Las válvulas son componentes críticos que ayudan a controlar o regular el flujo de fluidos mediante el cierre rítmico, la apertura o la formación de bloqueos de partículas en una variedad de vías. Se utilizan habitualmente en operaciones industriales como:

• Tratamiento de aguas y aguas residuales
• Gas y petróleo
• Minería
• Fabricación de plásticos y productos químicos
• Transformación del aceite
• Generación de energía, etc.

Los retenes de válvula se utilizan en muchos motores para controlar la lubricación de las válvulas y el consumo de aceite. Sin embargo, una válvula no puede funcionar correctamente sin un asiento de válvula.

En válvula seat is the surface within a valve’s body that makes direct contact with the disk. It is the movable component of the valve that lets and restricts flow through it.

Los asientos de las válvulas de un motor deben ser compatibles con el tipo de válvulas. Estos asientos, como la mayoría de las culatas de hierro fundido, están endurecidos por inducción e integrados para resistir el desgaste.

¿Cuál es la función del asiento de válvula?

Los asientos de válvula desempeñan dos funciones cruciales, que son las siguientes:

• Retención de la estanqueidad:Cuando la válvula está asentada, el asiento de la válvula se sujeta firmemente, impidiendo que el gas de combustión o el gas comprimido se filtre en el colector entre el asiento de la válvula y la válvula.
• Conducción del calor:Los gases de combustión a alta temperatura y el calentamiento descargan calor de la válvula durante el funcionamiento. Aquí es donde los asientos de válvula desempeñan un papel importante en la reducción de la fricción de la culata y la válvula al mismo tiempo.

Los asientos de válvula también cumplen las siguientes funciones:

• Maintain the seal’s strength once the valve has been installed. In this case, the integrity and quality of valve seat rings are critical.
• Minimizar la resistencia al desgaste, ya que todo el asiento de la válvula debe soportar la presión de las cargas elevadas y el calor elevado.

Los asientos de válvula deben tener propiedades agradables, como el funcionamiento sin juntas entre el asiento y la válvula compañera. También ayuda a prolongar los procesos de trabajo para garantizar el mantenimiento del funcionamiento a un coste razonable.

¿Por qué fallan las válvulas?

Válvulas pueden ayudar a garantizar el funcionamiento correcto y la seguridad, pero son dispositivos frágiles que pueden fallar.

Varias variables contribuyen al fallo de las válvulas, y son las siguientes:

• Escombros dentro de la tubería
• Funcionamiento continuo en condiciones de temperatura excesivamente elevadas
• Juntas de asiento y elastómeros desgastados
• Instalación, mantenimiento y montaje inadecuados de la válvula.

¿Cuáles son los síntomas de una válvula averiada? Las señales de advertencia que emite una válvula que funciona mal son uno de los primeros signos. A medida que la situación empeora, las válvulas averiadas empiezan a vibrar y pueden perder algunas piezas internas.

La corrosión y el desgaste importantes de los componentes, así como el flujo inverso, son otros signos de mal funcionamiento de la válvula.

A valve on the verge of failing may also make some noises. When the disc slams against the valve seat, a condition known as ‘water hammer’ occurs.

Cuando las tuberías se rompen, los golpes de ariete pueden causar daños importantes. El mejor método para solucionar este problema es instalar una válvula de cierre rápido. La válvula antirretorno evita eficazmente los golpes de ariete.

Otro síntoma notable de una válvula defectuosa es cuando empieza a atascarse y a gotear a medida que se rompe. El agarrotamiento es una condición que se produce cuando las válvulas quedan atrapadas en una posición. Su causa es la entrada de residuos en el disco y en el orificio del cuerpo. Las fugas se deben a la rotura del disco o del asiento, así como a la presencia de impurezas en la tubería.

¿Cuáles son las principales razones del fracaso de las válvulas?

• Diseño defectuoso del asiento:El asiento de la válvula es el componente más importante de la mayoría de las válvulas. En válvula no funcionará si el asiento de la válvula es defectuoso. Un diseño defectuoso del asiento puede provocar una vida útil limitada, pocas fugas y un fallo catastrófico. Según el contexto y el medio, esto puede tener consecuencias mortales y explosivas.
• Asiento blando de diseño inferior: Muchas válvulas utilizan asientos blandos con soportes de asiento metálicos exteriores e insertos de asiento de válvula moldeados o prensados en ellos. Este diseño ofrece varias ventajas. Sin embargo, un diseño inadecuado puede provocar fallos en la válvula.
• Elección de materiales deficientes:Los asientos de válvula se fabrican con diversos materiales poliméricos. Un material inadecuado para fabricar asientos de válvulas puede provocar fallos inesperados.

Esto se debe al hecho de que las diversas condiciones de funcionamiento y aplicaciones requieren el uso de diferentes materiales de asiento de válvula. Por eso es fundamental investigar las cualidades físicas de todos los materiales plásticos disponibles antes de decidirse por el tipo más adecuado para una operación determinada.

• Torque/Fricción excesivos:La fricción entre la bola y los asientos afecta al par necesario para girar la válvula de bola. Se requiere una fuerza de sellado mínima -dentro de una válvula de bola- para evitar fugas.

Sin embargo, una fuerza de sellado circunferencial excesiva puede provocar un desgaste rápido. También puede provocar un aumento de las necesidades de par. Cuando aumenta la temperatura, también aumenta la presión entre la bola y el asiento, lo que se traduce en una mayor fricción.

En circunstancias extremas, la válvula puede bloquearse, lo que significa que no puede abrirse ni cerrarse. Esto hace que el asiento falle mecánicamente al desgarrarse dentro de la válvula. Una vez más, la selección de un material adecuado es fundamental.

• Flujo frío:Uno de los materiales más utilizados para los asientos de válvulas es el politetrafluoroetileno (PTFE). Esta sustancia es inerte a casi todos los productos químicos conocidos, tiene excelentes cualidades de sellado y puede utilizarse a diversas temperaturas.

No obstante, el PTFE tiene un inconveniente importante: es resistente al flujo en frío. El flujo en frío del material del asiento durante el uso y los ciclos puede provocar una disminución gradual del rendimiento de la válvula. Esto puede provocar un fallo catastrófico de la válvula.

Por este motivo, es fundamental seleccionar un PTFE de grado de relleno que sea menos susceptible al flujo en frío para el diseño del asiento.

¿Cuál es la importancia del mantenimiento y la comprobación de válvulas?

• Evite costosas reparaciones:El mantenimiento regular y las comprobaciones de las válvulas pueden identificar posibles problemas en una fase temprana, lo que permite realizar reparaciones o ajustes a tiempo. Abordar los problemas en esta fase suele ser menos costoso que hacer frente a daños importantes en el motor causados por asientos de válvulas descuidados.
• Optimice el rendimiento del motor:El correcto funcionamiento de las válvulas y los asientos de válvulas es esencial para un rendimiento óptimo del motor. Su mantenimiento garantiza que el motor funcione de forma eficiente, con un mayor ahorro de combustible y potencia.
• Prolongar la vida útil del motor: Los daños en los asientos de las válvulas pueden provocar graves averías en el motor si no se controlan. Un mantenimiento rutinario puede prolongar la vida útil del motor y reducir la necesidad de sustituciones prematuras.
• Mejorar la seguridad:Un motor bien mantenido tiene menos probabilidades de fallar inesperadamente, lo que reduce el riesgo de accidentes o averías, especialmente en situaciones críticas como la conducción en autopista o el manejo de maquinaria pesada.
• Cumplimiento y emisiones:El cumplimiento de las normas sobre emisiones es obligatorio en muchas regiones. Un mantenimiento adecuado de las válvulas y los asientos contribuye a una combustión más limpia, ayudando al motor a cumplir los requisitos sobre emisiones.

En resumen, el mantenimiento y las revisiones de las válvulas son esenciales para preservar la eficiencia, la longevidad y la seguridad de los motores de combustión interna y, en última instancia, para ahorrarle dinero y reducir el impacto medioambiental.

Conclusión

It is impossible to overestimate the importance of well-designed, high-quality valve seats. When valve seats fail or become compromised, the consequences can be grossly inefficient and financially costly. Valve seat maintenance should be emphasized more. It not only safeguards your engine’s efficiency and longevity but also prevents the significant financial setbacks and operational disruptions that result from neglected valve seat issues. It’s a proactive investment in the continued smooth operation, ensuring it remains a reliable and cost-effective asset for years.