Las emisiones fugitivas son liberaciones no intencionadas de fluido de proceso a la atmósfera a través del vástago de la válvula o sellos del eje, sistemas de empaquetadura, juntas del casquete, juntas del cuerpo y otras posibles vías de fuga externa.
Para petróleo y gas, refinación, petroquímica, química y otros servicios que involucran fluidos volátiles o peligrosos, estas emisiones pueden afectar el cumplimiento ambiental, la exposición de los trabajadores, la pérdida de productos y el mantenimiento de la planta.
Sin embargo, frases como “válvula de bajas emisiones”, “válvula ISO 15848” o “empaquetadura API 624” a menudo se utilizan de manera demasiado vaga en las cotizaciones de válvulas.
Un requisito técnicamente completo debe identificar el diseño real de la válvula, la norma de emisiones fugitivas aplicable, el alcance de la calificación, la temperatura de prueba, los requisitos del ciclo, el sistema de sellado, los requisitos de aceptación de producción y la documentación esperada por el comprador.
¿Qué son las pruebas de emisiones fugitivas de válvulas?
Las pruebas de emisiones fugitivas de válvulas se utilizan para evaluar fugas externas desde ubicaciones definidas de sellado de válvulas en condiciones de prueba específicas. El enfoque es diferente de las pruebas de presión de la carcasa o de las pruebas de fugas del asiento.
Dependiendo de la norma aplicable, el examen podrá centrarse en:
- Sistemas de empaquetadura de vástago ascendente.
- Sistemas de empaquetadura de vástago giratorio ascendente.
- Sellos de eje o vástago de válvula de cuarto de vuelta.
- Uniones de capó o carrocería incluidas dentro del alcance de la norma.
- Rendimiento de fugas durante el ciclo mecánico.
- Rendimiento de fuga durante el ciclo de temperatura.
- Calificación de válvula o empaquetadura para un rango definido de condiciones de servicio.
Las pruebas de emisiones fugitivas no prueban que una válvula nunca tendrá fugas en servicio. Demuestra desempeño bajo las condiciones de calificación o prueba de producción definidas por la norma aplicable.
Emisiones fugitivas versus fugas en los asientos versus fugas en el armazón
| Tipo de fuga | Qué evalúa | Preocupación típica |
|---|---|---|
| Fuga de emisiones fugitivas | Fugas externas alrededor del vástago, eje, empaquetadura o juntas del cuerpo especificadas | Emisiones atmosféricas y contención exterior |
| Fugas en asiento o cierre | Fuga a través del asiento de válvula cerrado o del elemento de cierre | Rendimiento de cierre entre aguas arriba y aguas abajo |
| Fuga de concha | Integridad que contiene presión del cuerpo de la válvula y límite de presión. | Integridad del límite de presión externa |
Una válvula puede pasar la prueba del asiento y aún tener fugas en el empaque del vástago. Del mismo modo, aprobar una calificación de emisiones fugitivas no reemplaza las pruebas de presión requeridas de la carcasa y el asiento.
Para conocer la diferencia entre las pruebas de carcasa y asiento, consulte nuestra Métodos de prueba de presión de válvulas guía.
Por qué ocurren comúnmente emisiones fugitivas alrededor de los vástagos de las válvulas
El área del vástago o eje es una de las ubicaciones de sellado externo más exigentes porque debe contener la presión del proceso y al mismo tiempo permitir el movimiento.
- Material de embalaje y construcción.
- Acabado superficial del vástago o eje.
- Rectitud y alineación del tallo.
- Dimensiones de la cámara de empaque.
- Carga de glándulas.
- Ciclado mecánico y térmico.
- Ciclos de presión.
- Corrosión o contaminación.
- Instalación incorrecta del embalaje.
- Desgaste del vástago, eje o componentes de sellado.
- Mantenimiento inadecuado o ajuste excesivo.
Un material de empaquetadura de bajas emisiones por sí solo no puede compensar una superficie de vástago deficiente, una cámara de empaquetadura incorrecta, un diseño de casquillo inadecuado o un montaje incontrolado.
ISO 15848-1: Pruebas y clasificación de tipos de válvulas
ISO 15848-1 se aplica a las pruebas de tipo de emisiones fugitivas de válvulas de aislamiento industriales y válvulas de control destinadas al servicio con contaminantes volátiles del aire o fluidos peligrosos dentro de su alcance definido.
La norma evalúa las fugas externas del sistema de sellado del vástago o del eje y de las juntas del cuerpo especificadas y proporciona un marco de clasificación y calificación para las pruebas de tipos de válvulas.
Las variables importantes pueden incluir el diseño de la válvula, la disposición del sellado del vástago o del eje, el fluido de prueba, las condiciones de temperatura, los ciclos de resistencia mecánica, el rendimiento de fugas y el rango de calificación.
ISO 15848-1 no debe reducirse a la declaración "certificado ISO 15848". Los compradores deben revisar la clasificación real y el alcance de calificación que se muestra en el informe de prueba o certificado para el diseño de válvula seleccionado.
Por qué es importante el alcance de la calificación
Se realiza una prueba de tipo de emisiones fugitivas en válvulas y configuraciones de prueba definidas. La calificación resultante no es automáticamente una prueba de que cada válvula de cada tamaño, clase de presión, material, rango de temperatura y diseño de empaquetadura haya sido probada individualmente.
Al revisar la evidencia de calificación, los compradores deben confirmar que la válvula suministrada se encuentra dentro del rango calificado aplicable de acuerdo con el estándar vigente y las especificaciones del proyecto.
ISO 15848-2: Pruebas de aceptación de producción
ISO 15848-2 aborda las pruebas de aceptación de producción para válvulas de producción estándar donde se especifican requisitos de emisiones fugitivas.
- ISO 15848-1: Marco de pruebas de tipo y cualificación.
- Norma ISO 15848-2: Pruebas de aceptación de producción.
Un proyecto puede requerir evidencia de calificación de tipo, pruebas de aceptación de producción o ambas, según las especificaciones del comprador.
ISO 15848-2:2015 sigue siendo la edición publicada a partir de 2026, aunque ISO ha comenzado a desarrollar una futura edición de reemplazo. Por lo tanto, en la documentación de compra deberá indicarse la edición contractualmente aplicable.
API 622: La calificación del empaque no es la calificación de la válvula
API 622 aborda las pruebas de tipo de empaquetadura de válvulas de proceso para detectar emisiones fugitivas. Esto es fundamentalmente diferente a probar una válvula completa.
El rendimiento del empaque puede ser una parte importante del diseño de una válvula de bajas emisiones, pero la calificación del empaque por sí sola no prueba que la válvula ensamblada cumpla con los requisitos API 624, API 641 o ISO 15848.
El resultado de la instalación se ve afectado por el sistema de sellado completo, incluido el material del empaque, la disposición del empaque, la condición del vástago, la geometría de la cámara del empaque, la disposición del casquillo, el procedimiento de ensamblaje, el movimiento de la válvula y la temperatura de servicio.
Por lo tanto, “empaquetadura API 622” y “válvula API 624” nunca deben tratarse como afirmaciones idénticas.
API 624: Prueba de tipo de emisión fugitiva de válvula de vástago ascendente
API 624 está destinado a pruebas de tipo de emisiones fugitivas de válvulas de vástago ascendente y giratorio ascendente equipadas con empaquetadura de grafito que cumple con el requisito de calificación de empaque API aplicable.
Esto hace que API 624 sea especialmente relevante para válvulas de compuerta seleccionadas, válvulas de globo y otros diseños de vástago ascendente o giratorio ascendente calificados dentro del alcance estándar.
Lo que los compradores deben comprobar en la evidencia API 624
- Fabricante de válvulas y diseño probado.
- Edición aplicable de API 624.
- Tipo de válvula y movimiento del vástago.
- Alcance de calificación de tamaño y clase de presión.
- Sistema de embalaje utilizado durante la calificación.
- Calificación de temperatura relevante para el proyecto.
- Informe de prueba o fuente de certificación.
- Si la válvula suministrada pertenece a la familia de diseño calificado.
No acepte la frase “API 624 disponible” sin confirmar qué diseño de válvula y disposición de empaque cubre realmente la prueba.
API 641: Prueba de emisiones fugitivas de válvulas de un cuarto de vuelta
API 641 aborda las pruebas de tipo de emisiones fugitivas de válvulas de un cuarto de vuelta.
Esto comúnmente se relaciona con válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de tapón y otros diseños de cuarto de vuelta calificados dentro del alcance estándar aplicable.
Las válvulas de cuarto de vuelta tienen movimientos de vástago o eje diferentes y disposiciones de sellado diferentes a las de las válvulas de compuerta y de globo de vástago ascendente. Es por eso que API 641 y API 624 no deben considerarse estándares intercambiables.
API 641 se actualizó a una segunda edición en 2023. Las especificaciones de compra deben identificar la edición requerida en lugar de depender de un certificado antiguo sin verificar su aplicabilidad.
ISO 15848 frente a API 622 frente a API 624 frente a API 641
| Estándar | Propósito principal | Alcance típico |
|---|---|---|
| ISO 15848-1 | Pruebas de tipo y clasificación de emisiones fugitivas | Válvulas industriales de aislamiento y control dentro de su alcance. |
| ISO 15848-2 | Pruebas de aceptación de producción | Válvulas de producción donde se especifican requisitos de emisiones fugitivas |
| API 622 | Pruebas de tipo de empaquetadura de válvula de proceso | Calificación del empaque, calificación de válvula no completa |
| API 624 | Pruebas de tipo de emisiones fugitivas de válvula completa | Válvulas de vástago ascendente y de rotación ascendente calificadas con empaquetadura de grafito |
| API 641 | Pruebas de tipo de emisiones fugitivas de válvula completa | Válvulas de cuarto de vuelta calificadas |
Se debe seleccionar el estándar correcto según el tipo de válvula, las especificaciones de la industria, los requisitos del comprador y la jurisdicción del proyecto. No especifique todos los estándares automáticamente a menos que el proyecto tenga una razón genuina para exigirlos.
Diseño de empaque de bajas emisiones
El rendimiento de la válvula de bajas emisiones depende del sistema de empaque completo y no del nombre de un solo material.
- Grafito u otro material de embalaje aprobado cuando corresponda.
- Geometría y disposición de los anillos de empaquetadura.
- Acabado de vástago o eje.
- Dureza del vástago y estado de corrosión.
- Condición de la superficie de la cámara de empaque.
- Alineación del seguidor de glándulas.
- Carga en vivo donde se especifique.
- Correcta compresión del embalaje.
- Procedimiento de montaje y limpieza.
¿Qué es el embalaje con carga dinámica?
La carga dinámica utiliza elementos de resorte, comúnmente resortes de disco, para ayudar a mantener la carga del prensaestopas a medida que la empaquetadura experimenta consolidación, movimiento térmico o desgaste.
La carga viva puede respaldar el control de emisiones en un sistema diseñado adecuadamente, pero no hace que una válvula cumpla automáticamente con ISO 15848, API 624 o API 641.
Válvulas con sello de fuelle y emisiones fugitivas
Las válvulas de globo con sello de fuelle utilizan un fuelle metálico como barrera principal alrededor del vástago, y la empaquetadura a menudo se retiene como sello secundario.
Este diseño puede ser útil para servicios sensibles a fugas, peligrosos o de alta temperatura, pero los compradores deben evitar describir cada válvula de fuelle como automáticamente “cero emisiones”.
Aún es necesario revisar el diseño del fuelle, la integridad de la soldadura, la capacidad de presión y temperatura, el ciclo de vida, el empaque de respaldo y los requisitos de prueba aplicables.
Para consideraciones de diseño y selección, consulte nuestra Guía de válvula de globo con sello de fuelle.
Ciclos de temperatura y servicio de alta temperatura
La temperatura es fundamental para el rendimiento de las emisiones fugitivas porque la expansión y contracción térmica afectan los vástagos, las empaquetaduras, la carga del prensaestopas, las juntas del bonete y los materiales de sellado.
Una válvula que funciona bien a temperatura ambiente puede comportarse de manera diferente durante el calentamiento y enfriamiento repetidos.
Para servicios de alta temperatura, los compradores deben considerar la temperatura máxima de diseño, la temperatura de funcionamiento, la frecuencia de los ciclos térmicos, la capacidad de temperatura del empaque, el material del vástago, la carga del prensaestopas, el material de la junta del casquete y si la calificación de emisiones fugitivas cubre las condiciones de temperatura requeridas.
Para una selección más amplia de válvulas de alta temperatura, consulte nuestra Guía de válvulas de alta presión y alta temperatura.
Por qué “cero emisiones” suele ser el término de contratación incorrecto
Las normas industriales sobre emisiones fugitivas definen procedimientos de prueba, medición de fugas y criterios de aceptación. No deben simplificarse a la afirmación absoluta de que una válvula empaquetada convencional producirá cero emisiones durante toda su vida útil.
El rendimiento en campo puede verse afectado por el fluido del proceso, la presión, la temperatura, el recuento de ciclos mecánicos, el historial de mantenimiento, la corrosión, las cargas de las tuberías, los daños en el vástago, el ajuste del casquillo y las condiciones de servicio fuera del rango calificado.
Un requisito más defendible es especificar el estándar de emisiones fugitivas aplicable y la calificación requerida o la base de aceptación de la producción.
Certificado de prueba de tipo versus prueba de válvula de producción
Una prueba de tipo califica un diseño o familia de diseño de válvula definido de acuerdo con las reglas de la norma aplicable. No es necesariamente una prueba individual de cada válvula de producción suministrada.
Se aplica una prueba de aceptación de producción, cuando se especifica, a las válvulas fabricadas de acuerdo con el procedimiento de prueba de producción correspondiente.
Por lo tanto, los compradores deben identificar si el pedido requiere únicamente pruebas de calificación de tipo, pruebas de aceptación de la producción, testigos del comprador, revisión de terceros o registros finales específicos del expediente.
Cómo encajan los requisitos de emisiones fugitivas en el ITP
Si los requisitos de emisiones fugitivas son importantes para el proyecto, deben identificarse en el ITP antes de que se complete la producción de la válvula.
- Revisión de la norma de bajas emisiones aplicable.
- Revisión de la calificación de prueba de tipo de válvula.
- Verificación de material de embalaje y configuración.
- Verificaciones del material del vástago o del eje y del estado de la superficie cuando se especifique.
- Pruebas de aceptación de producción cuando sea necesario.
- Puntos testigos del comprador o de terceros.
- Revisión de informes de pruebas de emisiones fugitivas.
- Verificación de documentación final.
Para puntos de retención, testigo, revisión y vigilancia, consulte nuestra Plan de inspección y prueba de válvulas (ITP).
¿Las pruebas de emisiones fugitivas son parte de la FAT?
Es posible que se revise durante la FAT, pero es posible que la calificación real de emisiones fugitivas se haya completado previamente como prueba de tipo.
Durante la FAT o la revisión de documentos, el comprador puede verificar el certificado de calificación aplicable, el informe de prueba, el diseño de la válvula cubierto por la calificación, el sistema de empaque, los resultados de aceptación de producción cuando se especifique y la trazabilidad del material o de la válvula.
Si se deben presenciar pruebas de emisiones fugitivas de producción real, ese requisito debe acordarse antes de que se finalice el cronograma FAT.
Vea nuestro Prueba de aceptación de fábrica de válvulas industriales guía para el proceso más amplio de inspección de proyectos.
¿Qué documentación deben solicitar los compradores?
- Certificado de prueba de tipo de emisiones fugitivas ISO o API aplicable.
- Informe de prueba de calificación o resumen aprobado cuando sea necesario contractualmente.
- Identificación del modelo y diseño de válvula.
- Fabricante del empaque y tipo de empaque cuando sea necesario.
- Rango de temperatura de calificación.
- Tamaño de válvula calificado y rango de clases de presión.
- Informe de prueba de aceptación de producción cuando sea necesario.
- Certificados de materiales.
- Informe de prueba de presión de válvulas.
- Hoja de datos y dibujo aprobados.
- ITP y registros de liberación de inspección.
- Testigos de terceros o registros de revisión cuando se especifique.
No se debe enviar una hoja de datos de empaque genérica o un informe de empaque API 622 como única prueba de calificación de válvula completa API 624 o API 641.
Para la planificación del expediente del proyecto, consulte Certificados de válvulas y documentos de calidad.
Errores comunes en la adquisición de emisiones fugitivas
1. Escribir únicamente “Se requiere válvula de baja emisión”
Esto no define el estándar, el tipo de válvula, el alcance de la calificación ni el requisito de aceptación de producción.
2. Tratar API 622 y API 624 como lo mismo
API 622 aborda la calificación del embalaje. API 624 aborda pruebas completas de tipos de válvulas de vástago ascendente dentro de su alcance.
3. Especificación de API 624 para una válvula de bola de un cuarto de vuelta
Las válvulas de cuarto de vuelta se abordan en API 641 cuando se requiere esa norma API de emisiones fugitivas.
4. Suponiendo que los estándares ISO 15848 y API sean automáticamente equivalentes
Utilizan diferentes estructuras de calificación y deben especificarse de acuerdo con los requisitos del proyecto.
5. Aceptar un certificado sin verificar el alcance de la calificación
El diseño de la válvula probada, la disposición del empaque, la temperatura y el rango calificado deben ser relevantes para la válvula suministrada.
6. Suponiendo que una válvula a prueba de incendios tiene automáticamente bajas emisiones
Las pruebas de seguridad contra incendios y las pruebas de emisiones fugitivas evalúan diferentes requisitos de desempeño. Uno no prueba automáticamente el otro.
7. Confundir fugas en los asientos con emisiones fugitivas
La estanqueidad del asiento es el rendimiento de cierre interno. Las emisiones fugitivas son fugas atmosféricas externas.
8. Ignorar el ensamblaje del empaque
Incluso una empaquetadura calificada puede funcionar mal si la condición del vástago, la carga del prensaestopas, la geometría de la cámara o la instalación son incorrectas.
9. Solicitud de calificación después de la producción
Se debe verificar una calificación de prueba de tipo requerida durante la revisión de la oferta técnica y del proveedor, y no se debe descubrir después de que las válvulas ya estén fabricadas.
10. Utilizar la “emisión cero” como único requisito de aceptación
La especificación de compra debe identificar un estándar reconocido y una base de calificación mensurable.
Lista de verificación de RFQ sobre emisiones fugitivas de válvulas
| Artículo de solicitud de cotización | Información para definir |
|---|---|
| Tipo de válvula | Compuerta, globo, bola, mariposa, tapón, válvula de control u otro diseño |
| movimiento del tallo | Ascendente, ascendente-giratorio o de cuarto de vuelta |
| Tamaño y clase de presión | DN/NPS y Clase/PN |
| fluido de proceso | Hidrocarburos, gases, productos químicos que contienen COV, fluidos peligrosos u otros medios |
| Presión y temperatura | Condiciones de diseño y funcionamiento, incluidos los ciclos de temperatura relevantes. |
| Estándar requerido | ISO 15848-1, ISO 15848-2, API 624, API 641 o requisito específico del proyecto |
| Edición estándar | Edición aplicable contractualmente |
| Sistema de embalaje | Grafito, empaquetadura de bajas emisiones, carga dinámica o configuración especificada |
| Evidencia de calificación | Certificado de prueba de tipo y alcance relevante |
| Pruebas de producción | Si se requieren pruebas de aceptación de producción |
| Inspección | Inspección del fabricante, testigo del comprador, revisión de terceros o punto de retención/testigo |
| Documentación | Certificado de calificación, informe de pruebas de producción, hoja de datos, plano, ITP y registros del expediente final |
Estándares clave para emisiones fugitivas de válvulas
- ISO 15848-1: Ensayos de tipo, medición y clasificación de emisiones fugitivas de válvulas industriales dentro de su alcance.
- Norma ISO 15848-2: Pruebas de aceptación de producción de válvulas donde se especifican requisitos de emisiones fugitivas.
- API 622: Pruebas de tipo de empaquetaduras de válvulas de proceso para emisiones fugitivas.
- API 624: Pruebas de tipo de válvulas de vástago ascendente y giratorio ascendente equipadas con empaquetadura de grafito para emisiones fugitivas.
- API 641: Pruebas de tipo de válvulas de cuarto de vuelta calificadas para emisiones fugitivas.
La edición actual especificada por el proyecto debe confirmarse antes de cotizar. No reproduzca tablas patentadas de clases de fugas, tablas de ciclos o límites de calificación de estándares pagados a menos que el proyecto esté autorizado a utilizar ese contenido.
Recomendaciones finales para compradores de válvulas
El control de emisiones fugitivas debe tratarse como un requisito completo de calificación y sellado de válvulas, no simplemente como una opción de material de empaque.
Antes de aprobar una válvula de bajas emisiones, confirme el estándar correcto para el tipo de válvula, edición aplicable, diseño calificado, sistema de empaque, condición de temperatura, rango de calificación, requisito de aceptación de producción, requisito de testigo y paquete de documentación.
Para cotizaciones de válvulas de bajas emisiones, proporcione el tipo de válvula, el movimiento del vástago, el tamaño, la clase de presión, el fluido de proceso, la presión de diseño, la temperatura de diseño, el estándar de emisiones fugitivas requerido, la edición aplicable, los requisitos de empaque, los requisitos de aceptación de producción, los puntos de inspección y el alcance de la documentación con la RFQ.
Preguntas frecuentes
¿Qué es la prueba de emisiones fugitivas de válvulas?
Las pruebas de emisiones fugitivas de válvulas evalúan las fugas externas desde ubicaciones definidas de vástago, eje, empaquetadura y junta del cuerpo en condiciones de prueba específicas. Es diferente de las pruebas de presión de la carcasa y de las pruebas de fugas del asiento.
¿Cuál es la diferencia entre ISO 15848-1 e ISO 15848-2?
La norma ISO 15848-1 aborda las pruebas, mediciones y clasificaciones de tipos de válvulas para emisiones fugitivas. ISO 15848-2 aborda las pruebas de aceptación de producción para válvulas donde se especifican requisitos de emisiones fugitivas.
¿Cuál es la diferencia entre API 622 y API 624?
API 622 evalúa el empaque de la válvula de proceso para detectar emisiones fugitivas. API 624 se aplica a válvulas de vástago ascendente y giratorio ascendente calificadas completas equipadas con empaquetadura de grafito. Pasar la prueba de empaque API 622 por sí solo no prueba la calificación API 624 de una válvula completa.
¿Se utiliza API 624 para válvulas de bola?
API 624 está destinado a calificar válvulas de vástago ascendente y giratorio ascendente. Las válvulas de cuarto de vuelta, como muchas válvulas de bola, mariposa y de obturador, se abordan en API 641 cuando se especifica esa norma API de emisiones fugitivas.
¿Una válvula a prueba de incendios cumple automáticamente con los requisitos de emisiones fugitivas?
No. Las pruebas de seguridad contra incendios y las pruebas de emisiones fugitivas evalúan diferentes condiciones de desempeño. La norma de bajas emisiones aplicable debe especificarse por separado cuando sea necesario.
¿La empaquetadura de bajas emisiones garantiza una válvula de bajas emisiones?
No. El rendimiento de la válvula completa también depende de la condición del vástago o eje, la geometría de la cámara de empaque, la carga del prensaestopas, el ensamblaje, la temperatura, los ciclos y la calificación del diseño completo de la válvula.
¿Qué documentos debo solicitar para una válvula de bajas emisiones?
Dependiendo del proyecto, solicite el certificado de prueba de tipo aplicable, el alcance de la calificación, el informe de aceptación de producción cuando sea necesario, información de embalaje, hoja de datos de la válvula, planos, registros de pruebas de presión, ITP y documentación de inspección final.
