueba de explosión para verificar 10 válvulas de gas de carbón sospechosas de tener fugas. La inspección identificó 6 válvulas con fugas internas.

En este tipo de escenario, la imagen acústica es útil para la detección rápida de fugas externas y de fuentes de ruido anómalas, mientras que el ultrasonido de contacto se utiliza para verificar fugas internas en posiciones clave de válvulas. Las imágenes de campo, los datos de medición y los informes pueden respaldar la planificación del mantenimiento y la trazabilidad.

Caso 3: Estación de medición de gas natural con grupos de válvulas en serie y en paralelo

En una estación de medición de gran caudal de gas natural, cuatro grupos de válvulas estaban dispuestos en una estructura de dos en serie y dos en paralelo. La presión aguas abajo aumentaba de forma anómala, pero el cliente no podía determinar qué válvula o grupo de válvulas tenía fugas internas. Al comprobar las válvulas punto por punto con ultrasonido de contacto, el equipo localizó rápidamente 2 grupos de válvulas con fugas internas, incluidos comportamientos anómalos en válvulas en serie. El resultado fue coherente con el aumento de presión aguas abajo observado en el sitio.

Este caso demuestra que el ultrasonido de contacto no se limita a determinar si existe o no una fuga. También ayuda a acotar el área de búsqueda de fallos en configuraciones de tuberías complejas y a concentrar los recursos de mantenimiento en las válvulas de mayor riesgo.

Trabajo conjunto con la imagen acústica

La inspección de fugas en válvulas no debe depender de una sola herramienta. En sistemas de gas, la imagen acústica es muy adecuada para la detección rápida de fugas externas en bridas, uniones, tramos de tubería, interfaces de instrumentación y cuerpos de válvula. El ultrasonido de contacto es más adecuado para verificar fugas internas en válvulas de gas o líquido.

Juntos, crean un flujo de trabajo más completo: la imagen acústica realiza el cribado de grandes áreas, el ultrasonido de contacto realiza la verificación puntual y el análisis de software más los informes respaldan el mantenimiento de seguimiento y las decisiones de gestión.

Explore la solución de detección de fugas internas en válvulas

Para un flujo de trabajo completo que abarque el cribado de fugas externas, la verificación mediante ultrasonido de contacto, la estimación de valores de referencia de fuga y el seguimiento basado en informes, visite la Solución CRYSOUND para la detección de fugas internas en válvulas.

Productos relacionados

• Cámara de imagen acústica CRY8125: imagen acústica portátil para detección de fugas en campo y flujos de trabajo de inspección.
• Cámara avanzada de imagen acústica CRY8124: soporte de imagen acústica para el cribado industrial de fugas y la localización de fuentes de sonido anómalas.
• Sensor de ultrasonido de contacto IA3104: mediciones de ultrasonido de contacto para verificación de fugas internas en válvulas e inspecciones puntuales.

Límites importantes de aplicación

El ultrasonido de contacto es eficaz para la verificación en servicio de fugas internas en válvulas presurizadas, pero deben considerarse las siguientes condiciones antes de interpretar los resultados:

• La confianza es mayor cuando la válvula está cerrada y existe una diferencia de presión estable entre entrada y salida.
• El sensor necesita un contacto estable con una superficie metálica. Un aislamiento térmico grueso, recubrimientos, corrosión o un acceso limitado pueden afectar a la calidad de la señal.
• Un pico en un solo punto no debe utilizarse como única base para una conclusión. Repita la prueba y descarte interferencias externas.
• Para condiciones de alta temperatura, baja temperatura o de operación especiales, seleccione la sonda y los accesorios de acuerdo con el manual del producto.
• Los valores de referencia de fuga son adecuados para el cribado, la priorización, las decisiones de mantenimiento y la comparación a lo largo del tiempo. No sustituyen los métodos de prueba obligatorios por ley ni las pruebas fuera de línea requeridas.

Conclusión

La fuga interna en válvulas es difícil de detectar porque está oculta, es gradual y a menudo queda enmascarada por el simple hecho de que la válvula parece estar cerrada. El ultrasonido de contacto ayuda a los equipos de inspección a ir más allá del juicio subjetivo y a construir un flujo de trabajo repetible con puntos de medición definidos, registros de datos, valores de referencia de fuga e informes de seguimiento.

Para los usuarios de la industria de procesos, esto se traduce en una identificación más temprana de los riesgos de fallo de aislamiento, menos desmontajes innecesarios, prioridades de mantenimiento más claras y mejores evidencias para la comunicación entre los equipos de seguridad, mantenimiento, producción y gestión.

¿Le interesa mejorar la inspección de fugas internas en válvulas en su planta? Rellene el formulario "Get in touch" que aparece a continuación y el equipo de CRYSOUND le ayudará a elegir una configuración de inspección adecuada para sus válvulas, medios y condiciones de operación.