A seleção da válvula exige que sejam conhecidos alguns conhecimentos e conceitos básico neste artigo tentarei abordar esse pontos básicos:
- Para a seleção e dimensionamento correto da válvula para o processo é fundamental que sejam levantado os dados de processo como Pressão, vazões, pressão de vapor, densidades, temperatura e viscosidades estejam corretos.
- Realizar o levantamento das necessidades do processo para que a válvula atenda os requisitos e exigências da aplicação.
- Além dos dados de processo é importante que a válvula tenha um funcionamento adequado em toda a faixa de operação desta para isso é preciso conhecer as variações do processo operando nas condições: mínimas, médias e máximas.
- Um fator primordial para o correto funcionamento da válvula é cálculo do coeficiente de vazão (CV- É a vazão de água, em galões por minuto a 60°F , que passa pela válvula sob um diferencial de pressão de 1 PSI.)
- Identificar e quaisquer quais quer condições desfavoráveis tais como cavitação e ruído,flashing etc, uma vez identificado esses desvios criar salvaguardas para contornar esses desvio.
- · Tendo identificado o tipo correto de válvula é importante selecionar a válvula que atenda adequadamente as limitações de preço e manutenção atendendo as necessidades e proporcionar o controle estável do processo.
O que é dimensionamento de válvula?
O dimensionamento da válvula: é um procedimento que consiste em reunir em um cálculo um conjunto de condições e fatores do processo permitindo identificar o COEFICIENTE DE VAZÃO – (CV . É a vazão de água, em galões por minuto a 60°F, que passa pelaválvulasob um diferencial de pressão de 1 psi.) Carantido assim a capacidade correta e funcionamento adequado da válvula no processo.
Dimensionamento da válvula de controle
O dimensionamento da válvula é o primeiro passo para encontrar o tamanho de uma válvula é calcular o coeficiente de vazão (Cv) que é importante para o sistema.
O processo de ” dimensionamento da válvula de controle ” é um procedimento em que a dinâmica do processo do sistema deve ser compatível com as características e desempenho da válvula. Produzindo uma válvula de controle de tamanho e tipo adequados que melhor atendem às necessidades de controle de fluxo no sistema de processamento.
Desta forma o cálculo deve ser feito com máximo de cuidado e atenção aos dados e características do processo de forma a ser o mais preciso possível somente assim será possível garantir a seleção de uma válvula de controle correta para aplicação.
Cuidados que precisamos ter com o tamanho da válvula
Uma válvula de controle subdimensionada não permite a passagem adequada de vazão para o processo. No entanto também é muito comum encontrarmos válvulas superdimensionadas que são válvulas muito grandes para a aplicação.
Uma válvula superdimensionada gera ao processo grandes oscilações porque pequenas movimentos na válvula pode causar mudanças significativas às condições operacionais, tornando muito difícil e ou praticamente impossível a sintonia exata no fluxo adequado para de fluxo necessário. Uma superdimensionada funcionará quase totalmente fechada gerando a instabilidade e um controle totalmente indesejável.
A seleção de uma válvula de controle de tamanho adequado é necessária para atingir o mais alto grau de controle de processo para o líquido, gás ou fluido multifásico”.
Considerações para seleção de válvulas e melhores aplicações de controle de processo:
- Dimensione a válvula de controle para operar de 20% a 80% aberto no fluxo máximo necessário e não menos de 20% aberto no fluxo mínimo necessário.
- Para controle de vazões muito elevadas recomenda-se válvulas esfera de segmentadas pois essas apresentam alto desempenho costumam ser de tamanhos bem menores quando comparadas as válvulas globo tradicionais.
- Em alguns casos as válvulas globo apresentam tamanhos menores do que a linha de processo. Neste caso quando o tamanho da válvula é diferente do tamanho da linha é necessário que seja instalados redução na linha para adequação da linha ao tamanho da válvula.
- A característica dos internos(Trim) é selecionada para produzir um bom desempenho; os objetivos principais são geralmente o comportamento do loop de controle linear, juntamente com a rangeabilidade aceitável.
- O corpo da válvula pode ser selecionado com base nos recursos e na disponibilidade usual. Observe que o tamanho da válvula é igual ao tamanho da tubulação ou um pouco menor. Para fazer as conexões da tubulação do processo, é necessário um redutor de entrada e um expansor de saída quando o tamanho da válvula de controle for menor que a tubulação do processo.
Toque adequando do atuador:
O atuador é dimensionado com base no toque necessário para superar as forças desequilibradas no corpo da válvula, e na força de assentamento. Também com base na rigidez necessária para a estabilidade.
Velocidade de resposta do atuador:
As velocidades do atuador podem ser aumentadas aumentando com entrada instalando relé buster(amplificadores) de fluxo de ar na entrada do atuador . Adicionando válvula de descarga/escape rápida o que aumentara a vazão do escape permitindo rápida ventilação.
Posição de falha da válvula:
É de responsabilidade do engenheiro de controle de processo especificar a posição de falha da válvula. É uma prática geral em caso de falhar a válvula ir para condição de segurança podendo ser Fechada ou Aberta em função do processo ex: interromper o fornecimento de energia (vapor, óleo quente, água quente etc.). Já no caso Caldeiras fornos e sistemas de resfriamento costuma-se manter o fluxo da energia (água fria ou mais fria) são válvulas normais abertas.
As abreviações do fluxograma podem ser
FC – falha fechada
FL – falha na última posição
FI – falha indeterminada (não exatamente conhecido)
FO – falha ao abrir
Importância do posicionador:
O atuador sem molas sempre exige um posicionador.
O posicionador aumentará a pressão do atuador aumentando a pressão ou o volume.
Alterações no atrito da gaxeta devido à sujeira, corrosão, falta de lubrificação, a variação das forças dinâmicas do processo podem ser superadas com a adição de um posicionador.
Seleção do atuador
O atuador de mola e diafragma é de baixo custo, oferece alto empuxo com baixa pressão de suprimento de ar.
Os atuadores lineares de pistão fornecem cursos mais longos e podem operar com pressões de ar mais altas
Os atuadores de pistão rotativo operam com pressões de ar mais altas e podem fornecer um torque mais alto, adequado para estrangular válvulas de esfera ou borboleta grandes.