Cuando una válvula de pulverización se obstruye, quizás no es la válvula
Reunión con el staff técnico de una importante planta de fabricación de neumáticos en México. Se enfrentaban a obstrucciones repetidas de la válvula de pulverización modelo KA-2 de Schütze durante la aplicación de 𝐁𝐨𝐢𝐚𝐜𝐜𝐚, fluido también conocido como pintura para neumáticos o lubricante interno. El problema de la obstrucción estaba creando un cuello de botella en la producción con los consecuentes problemas asociados.
En este proceso en particular se dosifican en forma de spray 20 ml antes de que el neumático o llanta se introduzca dentro de la prensa de vulcanizado. También un dato muy importante es que no hay casi tiempo de parada entre llanta y llanta, ya que el robot que incorpora la válvula KA-2 pasa de una a otra de manera inmediata.
En esta planta la Boaiacca se trata del lubricante 𝐌𝐎𝐍𝐎 𝐋𝐔𝐁𝐄 𝟖𝟐𝟔𝟐, una emulsión acuosa de polímeros de silicona reactivos, con aproximadamente un 28 % de residuo seco y una viscosidad de unos 1750 mPa·s.
Una vez analizado el problema se llega a la conclusión de que la obstrucción de la válvula es consecuencia a una serie de problemas previos a la entrada del fluido en la misma, ya que este tipo de producto no se limita únicamente a secarse. En condiciones inestables, puede formar capas y residuos polimerizados.
Se observaron los puntos siguientes:
Agitación en el depósito.
La agitación era necesaria, pero no estaba controlada adecuadamente. El producto debe permanecer homogéneo dentro del tanque de presión de 25 litros. Sin embargo, una velocidad excesiva del agitador estaba generando grumos sólidos que se introducían en el circuito primario. Una agitación insuficiente provocaba inestabilidad en el fluido debido a la separación de los aditivos. La solución pasa por elegir bien el tipo de pala y después controlar la velocidad de la misma. El motor de agitación era neumático, por lo que la recomendación es montar un regulador de caudal neumático para ajustar la velocidad de la pala para conseguir que el fluido se mantenga homogéneo y además que la velocidad de la pala no cree grumos.
Inestabilidad de la presión en el tanque.
A medida que el tanque se vaciaba, el flujo de Boiacca hacía la válvula variaba. Los operarios compensaban ajustando el tornillo micrométrico KA-2 en cada turno. Sin embargo, no se debe utilizar una válvula de pulverización para compensar un sistema de alimentación inestable, ya que esa manipulación constante provoca a su vez una inestabilidad en el volumen de dosificación.
Muchos depósitos presurizados incorporan válvulas reguladoras de presión estándard ya que durante los tiempos de parada hay tiempo suficiente para llegar a la presión de ajuste, pero en este caso no era así, al tener un ciclo tan rápido y a medida que el nivel de Boiacca en el tanque va disminuyendo necesitamos más tiempo para presurizar el tanque a la regulación de ajuste y eso provoca que el caudal hacía la válvula de pulverización vaya a su vez también disminuyendo. En ciclos tan rápidos es necesario sustituir el regulador de presión por uno de alta precisión ya que estos son capaces de mantener la presión del tanque de forma más estable a medida que cambia el nivel del fluido.
Presión del material demasiado elevada.
El tanque estaba ajustado con una presión neumática de casi 6 bar, mientras que la válvula KA-2 puede soportar una presión máxima de material de 3 bar. Intentar compensar la viscosidad aumentando la presión puede provocar goteo, un cierre deficiente de la aguja, la formación de pieles de silicona y obstrucciones. No sería necesario comentarlo, pero visto lo visto si lo haremos, y es que siempre es necesario cumplir con los ajustes que definen los fabricantes en los manuales de los elementos montados en el circuito
Polimerización en la punta de la boquilla.
El fluido residual en la salida está formando capas delgadas o pequeños depósitos. La solución no solo consiste en una mayor limpieza, sino también en revisar la secuencia neumática: atomización del aire, apertura de la aguja, cierre de la aguja. En este caso y debido a la no existencia de paro entre ciclos, se decidió por empezar a soplar antes de empezar a pulverizar, esta simple acción limpia la boquilla y la aguja. Para saber más sobre este punto si que aconsejamos que nos contacten ya que la solución para una aplicación puede no ser la correcta para otra situación y existen diferentes maneras para evitar solidificaciones que interfieran en el buen funcionamiento de las válvulas.
Aumento de goteo con el tiempo.
Cuando se acumulan residuos entre la aguja y la boquilla, la válvula no puede sellar correctamente. Si bien todas nuestras válvulas son herméticas por diseño, si existen solidos depositados no pueden cerrar adecuadamente ante la contaminación solidificada.
Mal funcionamiento de la válvula.
Ya por último el cliente observa y nos comenta que la válvula no abre, es decir no pulveriza el lubricante y esto es causado por la aguja debido a la polimerización se ha quedado adherida a la boquilla, por lo que cuando activamos la válvula neumática de pilotaje, la presión de aire, aunque fuera máxima, la aguja no puede retirarse de la boquilla.
Conclusiones.
En aplicaciones con siliconas reactivas, fluidos con alto contenido de sólidos o lubricantes internos de alta viscosidad, el problema suele aparecer en la válvula, no donde se origina.
Cuando los operarios necesitan ajustar una válvula en cada cambio de turno, probablemente no se trate de un problema de mantenimiento.
Se trata de un problema de diseño del proceso.
La ingeniería de aplicaciones de fluidos no se trata de forzar el proceso, sino de comprender lo que sucede dentro del circuito.
