Válvulas Tapón - Favra

Válvulas Tapón
modelo Invertido Balanceado
Instrucciones y Mantenimiento
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A0 - Introducción:
• La información suministrada en este manual pretende dar una
visión general de la válvula Tapón Balanceado FAVRA S.A.I.C.
• Los cuidados y servicios para asistir en la instalación, operación y
mantenimiento, para lograr su mayor desempeño y mayor vida
útil.
• Contiene ilustraciones y está escrito en forma clara para que se
pueda manejar en “campo” centrando especial atención en los
puntos claves.
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B0 – Descripción general:
El sistema de “presión balanceado”, le otorga a estos tipos de
válvulas menor torque operativo y frecuencia de engrase.
El tapón está revestido superficialmente con una película de
lubricación sólida, técnicamente ligado a la superficie metálica que le
otorga al mismo un coeficiente de fricción excepcionalmente bajo,
que junto con el sellante protege las superficies del asiento a la
corrosión.
El cuerpo está construido de una sola pieza lo que le otorga una
notable rigidez a las cargas de la cañería.
El vástago también está revestido superficialmente con una película
de lubricación sólida, es de montaje interno. Es retenido hacia el
exterior por el cuerpo evitando su expulsión (Blow Out Proof).
El alcance del presente manual, no contempla las condiciones
particulares propias de instalaciones que operen con fluidos
peligrosos, tóxicos, contaminantes, etc.
Accionamiento a palanca Accionamiento a palanca
tapa abulonada
(no prensa)
válvula de alívio
inyector de
sellante (corto)
válv. de retención
tornillo de regulación
retén
tope de giro
vástago liso
empaquetadura
sólida (PTFE)
sello primario
sistema balanceado
volante
sector dentado
eje sin fin
empaquetadura
autoenergizable
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B1 – Normas relacionadas:
Específica en válvula tapón de acero:
API spec. 6D:
General válvulas de acero para líneas de conducción.
Dimensiones entre extremos, pasajes, pruebas, etc.
API 599:
Diseño, materiales, etc.
Genéricas:
ASME B16.34:
General válvulas de acero.
ASME B16.10:
Dimensiones entre extremos.
ASME B16.5:
Dimensiones de bridas, caras de contacto, etc.
ASME B16.25:
Extremos soldados a tope (B.W.).
ASME B16.11:
Extremos soldados a enchufe (S.W.).
ASME B1.20.1:
Extremos roscados NPT.
API 598:
Inspección y pruebas.
MSS SP6:
Rugosidad en caras de contacto de bridas.
MSS SP55:
Calidad estándar para aceros fundidos para válvulas.
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C0 – Identificación:
Todas las válvulas poseen tres formas de identificación.
C1 – Placa de características. En la cual figura:
Tipo de válvula.
Tamaño y serie.
Máxima presión de trabajo y temperatura.
Materiales básicos.
Fecha de fabricación.
Nº de matricula.
C2 – Leyendas en el cuerpo (En sobre relieve)
FAVRA.
Tamaño y clase.
Material del cuerpo.
Nº de colada.
C3 – Estampado por impacto.
En el Ø de una brida de conexión: Nº de matricula.
En la otra brida (si corresponde): RJ Nº
En los espárragos y tuercas: B7 y 2H.
Nota:
Para permitir la trazabilidad individual de una válvula en particular,
es indispensable informar su Nº de matrícula.
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D0 – Embalaje, recepción y almacenaje:
D1 – Embalaje.
Todas las válvulas de 2 a 4” son embaladas en cajas cerradas, las de
mayor tamaño se zunchan sobre plataformas de madera (pallets)
aptas para ser transportadas con auto elevador.
Todas las válvulas se despachan y deben permanecer hasta su
instalación, en posición “abierta”.
Las bocas de conexión están protegidas con tapas plásticas o de
madera según el tamaño, para evitar la introducción de suciedad y a
la vez proteger de golpes los resaltes de las bridas o los extremos
para soldar.
Está protección deberá permanecer en las válvulas hasta el momento
previo a su instalación.
D2 – Recepción.
En la recepción de la válvula el cliente o el responsable deberá
verificar la perdida o daño de algún componente que se hallan
producido durante el transporte.
Frente a esta contingencia sugerimos contactarse con nuestro
representante local quien analizará inmediatamente su inquietud con
nuestro Dpto. comercial, para implementar la solución
correspondiente.
D3 – Almacenaje
Si las válvulas no fueran instaladas en forma inmediata, FAVRA
S.A.I.C. recomienda almacenarlas bajo techo en un lugar limpio y seco,
sin retirar las tapas protectoras de los extremos de conexión.
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E0 – Instalación:
E1 – Preparación.
Trasladar la válvula sin sacar las tapas protectoras hasta el momento
de la instalación.
Mantener el pasaje de la válvula totalmente abierto.
Asegurar la limpieza de las superficies en contacto de las bridas de
conexión.
Si la válvula ha permanecido almacenada durante un tiempo
prolongado, se recomienda inyección adicional de sellante (ver G4)
antes de ser operada.
E2 – Instalación en línea.
Las válvulas tapón balanceado son del tipo bidireccional y están
diseñadas para ser instaladas en cualquier posición (vertical,
horizontal, inclinada, etc.).
E3 – Izaje y traslado.
La experiencia y las normas indican utilizar elementos aptos y
calificados.
No trasladar, mover ni levantar la válvula de los lubricadores, del
tope indicador, palanca o volante.
En los casos de válvulas con columna de mando (ver dibujo).
Izar solo desde este extremo
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E4 – Pintura en línea.
Las válvulas T.B. salen de fabrica pintadas con esmalte sintético
como es de práctica repintar a la válvula en línea según normativa
del proyecto, sugerimos cuando se realiza este trabajo, enmascarar
las siguientes áreas:
En el extremo superior del vástago donde se encuentra el tope
indicador y el retén limpiador.
Inyector de lubricante y válvula de alivio.
Superficie de contacto bridas.
Placa de características.
Accesorios para engrase.
E5 – Limpieza interna de cañería.
Cuando se realice la limpieza interna de líneas, incluidas las
válvulas, y particularmente después de las paradas de planta,
reparaciones o puestas en servicio, la válvula debe permanecer
totalmente abierta.
Esta posición nos asegura que el asiento no este expuesto a erosión
por la alta velocidad de los fluidos limpiadores.
La calidad del sellante no se ve afectada cuando el fluido de limpieza
es agua, o gases inertes tales como el dióxido de carbono nitrógeno.
Sin embargo, si son utilizados solventes o vapor, recomendamos que
después de la operación de limpieza todas las válvulas sean
reinyectadas con el sellante original de servicio.
E6 – Aislación.
Todas las válvulas T.B pueden ser aisladas para retener un proceso
calórico o protegerlas de bajas temperaturas.
Para estas condiciones, se debe prever que la aislación permita el
fácil acceso a los inyectores, válvulas de alivio, accesorios de
engrase y el accionamiento de la válvula.
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E7 – Prueba hidráulica suplementaria.
FAVRA S.A.I.C. prueba todas las válvulas en concordancia a los
estándares reconocidos ( API spec. 6D, API 598, ASME B16.34) o
como lo especifique el cliente.
FAVRA S.A.I.C. no acepta responsabilidad por válvulas que fallen en
la prueba de campo a más alta presión que la realizada en fabrica,
salvo que sea previamente convenido por escrito entre FAVRA
S.A.I.C. y el cliente.
Si el fluido de prueba es agua, una vez terminada, es conveniente
secar la válvula internamente con aire o nitrógeno.
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F0 – Operación:
f1 – Accionamiento.
El órgano de cierre - tapón – en válvula de dos vías requiere un giro
de 90º para su apertura o cierre, lo cual favorece su rápido y fácil
accionamiento.
El sentido de cierre es horario (visto de arriba del vástago o frente al
volante).
Cuando se abre la válvula desde la posición cerrada se produce el
máximo torque (de ruptura) con el giro de aproximadamente 15º de
rotación del tapón. Pasado este barrido del torque disminuye
aproximadamente al 40%.
F2 – Tipos de accionamientos.
manual
a distancia
directo (palanca)
mecánico
(sin fin-corona)
gas
eléctrico
caja simple
caja compuesta
con mecanismo
intermedio
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Manual
tapón normal e invertido
A distancia
sólo tapón invertido
F3 – Válvulas operadas a palanca.
Tienen un tope indicador vinculado al giro del vástago. El extremo
“a” del vástago, indica la posición interna del pasaje en el tapón.
El indicador no debe ser sacado porque también cumple la función
de tope “b” en las posiciones de apertura y cierre.
cerrar
El empuje máximo en el extremo de la palanca original no debería
superar los 35 kg.
Si la operación resultara dificultosa, no forzar y consultar la guía
para solución de inconvenientes (K.1).
No usar llaves del tipo ajustable, podría dañar el entre caras del
vástago.
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F4 – Válvulas operadas con caja.
FAVRA S.A.I.C. utiliza el sistema de sin fin – sector dentado para el
accionamiento con caja de sus válvulas.
En la parte superior de la caja se encuentra el tope indicador de
posición con leyendas en sobre relieve de abierta y cerrada.
cerrar
Para cerrar la válvula, se debe girar el volante (visto de frente) en
sentido horario tal como indica la chapa ubicada en la masa del
volante.
El Nº de vueltas requerido para la apertura o cierre esta grabado en
sobre relieve en la parte superior de la carcaza.
La fuerza requerida para el accionamiento es del orden de los 20 kg
aplicados en el extremo de los rayos del volante.
Precaución: en caso de una prueba neumática o válvulas instaladas
con una boca de conexión a la atmósfera NO ubicarse durante su
accionamiento delante de la misma.
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G0 – Mantenimiento:
G1 – Mantenimiento en servicio.
No existe mecanismo que no necesite atención periódica.
En válvula Tapón Lubricado, se requiere 3 operaciones básicas de
mantenimiento:
Inyección de sellante periódica. (ver G4)
Ajuste del tapón (cuando es requerido) (ver H.0)
Rotar el tapón 180º (cuando es requerido) (ver J.1)
Este mantenimiento asegura un servicio eficiente libre de problemas,
excepto en los casos donde las superficies de cierre se encuentran
fuertemente dañadas, erosionadas o corroídas.
G2 – Equipo para inyección de sellante.
La inyección de sellante en válvulas T.B. debe ser efectuada con
lubricadores de alta presión de bombeo.
No se aconseja el uso de lubricadores de baja presión.
Hay tres tipos básicos.
1) Lubricador manual a tornillo.
Flexible con acople a la cabeza del
inyector de sellante de la válvula
De uso de campo ocasional, emergencias, válvulas chicas o poca
cantidad de válvulas.
El sellante se inyecta en barra sólida o granel colocándolo en el
deposito del inyector.
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2) Lubricador manual con accionamiento hidráulico.
Servicio en campo. Mediana cantidad de válvulas.
Inyecta sellante en barra sólida o a granel.
3) Bomba de accionamiento neumático.
Servicio general.
Inyecta sellante a granel en latas de 5 galones de lubricante.
Nota: No aconsejamos el uso de lubricadores de baja presión
convencionales en válvulas de T.B.
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G3 – Sellantes.
La válvula tapón lubricado está considerada dentro de las que se
denominan de asiento blando.
Esto motiva la importancia del sellante en la operatividad de la
válvula.
Debe tener la suficiente densidad y ser químicamente inerte para
resistir la dilución que pueda ocasionar el fluido.
La elección del tipo de sellante, depende fundamentalmente del
fluido y del rango de temperatura en servicio.
El sellante inyectado circula a través de un sistema de ranuras y
orificios del tapón, revistiendo con una película las caras del cono, y
así poder cumplir las dos funciones de importancia.
La principal, es producir el sello hermético del cierre y minimizar la
fricción, facilitando así el torque de accionamiento.
La función secundaria, pero no menos importante, es la de proteger
las superficies del asiento de la corrosión y también en caso de
“aconamiento” que impida la operatividad, actuar como efecto
hidráulico que despega el tapón de su asiento.
Nota: Recomendamos solo el uso de sellantes de calidad
reconocida, con propiedades de viscosidad y resistencia
química apropiadas para uso en válvulas.
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G 4 – Inyección de sellante en la válvula.
G 4.1 Posición para la carga.
Esta operación puede realizarse con la válvula totalmente abierta
o totalmente cerrada.
Así se asegura que las 4 ranuras labradas en el tapón y el cuerpo
se conecten con la cámara de reposición y reserva.
La inyección de sellante puede realizarse incluso con la válvula
en línea y bajo presión.
Siempre que sea factible (no esencial), en el momento del llenado
es conveniente accionar una o dos veces el tapón para una
distribución homogénea del sellante.
G 4.2 Denominación de componentes, procedimiento y
limpieza.
válvula de alívio
inyector de
sellante (corto)
válv. de retención
empaquetadura
sólida (PTFE)
sello primario
ranuras de distribución 4 a 90º
El procedimiento de carga o reposición de sellante por medio de
bomba manual o neumática es el método mas efectivo.
Con el inyector ajustado, conectar las cabezas de acople de la
bomba con la del inyector y bombear sellante.
La presión de inyección debe ser monitoreada durante el proceso.
Se termina la operación cuando el manómetro de la bomba se
estabiliza en aproximadamente 140 bar min. (2000 psi).
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El sellante fluirá dentro de la válvula cuando la presión
manométrica del equipo sea significativamente mayor que la
presión de línea y caerá lentamente.
Si la válvula es inyectada periódicamente con sellante, la presión
de inyección se logra rápidamente.
Si la válvula no han tenido mantenimiento requerirán una
significativa cantidad de sellante antes que este fluya hacia los
asientos.
Si está es mayor y no se energiza consultar la guía para soluciones
de inconvenientes (11.0).
Finalizado el mantenimiento el cabezal del equipo debe
despresurizarse para desconectarlo del inyector de la válvula,
el cual debe permanecer totalmente ajustado en su asiento con
el objeto de impedir la entrada de elementos extraños.
Lubricador manual Bomba de accionamiento neumático
Nota: Es importante limpiar la cabeza del inyector donde debe
acoplarse la cabeza del equipo de inyección, en particular el
pequeño agujero (por donde se introduce sellante) de restos de
pintura o suciedad que no deben ingresar al sistema.
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G5 – Frecuencia de inyección de sellante.
Es importante definir prácticamente la periodicidad considerando
que los intervalos están determinados fundamentalmente por la
naturaleza del servicio que cumple la válvula.
Cada vez que se acciona:
En válvulas muy poco usadas.
Las que manejan gases corrosivos o abrasivos.
En las que trabajan cerca de temperaturas límites.
Y en toda aplicación difícil.
Servicio semanal:
Válvulas instaladas en servicios de refinerías, plantas de
gasolina, compresores y todo servicio equivalente.
Servicio quincenal:
Válvulas en manejo de gas limpio y productos de líneas de
transmisión.
Servicio mensual:
En transmisión de crudo, aceites de vegetal, fluido pesado, etc.
Servicio semestral:
Válvulas no operadas regularmente.
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G6 – Kit de empaque y válvula de alivio.
Todos los tamaños y clases de las válvulas T.B. llevan próximos
entre si dos componentes.
Un inyector de sellante con cabeza de acople para bomba manual o
neumática y una válvula de alivio.
tapa abulonada
(no prensa)
válvula de alívio
inyector de
sellante (corto)
válv. de retención
retén
tope de giro
vástago liso
empaquetadura
sólida (PTFE)
sello primario
La válvula de alivio se utiliza para cuantificar la eventual pérdida del
sello primario y también como medida de seguridad cuando se
necesiten inspeccionar o recambiar por pérdidas las arandelas del kit
de empaque.
G7 – Reposición del Kit.
Cuando se tengan evidencias de pérdidas por el vástago y se hallan
descartados otras causas probables, se debe reponer el Kit de
empaque.
Antes del procedimiento de recambio es necesario despresurizar el
sistema y la operación se puede realizar con el tapón de la válvula en
cualquier posición.
Como primer medida se debe desenroscar 2 o 3 vueltas el gusanillo
aguja de la válvula de alivio (salvo pérdidas por la rosca del cuerpo
de la válvula en cuyo caso se debe ajustar; el cuerpo de la válvula de
alivio no debe ser aflojado).
Esta operativa permite verificar la ausencia de presurización para
luego retirar la tapa superior o el plato porta caja.
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G 7.1 Procedimiento de recambio del kit de empaque en
válvulas accionadas con palanca.
Retirar el anillo elástico y el tope indicador.
Verificar que el gusanillo aguja de la válvula de alivio esté
abierto.
Retirar la tapa superior desenroscando los cuatro tornillos
cabeza hexagonal.
Retirar las arandelas del kit de empaque.
Inspeccionar las superficies de contacto (vástago y caja) y
asegurar la limpieza y que estén libre de imperfecciones.
Reponer o recambiar las arandelas de empaque.
Verificar el estado del retén de protección externa ubicado en
la tapa superior.
Proceder al armado con la secuencia inversa.
G 7.2 Procedimiento de recambio del Kit en válvulas
accionadas con caja.
tope indicador
carcasa
sector dentado
plato porta carcasa
tornillo cabeza hexagonal
eje sin fin
volante
empaquetadura
autoenergizable
Retirar el tope indicador aflojando el gusanillo de fijación.
Retirar la carcasa y su junta sacando los tornillo cabeza
hexagonal que la retienen al plato porta carcasa.
Accionar el volante varias vueltas hasta que el eje sin fin
zafe del sector dentado.
Retirar el sector dentado y su chaveta plana aflojando el
gusanillo de fijación.
Verificar que el gusanillo aguja de la válvula de alivio se
encuentre abierto aproximadamente dos vueltas.
Retirar el palto porta caja sacando los tornillos cabeza
cilíndrica tipo “allen” de fijación y la espina anti-giro.
Retirar el Kit de empaque.
Inspeccionar las superficies asegurando su limpieza.
Reponer o recambiar el kit de empaque.
Proceder al armado con la secuencia inversa.
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G8 – Mantenimiento de la caja.
La caja de accionamiento mecánico FAVRA S.A.I.C. es hermética a la
entrada de polvo y agua.
El mecanismo de giro es sin fin / corona de simple o doble
reducción.
Todas las cajas salen de fábrica lubricadas con grasa pesada para
engranajes.
En la parte superior de la caja, posee un tapón (A) ubicado sobre la
posición del eje sin fin por el cual se realiza la operación de
reposición de grasa en la tarea de mantenimiento.
En la parte lateral de la caja (B) posee un alemite de engrase para
lubricar el giro del tope indicador. Por el, se recomienda lubricar con
el mismo tipo de grasa usada en el mecanismo sin fin / corona.
Si se produjera algún daño en el eje sin fin (C) , ya sea por flexión o
rotura recomendamos reemplazar todo el mecanismo sin-fin/ corona.
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H0 – Regulaciones.
H1 – Ajuste del tapón. Procedimiento.
La regulación del ajuste axial del tapón se realiza en el montaje de
fábrica y rara vez requiere modificarse.
Sin embargo, en determinadas ocasiones, esta operación puede ser
necesaria:
Previamente se debe descartar que la pérdida no sea por falta de
mantenimiento del sellante o rayadura mecánica en los asientos.
Cuando el sellante es rápidamente barrido.
Cuando el torque de giro es notablemente bajo o alto.
Cuando hay pérdida por el cierre.
No es necesario bajar la presión de trabajo, sin embargo regular el
ajuste axial del tapón presión, requerirá un esfuerzo mayor.
Procedimiento:
Verificar que la tapa este correctamente ajustada.
Ecualizador de presión
p. sistema balanceado
cuerpo
diafragmas
tapón roscado
tapón
bolilla de empuje
asiento bolilla
boton de empuje
espárrago c/tuerca o
tornillo cab. hex.
tornillo de ajuste
Eliminar el punto de soldadura del tapón protector sobre la tapa y
retirarlo desenroscando.
Visualizar dentro de la tapa, el tornillo de ajuste y accionarlo
mediante una llave hexagonal para tornillo tipo “allen”.
Para ajustar : giro sentido horario.
Para aflojar : giro sentido antihorario.
El desplazamiento axial que empuja al tapón se trasmitirá por
medio del botón de empuje, diafragmas y asiento bolilla hasta la
bolilla de apoyo y giro.
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El valor práctico de regulación del ajuste es el siguiente:
Ajustar hasta sentir una fuerte resistencia, en esa condición
desajustar el tornillo de ajuste.
En válvulas de tamaño hasta 10”: 1/8 de vuelta (45º) en válvulas
de tamaños mayores: ¼ de vuelta (90º).
Este ajuste otorga un huelgo entre el tapón y cuerpo como el
montaje de los realizados en fábrica con sellante original y a
temperatura ambiente.
Inyectar sellante ver G4, accionar, controlar y asegurar las
condiciones buscadas de giro y cierre.
Verificado el correcto ajuste, colocar el tapón protector para
finalizar el procedimiento.
Nota: si la situación fuera inversa, es decir si el tapón bloqueado
no gira, antes de regular el tornillo de ajuste, es necesario inyectar
sellante para provocar el despegue y seguir los pasos anteriores.
Si la situación continua, verificar alguna causa mecánica que
impide el accionamiento.
Precaución: para el procedimiento de regulación, nunca retirar el
tornillo de ajuste, ni aflojarlo mas de dos vueltas.
Siempre debe existir un firme contacto con el botón de empuje.
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J0 – Rotar el tapón 180º.
En general las válvulas tapón de dos vías, son usadas en aplicaciones donde
el fluido siempre circula en el mismo sentido.
El cierre en este tipo de válvulas es preponderantemente aguas abajo, que
es la zona donde generalmente se produce erosión, con la consiguiente
pérdida de ajuste.
Verificada esta instancia, se presupone que los asientos del tapón aguas
arriba están en buen estado. En tal condición la rotación del tapón a 180º
podrá detener la pérdida o reducirla sustancialmente prolongando el uso de
la válvula.
J1 – En válvulas operadas a palanca.
Si la maniobra no perjudica, se puede rotar el tapón con válvula bajo
presión.
Primero retirar el anillo elástico (Seeger) del vástago.
Sacar el tope de giro.
Girar los 180º (1/2 vuelta).
Colocar el tope y al anillo elástico.
Verificar la condición de cierre actual.
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J2 – En válvulas operadas con caja.
Es una maniobra más complicad y debe realizarse sin presión en la
línea y considerar que la caja y su volante también girarán ½ vuelta.
Abrir totalmente la caja utilizando la caja.
Retirar del vástago el tope indicador aflojando el gusanillo “allen” de
fijación (ver G7.2).
Girar la carcasa aproximadamente 120º observando como referencia
el chavetero del vástago, con está operación liberamos el sin fin del
sector dentado.
Retirar la caja sacando los tornillo cabeza hexagonal. Si fuera
necesario, balancear el conjunto para liberar el sector del sin fin.
Retirar el sector dentado.
Girar el vástago los 180º deseados sin dañar las superficies.
Montar el sector dentado y la carcasa.
Fijar la caja con sus correspondientes tortillería.
Montar el tope indicador y su retén correspondiente verificar su buen
estado.
Reemplazar los alemites de la caja.
Inyectar sellante en la válvula.
Verificar su correcto funcionamiento.
Restituir la presión en la línea.
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K0 – Guía para la solución de inconvenientes.
Problema Probable causa Solución
Dura de operar
No abre o cierra
totalmente
Pérdida por el
cierre.
Pérdida por el
vástago.
Pérdida por la
tapa.
Pérdida por el
cuerpo
Pérdida por el
lubricador
Pérdida por la
válvula de alivio.
a) Falta de sellante. Inyectar sellante (G4).
b) Tapón bloqueado en el cuerpo.
c) Baja temperatura.
Ajuste del tapón (H1), inyectar
sellante.
Inyectar Sellante para baja temperatura
o aislar la válvula (E6).
a) Tope indicador desplazado. Resetear topes y retocar.
b) Suciedad en la línea. Limpiar la línea.
a) Falta de sellante. Inyector sellante (G4)
b) Huelgo excesivo del tapón. Ajuste del tapón (H1)
c) Asiento dañado. Rotar el tapón 180º (H2)
d) Sellante incorrecto. Consultar
a) Sellos deteriorados. Recambiar sellos (G7)
b) Rayaduras en el vástago. Recambiar sellante y vástago.
a) Tornillería floja. Ajustar buloneria.
b) Junta o diafragmas dañados.
a) Defecto de fundición.
b) Corrosión o erosión.
Sacar de servicio y recambiar
diafragma.
Retirarla de la línea y consultar a
FAVRA S.A.I.C.
a) La válvula de retención no asienta. Inyectar sellante para limpiar.
b) La válvula de retención está floja. Bajar presión y ajustar la válvula.
c) Válvula de retención dañada. Bajar presión y recambiar la válvula.
a) Deterioro del asiento. Bajar presión y recambiar la válvula.
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