Práticas recomendadas de válvula de controle para condições de processo severas
Aqui, veremos as práticas recomendadas para a seleção da válvula de controle para condições de processo adversas.
Práticas Recomendadas para Válvulas de Controle
The process design conditions should be as per the ANSI pressure rating and the material of the valve should be selected as per piping specifications for a particular project. The valve end connections and pressure rating should, as a minimum, conform to the piping specification. The valve material shall be suitable for the process conditions.
- Em aplicações severas ao especificar a válvula deve-se atentar quanto os aspéctos de metalurgia quanto ao tipo de procurando sempre que possível utilizar ligas metálicas a base de níquel , aço inoxidável, devendo sempre definir o material que seja resistente ao fluido do processo.
- A especificação deve sempre estar de acordo com os dados de precesso sempre considerando as condição de temperaturas e pressão conforme as condições do processo. Como exemplo podemos citar aplicações em linhas de vapor e ou alimentação de caldeira onde as pressção ultrapassa 30 kgf/cm² nestas aplicações pode exigir ligas especais ligas mais duras, como por exemplo duplex, titânio, etc. Os materiais da válvula de serviço ácido devem atender aos requisitos da NACE MR0175-90. Componentes corrosivos e erosivos, mesmo em pequenas quantidades, podem afetar a escolha metalúrgica da válvula.
- Em serviços de alta pressão os internos da válvula deve ser especificada cuidando para que não haja cavitação, flashing e outros fenômenos indesejados.
- Deve-se optar por conexões tipo flanges sempre que possível. Em aplicações acima de 900 libras deve-se utilizar extremidades soldadas a “topo”.
Conexões de extremidade roscadas e soldadas não são recomendadas para serviços de hidrocarbonetos. - Corpos de válvula de controle flangeados estão disponíveis com flanges integrais (usinados como parte da fundição ou forjamento do corpo, ou flanges soldados ao corpo) ou flanges separáveis (flanges individualmente removíveis que geralmente travam no lugar no corpo da válvula por meio de dois de retenção da peça).
- As válvulas sem flange não têm conexões de flange como parte do corpo da válvula e são simplesmente parafusadas ou presas entre os flanges da linha adjacente. Parafusos longos usados com válvulas sem flange podem expandir quando expostos ao fogo e causar vazamento. Recomenda-se um escudo de detecção de incêndio e / ou isolamento. Além disso, são necessários parafusos de alta resistência à tração.
- O tamanho do corpo da válvula não deve ser inferior a dois tamanhos de tubo menores que o tamanho da linha. Tamanhos menores de válvulas devem ser revisados para garantir que a integridade mecânica da linha não seja violada.
- Os anéis de sede roscados devem ser evitados sempre que possível porque a corrosão muitas vezes torna a remoção difícil.
- Os capôs devem ser aparafusados. O material dos parafusos deve estar em conformidade com ASTM A193 / 194/320 e deve ser compatível com o corpo da válvula e o castelo.
- As gaxetas do castelo devem ser totalmente retidas em espiral 316 SST, com politetrafloroeteleno ou enchimento de grafite. Gaxetas planas feitas de folha de PTFE são aceitáveis onde as condições permitirem. Os reforços de inserção devem ser 316 SST ou outras ligas apropriadas, conforme necessário.
- As caixas de embalagem devem ser facilmente acessíveis para ajustes periódicos.
O material de embalagem deve
(1) ser elástico e facilmente deformável,
(2) ser quimicamente inerte,
(3) ser capaz de suportar as condições de processo aplicáveis,
(4) fornecer um grau de resistência ao fogo,
(5) minimizar o atrito e
(6) reduzir as emissões fugitivas para atender aos requisitos regulamentares.
Os limites de temperatura da gaxeta do fabricante da válvula referem-se à temperatura na caixa da gaxeta.
- O PTFE tem excelente inércia, boas propriedades de lubrificação e é um dos materiais de vedação de válvula mais populares. Pode ser usado na forma sólida moldada, trançada ou torneada (Vrings) ou como um lubrificante para gaxetas sem amianto. Seu limite de temperatura com a construção da caixa de gaxeta padrão é de 250º C. Se usado para atender possibilidade de vazamentos, o PTFE virgem deve ser alternado com o PTFE preenchido com carbono ou material de fluxo a frio mínimo semelhante e carregado ao vivo.
- Gaxeta de anel laminado ou pré-formado de grafite é quimicamente inerte, exceto quando oxidantes fortes são manuseados. Este tipo de gaxeta pode ser usado para aplicações de temperatura próxima a 1400º C F. A maior dificuldade causada por este tipo de gaxeta é o atrito muito alto da gaxeta, que geralmente requer um atuador superdimensionado. O desempenho é freqüentemente comprometido, devido a aumentos significativos na histerese e na banda morta.
- As válvulas de controle não devem ter menos que uma classificação de vazamento Classe II. Para a maioria dos serviços, uma classificação de Classe IV é adequada. As classificações de Classe VI devem ser consideradas apenas para aplicações que requerem o mínimo de vazamento possível e, então, somente com a aprovação do proprietário.
- As válvulas globo de sede única com superfícies de sede metal-metal atendem à Classe IV. O fechamento Classe V pode ser obtido fornecendo um obturador aprimorado para a concentricidade do anel da sede ou polimento das superfícies de assentamento e / ou aumentando o empuxo do atuador. Sedes resilientes em válvulas de sede única podem fornecer fechamento Classe VI.
- As características de fluxo da válvula de controle são determinadas principalmente pelo design do interno da válvula. As três características inerentes disponíveis são abertura rápida, linear e porcentagem igual. Algumas características de porcentagem igual modificadas geralmente caindo entre as características de porcentagem linear e igual estão algumas vezes disponíveis.
- As características instaladas geralmente diferem significativamente das características inerentes se a queda de pressão na válvula de controle varia com o fluxo. Como resultado, plugues de porcentagem igual são geralmente usados para aplicações de controle de fluxo porque a maior parte da queda de pressão do sistema não ocorre através da válvula de controle. Os plugues lineares são comumente usados para aplicações onde a maior parte da queda de pressão do sistema ocorre na válvula de controle.
- Como parte da seleção da válvula, o sistema geral no qual a válvula será instalada deve ser considerado. Um sistema típico (além das válvulas de controle) inclui uma bomba ou compressor, que fornece energia, e outros tipos de equipamentos de refinaria, como tubulações, trocadores, fornos e válvulas manuais, que oferecem resistência ao fluxo. Observe que a pressão diferencial entre a curva de pressão da bomba e a curva de queda de pressão do sistema é a quantidade de pressão disponível para a válvula de controle. Se nenhuma válvula de controle fosse usada, o fluxo seria sempre na taxa indicada pela interseção das duas curvas.
Os principais fatores que devem ser conhecidos para o dimensionamento preciso são:
(1) As pressões a montante e a jusante nas taxas de fluxo consideradas.
(2) A temperatura do fluido.
(3) A fase do fluido (gás, líquido, pasta) e a densidade do fluido (gravidade específica, peso específico, peso molecular).
(4) A viscosidade (líquidos).
(5) A pressão de vapor e a pressão crítica (líquidos).
(6) Relação de calor específico (gás).
(7) O fator de compressibilidade (gás).