¿Cuál es el efecto de golpe de ariete de la válvula?

Cuando una válvula se cierra repentinamente, la inercia del flujo presurizado crea una onda de choque de agua que puede causar daños a la válvula o al sistema de tuberías. Esto se conoce como “efecto golpe de ariete” en hidráulica o golpe de ariete positivo. Por el contrario, la apertura repentina de la válvula cerrada también puede producir el efecto de golpe de ariete, conocido como golpe de ariete negativo, que tiene una cierta fuerza destructiva pero no es tan grande como el golpe de ariete positivo.

La parte de cierre es succionada repentinamente hacia el asiento cuando la válvula se va a cerrar, lo que se denomina efecto de bloqueo del cilindro. Esto es causado por un actuador de bajo empuje que no tiene suficiente empuje para permanecer cerca del asiento, lo que hace que la válvula se cierre repentinamente, creando un efecto de golpe de ariete. En algunos casos, las características de flujo de apertura rápida de la válvula de control también pueden provocar el efecto de golpe de ariete.

El efecto del golpe de ariete es extremadamente destructivo: una presión demasiado alta provocará que la tubería y las válvulas se rompan, y una presión demasiado baja provocará el colapso, dañando las válvulas y los accesorios. También hace mucho ruido, pero el daño real a las válvulas y tuberías se debe a fallas mecánicas. Debido a que la energía cinética se transforma rápidamente en presión estática de la tubería, los golpes de ariete pueden atravesar la tubería o dañar los soportes y las juntas de la tubería. En el caso de las válvulas, el golpe de ariete puede producir vibraciones severas a través del carrete, lo que puede provocar fallas en el núcleo, la junta o la empaquetadura.

Cuando se corta la energía y la máquina se detiene, la energía potencial del sistema de bomba de agua superará la inercia del motor y hará que el sistema se detenga bruscamente, lo que también provocará impactos de presión y efectos de golpe de ariete. Para eliminar las graves consecuencias del efecto del golpe de ariete, se deben evitar cambios bruscos de presión en el sistema. En la tubería es necesario preparar una serie de medidas y equipos de amortiguación, como eliminador de golpe de ariete, estación de bombeo de golpe de ariete y bomba de golpe de ariete directo.

Para evitar fluctuaciones de presión, la válvula debe cerrarse a un ritmo uniforme. Para válvulas de control que debe estrangularse cuando está cerca del asiento, se debe utilizar un actuador con un empuje de salida suficientemente grande, como un actuador neumático o hidráulico de pistón, o una muesca especial en el manguito de desplazamiento de un operador que gira manualmente, para reducir o evitar que el cilindro efectos de bloqueo. La instalación de ciertos tipos de equipos antisobretensiones en el sistema de tuberías también puede reducir los efectos del golpe de ariete, como válvulas de alivio de presión o tambores amortiguadores. Además, la inyección de gas en el sistema reduce la densidad del fluido y proporciona cierta compresibilidad para manejar cualquier fluctuación repentina.