Conheça os Detalhes Cruciais para a Manutenção Eficaz de Válvulas de Controle e Recupere a Eficiência Operacional do Seu Sistema
Neste artigo, exploraremos em detalhes o processo de manutenção de uma válvula de controle que se encontra travada no campo em uma posição fixa. Você aprenderá passo a passo como abordar essa situação específica, garantindo uma compreensão completa do procedimento necessário para restaurar o funcionamento adequado da válvula.
Ferramentas Necessárias:
- Ferramentas manuais como chave de boca e chave de fenda.
- Multímetro digital.
- Comunicador HART portátil configurável, caso o posicionador seja inteligente.
- Calibrador de loop ou calibrador multipropósito para fornecer sinal de 4 a 20 mA.
- Pano para limpeza.
- Conexões padrão com tubulação para verificar o movimento do atuador.
Importância de estar com as ferramentas corretas
Para realizar a manutenção eficaz de uma válvula de controle, é essencial contar com as ferramentas adequadas. Certifique-se de ter à disposição ferramentas manuais como chave de boca e chave de fenda, indispensáveis para intervenções mecânicas. Além disso, um multímetro digital se mostra crucial para avaliar e diagnosticar componentes eletrônicos.
Para válvulas equipadas com posicionadores inteligentes, um comunicador HART portátil configurável se torna uma ferramenta valiosa, permitindo ajustes precisos. Da mesma forma, a utilização de um calibrador de loop ou multipropósito é fundamental para fornecer sinais elétricos específicos, como o intervalo de 4 a 20 mA.
Não menos importante, tenha à mão um pano para limpeza, garantindo condições ideais durante a inspeção e manutenção. Por fim, as conexões padrão com tubulação são essenciais para verificar o movimento do atuador, assegurando uma abordagem abrangente na manutenção da válvula de controle.
Observe as recomendações abaixo:
- Inspecione a válvula de controle juntamente com seus acessórios associados.
- Verifique danos físicos ou vazamentos de ar. Corrija qualquer problema detectado.
- Aplique um suprimento constante de ar à válvula de controle.
- Inspecione o suprimento de ar do instrumento para o posicionador da válvula proveniente do Regulador de Filtro de Ar.
- Certifique-se de que a pressão definida no Regulador de Filtro de Ar corresponda ao valor especificado na folha de dados da Válvula de Controle.
- Se a pressão do ar for menor que o necessário, a válvula se moverá muito lentamente.
- Se a pressão do ar aumentar além do necessário, há chance de dano ao atuador.
- Para evitar danos e um funcionamento lento, ajuste a pressão do ar para o valor necessário.
- Avalie a condição da válvula de isolamento localizada no cabeçote de fornecimento de ar na ausência de fornecimento de ar.
- Mantenha a válvula de isolamento na condição fechada.
- Confirme a operação da válvula de controle a partir da sala de controle com base nas condições de campo.
- Verifique o sinal atual no posicionador eletropneumático se a válvula permanecer estacionária.
- Se não houver sinal de corrente disponível, verifique as conexões dos cabos consultando o desenho do circuito na lateral do campo e no gabinete de agrupamento.
- Inspecione as condições do fusível no gabinete de agrupamento. Substitua o fusível por um de igual classificação se estiver queimado.
- Verifique novamente a condição e resistência do cabo se houver problemas.
- Se houver algum problema com o par de cabos, substitua por um novo de boa qualidade com a mesma classificação conforme o projeto.
- Forneça uma instrução de 0 a 100% do sistema de controle para realizar testes de verificação do curso da válvula e garantir um feedback preciso da válvula de controle no SCADA ou HMI.
- Altere a configuração ou ajuste de feedback se o feedback não estiver disponível mesmo após a confirmação de um curso saudável da válvula pelo comando do sistema.
- Dois conceitos de feedback da válvula são feedback aberto, feedback fechado, e outro é feedback analógico de 0% a 100%, o que depende do projeto da válvula.
- Problemas com feedback analógico, se ocorrerem, podem ser resolvidos por meio da calibração da válvula de controle.
- Verifique as intertravas do sistema para sinais de saída analógicos no programa e condições permissivas do sistema de controle.
- O sistema de controle não transmite nenhuma instrução para lógica incorreta, e nenhum movimento da haste ocorre na válvula de controle.
- A calibração de uma válvula resolve qualquer problema ocorrido dentro do curso da válvula de controle.
- Após a calibração, verifique novamente o curso da válvula e verifique a corrente em mA na entrada do posicionador da válvula para problemas de curso, se existirem.
- Envie alguns comandos para o sistema de controle e verifique a corrente de campo em mA em um posicionador eletropneumático ou conversor I-P.
- Se algum problema for encontrado no canal de saída analógico dentro do sistema de controle, substitua o módulo analógico com defeito pelo novo módulo da mesma especificação.
- Observe as condições de funcionamento do regulador de filtro de ar.
- Verifique as condições operacionais do amplificador de volume, relé de fechamento, válvula de alívio, porta de ventilação e válvula solenoide para adições subsequentes.
- certifique-se a identificação de bloqueios e assegure-se de que não haja bloqueios, corrigindo-os se houverem.
- Substitua os componentes respectivos se problemas significativos forem identificados.
- Garanta que toda a linha do tubo esteja livre de obstruções.
- Assegure-se da ausência de obstruções e substitua-as se problemas significativos forem identificados.
- Verifique e certifique-se de que não há problemas, substituindo-os se houver.
- Verifique a condição do posicionador da válvula e sua saída.
- Calibre e repare o posicionador da válvula se não houver sinal de saída.
- Restaure uma válvula de controle sempre que necessário e calibre um posicionador de acordo com as instruções de calibração, pois o procedimento de calibração de cada modelo varia e não é o mesmo.
- Caso apresente algum erro funcional no posicionador da válvula, remova e calibre novamente, garantindo a verificação do curso da válvula de controle após a calibração.
- Possibilidades acima não forem satisfatórias, o problema está localizado no atuador ou no corpo da válvula.
- Se ocorrerem problemas na função da válvula de controle, remova todos os tubos e teste o movimento da válvula de controle fornecendo ar externo diretamente ao atuador.
- Execute a operação manual da válvula para liberar o estado travado.
- Remova a haste do atuador e a conexão da haste para verificar a função do atuador e determinar o ponto do problema.
- Verifique se o atuador está passando ar ou não, pois a maioria das válvulas de controle possui portas de passagem de ar para verificar a deterioração na membrana.
- Se o atuador estiver apresentando problemas de passagem, faça uma revisão no atuador.
- Se o atuador não estiver funcionando bem, remova a tampa e verifique a placa, a mola e outros componentes dentro do atuador da válvula de controle.
- Inspecione todos os componentes internos do atuador.
Inspeção da Válvula de Controle
Durante a inspeção/calibração, é fundamental realizar uma inspeção detalhada nos seguintes componentes:
- Anéis de Vedação (O-rings): Certifique-se de que os anéis de vedação estejam em boas condições, sem desgastes ou danos que possam comprometer a eficácia da vedação.
- Componentes Móveis, como Cames, Alavancas, Molas, etc.: Avalie o estado dos componentes móveis, garantindo que não haja desgastes excessivos ou bloqueios que possam afetar o desempenho da válvula.
- Manômetros do Diafragma: Verifique os manômetros do diafragma para garantir que estejam operando corretamente, sem vazamentos ou danos.
- Trincas: Inspecione a válvula em busca de trincas ou fissuras que possam comprometer a integridade estrutural e, consequentemente, o funcionamento adequado.
- Bico (Nozzle) e sua Palheta (Flapper): Examine o bico e a palheta para garantir que não haja obstruções ou danos que possam interferir no fluxo do fluido controlado.
- Vazamento de Ar de Alimentação: Verifique se há vazamentos de ar na alimentação, assegurando uma pressão de ar consistente para o funcionamento adequado da válvula.
- Certifique-se de que as Bobinas Elétricas e Placas Eletrônicas nos Posicionadores I-P estejam Secas e Livres de Umidade: Mantenha um ambiente seco e livre de umidade para garantir o correto funcionamento das bobinas elétricas e placas eletrônicas nos posicionadores I/P.
Por que uma válvula de controle fica presa devido ao efeito de aderência/atrito, conhecido como “stiction”?
O fenômeno de atrito, ou “stiction”, ocorre quando a válvula de controle encontra resistência ao se mover, resultando em dificuldade para realizar seus movimentos normais. Essa condição, derivada da combinação das palavras “stick” (aderir) e “friction” (fricção), faz com que a válvula tenha dificuldade de se movimentar , impedindo seu deslocamento livre, semelhante ao que ocorre na zona morta de uma válvula, em casos mais graves a válvula fica travada em uma posição.
Quando o problema de aderência, ou “Stiction”, afeta uma válvula, o movimento desta requer mais esforço. Essa força adicional pode fazer com que a válvula ultrapasse sua posição e o ponto de ajuste da zona morta, resultando no travamento da válvula em uma posição nova ou incorreta.
Este problema de aderência, ou “Stiction”, quando esse efeito acontece a malha de controle pede suas características em muitos casos ficando totalmente inoperante, em outros casos como a válvula apresenta essa dificuldade o efeito leva a válvula a deslocar em passos , diferente do que deveria acontecer que é o movimento linear. Isso acarreta em interrupções no processo e desgaste prematuro da válvula.
Por que as Válvulas de Controle Sofrem de Aderência e Como Evitar Problemas de Stiction?
As válvulas de controle podem ficar presas devido ao fenômeno conhecido como “stiction,” uma combinação de “stick” (aderir) e “friction” (fricção). Isso ocorre quando a válvula encontra resistência, dificultando seus movimentos normais e resultando em uma posição constante, semelhante à zona morta de uma válvula.
Quando o stiction afeta uma válvula, seu movimento exige maior esforço. Isso pode levar a um movimento excessivo, ultrapassando a posição desejada e a zona morta, resultando no travamento da válvula em uma nova ou incorreta posição.
Esse problema é especialmente comum em laços de controle pré-ajustados, evidenciando padrões contínuos no sinal de saída do controlador e ondas quadradas nas variáveis do processo. Essas condições podem causar interrupções no processo e desgaste prematuro da válvula.
Componentes Críticos da Válvula de Controle Submetidos à Inspeção
Durante a inspeção, certos componentes exigem atenção especial para garantir o desempenho ideal da válvula de controle:
- Diafragma do Atuador: Responsável por modular o fluxo do fluido.
- Haste do Atuador: Conecta o diafragma aos elementos de ajuste.
- Elementos de Ajuste (Plug, Assento, Gaiola e Haste): Definem o fluxo através da válvula.
- Caixa de Embalagem do Glande do Boné: Garante vedação eficaz.
- Superfície de Assentamento da Junta: Evita vazamentos.
- Teste de Partículas Magnéticas (NDT) na Parede do Corpo: Identifica danos invisíveis.
- Condição do Posicionador da Válvula: Assegura o posicionamento preciso.
- Parafusos e Porcas do Corpo da Válvula: Mantêm a integridade estrutural.
- Mola do Atuador: Contribui para o retorno eficaz.
- Volante (se instalado): Facilita a operação manual.
- Superfícies de Vedação da Junta de Flange: Evitam vazamentos na conexão.
Manter esses componentes em excelente estado é essencial para garantir que a válvula de controle opere de maneira confiável e eficiente, evitando problemas como stiction.
Como Reparar uma Válvula de Controle com Problemas de Aderência?
Quando se deparar com uma válvula de controle apresentando problemas de aderência, siga os passos abaixo para realizar a reparação de maneira eficaz:
- Dimensionamento Adequado do Atuador e Posicionador:
- Certifique-se de que o atuador e o posicionador da válvula estejam dimensionados corretamente para aplicar a força necessária ao deslocamento da válvula e resolver os problemas de aderência.
- Verificação da Pressão do Ar:
- Confira se a pressão do ar está dentro da faixa especificada, garantindo condições ideais para o funcionamento da válvula.
- Verificação do Torque na Caixa de Glande da Válvula e Inspeção:
- Verifique o torque na caixa de glande da válvula e inspecione-a. Caso necessário, realize ajustes ou substituições.
- Inspeção da Parte Interna da Válvula:
- Examine a parte interna da válvula em busca de sinais de incrustações, marcas, desgaste e danos. Substitua componentes conforme necessário.
- Análise da Superfície de Vedação da Junta na Tampa da Válvula:
- Avalie a superfície de vedação da junta na tampa da válvula, garantindo uma vedação eficaz para evitar vazamentos.
- Verificação de Contaminação no Conjunto de Haste e Assento da Válvula:
- Confira se há contaminação no conjunto de haste e assento da válvula. Em caso de dúvida, substitua por uma peça nova.
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