Reparación de válvula de compresor Plug-And-Play

La expresión «plug and play» se originó en la industria informática. Describe un dispositivo, como una impresora o un monitor, que solo necesita conectarse para funcionar perfectamente . No se requiere configuración, adaptadores ni ninguna otra acción.

Con el tiempo, el significado de «plug and play» se amplió para describir una gama más amplia de cosas, desde un electrodoméstico que funciona nada más sacarlo de la caja hasta un nuevo empleado que no necesita formación para desempeñar sus funciones. El concepto básico es el mismo: se añade o se sustituye algo y simplemente funciona.

Ahora bien, si aplicamos el concepto de «conectar y usar» al mantenimiento de equipos —específicamente a la renovación de válvulas de compresores—, creamos un paradigma completamente nuevo y sustancialmente mejor para el servicio rutinario de válvulas. Este es uno de los principios de diseño de la válvula para compresores de gas reciprocantes StraightFlo de Zahroof Valves Inc. (ZVI) .

Un diseño «disruptivo»

En 2014, ZVI lanzó al mercado la válvula de compresor StraightFlo como reemplazo directo de las válvulas OEM tradicionales. Según la empresa, entre los avances de su diseño patentado se encuentra la capacidad de revolucionar el mantenimiento convencional de las válvulas. Gracias a un diseño que incluye elementos de sellado modulares tipo lámina y un flujo de gas directo a través de la válvula, elimina tanto las reparaciones convencionales como la necesidad de reemplazar el conjunto completo de la válvula.

“Con una válvula StraightFlo, el desgaste normal se limita a módulos reemplazables”, dijo James Ilaria, CEO de ZVI . “No hay desgaste en las carcasas metálicas de las válvulas porque nunca entran en contacto con piezas móviles.

Este enfoque difiere por completo de los diseños de válvulas tradicionales, donde los asientos y protectores metálicos sufren desgaste debido a los repetidos impactos de alta velocidad de los elementos de sellado al abrirse y cerrarse las válvulas. Estas válvulas suelen requerir mecanizado en talleres externos antes de poder volver a utilizarse. En el caso de algunas válvulas de anillo y placa perfiladas, los procedimientos de mecanizado son extremadamente precisos y solo pueden ser realizados por proveedores de servicio certificados con equipos de mecanizado CNC.

“Además, los asientos y protectores tradicionales solo se pueden mecanizar un número limitado de veces antes de alcanzar un grosor mínimo y tener que desecharlos y reemplazarlos por unos nuevos”, dijo Ilaria. “En ZVI, a esto lo llamamos ‘La rueda del hámster de reparar y reemplazar’. Estos costes se acumulan con el tiempo y agotan los presupuestos de gastos operativos”.

“Compárese eso con las carcasas StraightFlo, que normalmente duran toda la vida útil de la válvula. De hecho, ZVI ofrece una garantía de 10 años en las carcasas de las válvulas.

En cuanto a los módulos, cada uno es un componente especializado con una lengüeta metálica para controlar el flujo de gas, explicó Ilaria. Los módulos tienen un tamaño estandarizado, por lo que la misma pieza se puede usar en válvulas de distintos tamaños (las válvulas más grandes simplemente tienen más módulos) y en muchos compresores diferentes.

“Para los operadores de compresores, especialmente aquellos con flotas de equipos grandes y diversas, esta versatilidad de piezas puede reducir drásticamente la cantidad de repuestos en inventario en comparación con el almacenamiento de juegos completos de válvulas de repuesto y kits de reparación”, dijo Ilaria. “Los controladores y los profesionales de finanzas saben muy bien cuánto capital de trabajo excesivo puede quedar inmovilizado en válvulas de repuesto. Con las válvulas StraightFlo, los operadores solo almacenan módulos de repuesto”.

Reparación de campo

El diseño modular de las láminas también permite un procedimiento de reparación simplificado que puede realizarse íntegramente en la ubicación del compresor, según informó la compañía.

«Cuando las válvulas StraightFlo necesitan mantenimiento, un técnico abre la válvula, reemplaza los módulos desgastados por unos nuevos —a mano y sin herramientas especiales— y luego reinstala la válvula sin tener que salir de la plataforma del compresor», explicó Ilaria. «La válvula queda completamente restaurada y lista para funcionar en unos 10 o 15 minutos».

“Piense en cómo este método plug-and-play de reparación de válvulas ahorra tiempo y dinero al eliminar la necesidad de conjuntos de válvulas de repuesto, grandes inventarios de piezas de repuesto, mecanizado fuera de las instalaciones, pruebas de presión, herramientas especiales y una amplia capacitación de los técnicos para dominar la reparación de válvulas.”

Ilaria señaló que los módulos de repuesto se pueden transportar en un contenedor del tamaño de una caja de zapatos para un compresor o en un pequeño archivador para varias instalaciones. Solo se necesitan de tres a cuatro configuraciones de módulos diferentes para cubrir una estación de compresión completa, una refinería o una plataforma marina, independientemente del tamaño y la marca del compresor. Los clientes de ZVI afirman que sus costos de mantenimiento de inventario se reducen hasta en un 80 % en comparación con el mantenimiento tradicional de válvulas. La logística también es más sencilla en comparación con el esfuerzo que requiere mantener y distribuir grandes cantidades de repuestos.

“El ahorro de tiempo, dinero y recursos se multiplica cuando este concepto se aplica a toda la flota. Y para ubicaciones de difícil acceso, como estaciones compresoras de oleoductos remotas o compresores en plataformas marinas, la capacidad de reparación en campo plug-and-play supone un cambio radical.”

Intensidad del metano

Aunque la facilidad de mantenimiento en campo representa una ventaja clave, es solo una parte de las exigencias que se imponen a las válvulas de compresores actuales, según indicó la empresa.

“Una válvula que se puede reparar en campo es excelente. Pero una válvula que casi nunca necesita mantenimiento es aún mejor”, dijo Ilaria. “El diseño de flujo directo funciona de maravilla con gases que contienen líquidos y partículas sólidas. La válvula de láminas tiende a autolimpiarse, ya que el flujo arrastra los contaminantes a través de ella. Esto es diferente a las válvulas tradicionales, donde el flujo de gas impacta directamente los elementos de sellado, lo que suele provocar fallas y acumulación de residuos en las zonas de baja velocidad de los conductos de flujo”.

«La misma dinámica afecta la eficiencia de la válvula », explicó Ilaria. «En las válvulas tradicionales, el gas que fluye a través de los puertos de entrada impacta directamente sobre placas de polímero accionadas por resorte, anillos concéntricos o émbolos. El gas se redirige varias veces antes de salir por los puertos de salida. Esta redirección crea un recorrido tortuoso para el gas y una caída de presión significativa en la válvula. Como su nombre indica, el gas que fluye a través de una válvula StraightFlo abre láminas metálicas y pasa sin obstrucciones, lo que resulta en una menor caída de presión y una mayor eficiencia . Aplicamos estas mejoras de eficiencia mediante el diseño personalizado de módulos para satisfacer los objetivos de cada cliente. Esto puede implicar aprovechar oportunidades para aumentar el caudal o reducir la potencia necesaria para accionar el compresor».

Las regulaciones gubernamentales, las iniciativas de descarbonización corporativa y el creciente escrutinio de inversores, consumidores y ambientalistas hacen que la reducción de emisiones sea una preocupación constante. «Aproximadamente el 36 % de todas las paradas no programadas de compresores alternativos se deben a fallas en las válvulas», afirmó Ilaria. «Cada parada para reparar o reemplazar una válvula requiere la purga del compresor y las tuberías asociadas, lo que a veces resulta en la liberación o quema de grandes volúmenes de gas. El diseño StraightFlo hace que las válvulas sean intrínsecamente más confiables que las válvulas convencionales, aumentando el tiempo medio entre fallas (MTBF) del compresor debido a problemas en las válvulas de 2X a 35X y eliminando una cantidad significativa de fugas de gas ».

Aplicación generalizada

Las válvulas StraightFlo de ZVI son ampliamente utilizadas por las principales empresas del sector energético. En la exploración y producción de petróleo y gas, se emplean en la recolección de gas, la inyección de gas y la inyección de CO₂ para la recuperación mejorada de petróleo, así como en aplicaciones de compresión para plataformas marinas. En el transporte y almacenamiento, las válvulas StraightFlo se encuentran en plantas de procesamiento de gas natural, gasoductos e instalaciones de almacenamiento. En la refinación y distribución, se utilizan en refinerías de petróleo e instalaciones químicas para el manejo de mezclas de hidrógeno, nitrógeno, etileno, propano y butano.

“Gracias a sus ventajas en cuanto a reparabilidad en campo, confiabilidad, eficiencia, consumo de energía, reducción de emisiones y menores costos de reparación e inventario, el valor total del ciclo de vida de las válvulas StraightFlo resulta sumamente atractivo para los propietarios de compresores reciprocantes”, afirmó Ilaria. “Nuestros clientes obtienen periodos de recuperación de la inversión que oscilan entre dos semanas y tres meses, según la aplicación. Con el reciente lanzamiento de nuestra válvula StraightFlo SE de menor costo, con carcasa de acero 4140, los operadores de exploración y producción y de transporte de hidrocarburos tienen ahora todos los incentivos para considerar las válvulas ZVI en toda su flota”.