¿Qué es la cavitación en las válvulas? ¿Cómo deberíamos abordarlo?

¿Qué es la cavitación y sus efectos?válvulasy equipo？

        La cavitación es un fenómeno que ocurre cuando la presión cae por debajo de la presión de vapor de un fluido, lo que lleva a la formación de burbujas de vapor. Estas burbujas colapsan violentamente cuando viajan a regiones de mayor presión, generando intensas ondas de choque, ruido y vibraciones. La cavitación puede dañar significativamente los equipos industriales, en particular las válvulas y los sistemas de tuberías aguas abajo. Los principales impactos de la cavitación son:

Ruido y vibración: El colapso de las burbujas de vapor genera altos niveles de ruido y vibraciones de gran amplitud. Estas vibraciones pueden causar daños graves a los componentes de la válvula, incluidos resortes, membranas delgadas y estructuras en voladizo. También pueden afectar instrumentos como manómetros, transmisores, termopares, medidores de flujo y sistemas de muestreo.

Desgaste acelerado y corrosión: Las intensas vibraciones de la cavitación pueden provocar un desgaste acelerado y corrosión. Las superficies metálicas pueden erosionarse, provocando microdesgaste y formación de óxidos abrasivos. Este proceso acelera el daño a válvulas, bombas, válvulas de retención y cualquier mecanismo giratorio o deslizante. La cavitación también puede agrietar las piezas de las válvulas y las paredes de las tuberías, comprometiendo la integridad del sistema.

Contaminación: Los materiales que se erosionan por la cavitación, como partículas metálicas y compuestos químicos corrosivos, pueden contaminar el fluido dentro de la tubería. Esto es particularmente problemático en sistemas sanitarios o de alta pureza donde incluso una contaminación menor puede tener consecuencias importantes.

¿Cómo prevenir y mitigar la cavitación?

Varios enfoques operativos y de diseño pueden ayudar a prevenir o mitigar el daño por cavitación:

Modificaciones del diseño de válvulas:

• División del flujo: al dividir un flujo grande en flujos más pequeños a través de múltiples aberturas paralelas, se puede reducir el tamaño de las burbujas de cavitación. Las burbujas más pequeñas generan menos ruido y causan menos daño.

• Caída de presión por etapas: en lugar de una única caída de presión grande, las válvulas se pueden diseñar con múltiples etapas de reducción de presión. Cada etapa reduce la presión de forma incremental, evitando que el fluido alcance su presión de vapor y evitando así la cavitación.

Ubicación de la válvula y condiciones del fluido:

• Presión más alta en la entrada de la válvula: colocar la válvula de control donde la presión es más alta (por ejemplo, más aguas arriba o a una elevación más baja) puede evitar la cavitación al mantener la presión del fluido por encima de su presión de vapor.

•     Temperatura más baja: en ciertos casos, controlar la temperatura del fluido (por ejemplo, en un intercambiador de calor) puede reducir la presión de vapor, disminuyendo así el riesgo de cavitación.

Medidas predictivas: Los fabricantes de válvulas pueden estimar el riesgo de cavitación calculando la caída de presión y los niveles de ruido esperados. Un nivel de ruido por debajo de ciertos umbrales (por ejemplo, 80 dB para válvulas de hasta 3 pulgadas, 95 dB para válvulas de 16 pulgadas y más) se considera seguro para evitar daños inducidos por la cavitación.

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Víctor Feng

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