Por que as válvulas, dispositivos aparentemente simples, são responsáveis por até 50% dos custos de engenharia de tubulações? Este artigo explora a função crítica das válvulas nos sistemas de tubulação de fluidos, enfatizando a importância de selecionar o tipo certo e realizar testes rigorosos de pressão. Os leitores aprenderão sobre vários tipos de válvulas, suas aplicações e os principais pontos para garantir o desempenho e a segurança ideais em ambientes industriais complexos. Descubra como fazer escolhas informadas na seleção de válvulas pode resultar em economia de custos e maior segurança operacional.
Em sistemas de tubulação de fluido, as válvulas reguladoras são unidades de controle, e seu investimento representa de 30% a 50% do custo de engenharia da tubulação.
As principais funções das válvulas são abrir e fechar, estrangular, regular o fluxo, isolar equipamentos e sistemas de tubulação, impedir o refluxo do meio e regular e exaurir a pressão.
As válvulas também são os componentes mais complexos das tubulações, geralmente montadas a partir de várias peças com alto conteúdo técnico.
Com o rápido desenvolvimento do setor petroquímico, os meios de comunicação nos equipamentos de produção petroquímica são, em sua maioria, tóxicos, inflamáveis, explosivos e altamente corrosivos, e as condições de operação são complexas e severas, com altas temperaturas e pressões de operação e longos ciclos de inicialização.
Quando uma válvula falha, ela pode causar vazamento de meio, poluindo o meio ambiente e causando perdas econômicas e, em casos graves, pode fazer com que o equipamento interrompa a produção ou até mesmo causar um acidente catastrófico.
Portanto, no projeto da tubulação, a escolha das válvulas de forma científica e razoável pode não apenas reduzir o custo de construção do equipamento, mas também garantir uma operação segura.
Este artigo apresenta principalmente os métodos de seleção de várias válvulas comumente usadas, como válvulas de gaveta, válvulas globo, válvulas de estrangulamento, válvulas de bujão, válvulas de esfera e válvulas de controle de diafragma.
1. Defina claramente a finalidade da válvula no equipamento ou dispositivo.
Determine as condições de trabalho da válvula, como as propriedades do meio aplicável, a pressão de trabalho, a temperatura de trabalho e o método de controle de operação.
2. Selecione adequadamente o tipo de válvula.
A seleção correta do tipo de válvula é um pré-requisito para que o projetista tenha pleno conhecimento de todo o processo de produção e das condições operacionais.
Ao selecionar o tipo de válvula, o projetista deve primeiro conhecer as características estruturais e o desempenho de cada tipo de válvula.
3. Determine a conexão final da válvula.
Nas conexões rosqueadas, conexões de flange e conexões de extremidade de solda, as duas primeiras são mais comumente usadas. As conexões rosqueadas são usadas principalmente para válvulas com diâmetros nominais abaixo de 50 mm.
Se o tamanho do diâmetro for muito grande, a instalação e a vedação da parte da conexão serão muito difíceis. As válvulas conectadas por flange são relativamente fáceis de instalar e desmontar, mas são mais pesadas e mais caras do que as válvulas conectadas por rosca.
Portanto, eles são adequados para conectar tubulações de vários diâmetros e pressões.
As conexões de solda são mais confiáveis do que as conexões de flange sob cargas mais pesadas, mas são mais difíceis de desmontar e instalar.
Portanto, seu uso é limitado a ocasiões em que podem operar de forma confiável por um longo período, ou quando as condições de operação são pesadas e as temperaturas são altas.
4. Seleção dos materiais da válvula.
Ao selecionar os materiais para o corpo da válvula, as peças internas e a superfície de vedação, além de considerar as propriedades físicas (temperatura, pressão) e químicas (corrosão) do meio de trabalho, a limpeza do meio (presença de partículas sólidas) também deve ser levada em conta.
Além disso, devem ser consultadas as regulamentações relevantes do país e do departamento do usuário.
A escolha do material correto e razoável para a válvula pode proporcionar uma vida útil mais econômica e o melhor desempenho.
O material do corpo da válvula é selecionado na ordem de ferro fundido, aço carbono e aço inoxidável, e o material do anel de vedação é selecionado na ordem de borracha, cobre, aço-liga e F4.
5. Outros
Além disso, a taxa de fluxo e o nível de pressão do fluido que passa pela válvula devem ser determinados, e as válvulas apropriadas devem ser selecionadas usando os dados disponíveis, como catálogos de produtos de válvulas e amostras.
Há muitos tipos e variedades complexas de válvulas, incluindo válvulas de gaveta, válvulas globo, válvulas de estrangulamento, válvulas borboleta, válvulas de plugue, válvulas de esfera, válvulas elétricas, válvulas de diafragma, válvulas de retenção, válvulas de segurança, válvulas redutoras de pressão, válvulas de purga de vapor e válvulas de corte de emergência. As válvulas comumente usadas são válvulas de gaveta, válvulas globo, válvulas de estrangulamento, válvulas de plugue, válvulas borboleta, válvulas de esfera, válvulas de retenção e válvulas de diafragma.
1. Válvula de gaveta
Uma válvula de gaveta é uma válvula que pode abrir ou fechar uma passagem de fluido acionando o membro de fechamento (placa da válvula) para cima e para baixo ao longo da superfície de vedação da sede da válvula com uma haste de válvula.
As válvulas de gaveta têm melhor desempenho de vedação e menor resistência a fluidos do que as válvulas globo. Elas são mais fáceis de abrir e fechar e têm certo desempenho de regulagem.
Elas são uma das válvulas de fechamento mais comumente usadas.
As desvantagens das válvulas de gaveta são o tamanho grande e a estrutura complexa em comparação com as válvulas globo, e a superfície de vedação é propensa ao desgaste e difícil de reparar, portanto, geralmente não são adequadas para estrangulamento.
De acordo com a posição da rosca na haste da válvula, as válvulas de gaveta podem ser divididas em dois tipos: haste ascendente e haste não ascendente.
De acordo com as características estruturais da placa do portão, elas podem ser divididas em tipo cunha e tipo paralelo.
2. Válvula globo
Uma válvula globo é uma válvula de fechamento para baixo. O membro de fechamento (disco da válvula) é acionado por uma haste da válvula para se mover para cima e para baixo ao longo do eixo da sede da válvula (superfície de vedação).
Em comparação com as válvulas de gaveta, as válvulas globo têm melhor desempenho de regulagem, pior desempenho de vedação, estrutura simples, fácil fabricação e manutenção, maior resistência a fluidos e preço mais barato.
Elas são uma válvula de fechamento comumente usada em tubulações de diâmetro médio e pequeno.
3. Válvula de esfera
O membro de fechamento de uma válvula de esfera é uma esfera com um orifício de passagem circular, que gira com a haste da válvula para abrir e fechar a válvula.
As válvulas de esfera têm uma estrutura simples, abertura e fechamento rápidos, operação conveniente, tamanho pequeno, peso leve, menos componentes, baixa resistência a fluidos, bom desempenho de vedação e fácil manutenção.
4. Válvula do acelerador
A estrutura de uma válvula de estrangulamento é basicamente a mesma de uma válvula globo, exceto pelo disco de estrangulamento, que tem formas e características diferentes e um diâmetro menor do que a sede da válvula.
Não é adequado ter um diâmetro muito grande, pois o aumento da taxa de fluxo do meio devido à menor altura de abertura poderia acelerar a erosão contra o disco do acelerador.
As válvulas de aceleração têm dimensões pequenas, peso leve, bom desempenho de regulagem, mas baixa precisão de regulagem.
5. Válvula de plugue
Uma válvula de plugue tem um plugue com um orifício de passagem como membro de fechamento. O plugue gira com a haste da válvula para abrir e fechar a válvula.
As válvulas de plugue têm uma estrutura simples, abertura e fechamento rápidos, operação fácil, baixa resistência a fluidos, menos componentes e peso leve. As válvulas de plugue podem ser de passagem reta, três vias ou quatro vias.
As válvulas de plugue de passagem reta são usadas para cortar o meio, e as válvulas de plugue de três e quatro vias são usadas para mudar a direção do meio ou para distribuir o meio.
6. Válvula borboleta
Uma válvula borboleta usa uma placa borboleta para girar 90 graus dentro do corpo da válvula para concluir a ação de abertura e fechamento. As válvulas borboleta têm tamanho pequeno, peso leve, estrutura simples e apenas alguns componentes.
Elas podem ser abertas e fechadas rapidamente, girando 90 graus, e são fáceis de operar.
Quando a placa borboleta está totalmente aberta, a espessura da placa é a única resistência que o meio flui através do corpo da válvula, de modo que a queda de pressão gerada pela válvula é pequena, e a válvula tem excelentes características de controle de fluxo.
As válvulas borboleta são fornecidas em dois tipos de vedação: vedação elástica macia e vedação metálica dura.
Para válvulas de vedação elástica, o anel de vedação pode ser embutido no corpo da válvula ou fixado na circunferência da placa borboleta, que tem bom desempenho de vedação e pode ser usado para estrangulamento, bem como para tubulações de médio vácuo e meios corrosivos.
As válvulas com vedação metálica geralmente têm vida útil mais longa do que as válvulas com vedação elástica, mas é difícil obter vedação completa. Geralmente, são usadas em situações em que o fluxo e a queda de pressão variam muito e exigem um bom desempenho de estrangulamento.
A vedação metálica pode se adaptar a temperaturas operacionais mais altas, enquanto a vedação elástica tem o defeito de ser limitada pela temperatura.
7. Válvula de retenção
Uma válvula de retenção é uma válvula que pode impedir automaticamente o refluxo do fluido. O membro de fechamento de uma válvula de retenção se abre sob a ação da pressão do fluido, permitindo que ele flua do lado da entrada para o lado da saída.
Quando a pressão no lado da entrada é menor que a pressão no lado da saída, o membro de fechamento se fecha automaticamente sob a ação de fatores como a diferença de pressão do fluido e seu próprio peso, para evitar o refluxo do fluido.
As válvulas de retenção podem ser divididas em válvulas de retenção do tipo elevador e válvulas de retenção do tipo oscilante, de acordo com suas formas estruturais.
As válvulas de retenção do tipo elevador têm melhor desempenho de vedação, mas maior resistência a fluidos do que as válvulas de retenção do tipo oscilante.
Para a porta de sucção do tubo de sucção de uma bomba, recomenda-se uma válvula de pé, que serve para encher o tubo de entrada da bomba com água antes do bombeamento e para manter o tubo de entrada e o corpo da bomba cheios de água depois de parar a bomba para se preparar para a próxima partida.
As válvulas de pé geralmente só são instaladas em tubulações verticais na entrada da bomba, e o meio flui de baixo para cima.
8. Válvula de diafragma
O membro de fechamento de uma válvula de diafragma é um diafragma de borracha, que é fixado entre o corpo da válvula e a tampa da válvula.
A parte saliente do diafragma é fixada na haste da válvula, e o corpo da válvula é revestido de borracha. Como o meio não entra na cavidade interna da tampa da válvula, a haste da válvula não precisa de uma caixa de vedação.
As válvulas de diafragma têm uma estrutura simples, bom desempenho de vedação, fácil manutenção e baixa resistência a fluidos. As válvulas de diafragma podem ser divididas em tipo de barragem, tipo de passagem reta, tipo de ângulo reto e tipo de passagem de fluxo.
1. Diretrizes de seleção para válvulas de gaveta
Em geral, as válvulas de gaveta devem ser a primeira opção. As válvulas de gaveta são adequadas não apenas para meios como vapor e óleo, mas também para meios que contêm partículas sólidas e têm alta viscosidade. Elas também são adequadas para válvulas usadas em sistemas de ventilação e baixo vácuo.
Para meios com partículas sólidas, o corpo da válvula de gaveta deve ter um ou dois orifícios de descarga.
Para meios de baixa temperatura, devem ser selecionadas válvulas de gaveta especiais para baixa temperatura.
2. Diretrizes de seleção para válvulas globo
As válvulas globo são adequadas para tubulações ou dispositivos com meios de alta temperatura e pressão em que os requisitos de resistência a fluidos não são estritamente necessários, como tubulações de vapor com DN ＜ 200 mm.
Válvulas pequenas, como válvulas de agulha, válvulas de instrumento, válvulas de amostragem e válvulas de manômetro, também podem usar válvulas globo.
As válvulas globo podem ser usadas para regular a vazão ou a pressão, mas exigem uma precisão de regulagem menor e, quando o diâmetro da tubulação é relativamente pequeno, é preferível usar válvulas globo ou válvulas de estrangulamento.
No entanto, as válvulas de gaveta não são adequadas para meios com alta viscosidade ou meios que contenham partículas que tendem a se depositar. Elas também não são adequadas para válvulas usadas em sistemas de ventilação ou de baixo vácuo.
3. Diretrizes de seleção para válvulas de esfera
As válvulas de esfera são adequadas para meios de baixa temperatura, alta pressão e alta viscosidade.
A maioria das válvulas de esfera pode ser usada em meios com partículas sólidas em suspensão e também pode ser usada para meios em pó e granulares, de acordo com os requisitos do material de vedação.
As válvulas de esfera de passagem plena não são adequadas para regulagem e controle de fluxo, mas são adequadas para situações que exigem ação rápida de ligar e desligar e são fáceis de implementar o corte de emergência em acidentes.
As válvulas de esfera são recomendadas para tubulações com desempenho rigoroso de vedação, desgaste, canais de contração, ações rápidas de abertura e fechamento, fechamento de alta pressão (grande diferença de pressão), baixo ruído, fenômeno de gaseificação, baixo torque operacional e baixa resistência do fluido.
As válvulas de esfera são adequadas para estruturas leves, fechamento de baixa pressão e meios corrosivos. As válvulas de esfera também são a válvula ideal para meios criogênicos e de baixa temperatura e, para tubulações e dispositivos com meios de baixa temperatura, devem ser selecionadas válvulas de esfera de baixa temperatura com tampas de válvula adicionais.
Ao selecionar válvulas de esfera flutuante, o material da sede da válvula deve suportar a carga da esfera e do meio de trabalho.
As válvulas de esfera de grande diâmetro exigem maior força durante a operação, e as válvulas de esfera com DN≥200 mm devem ser equipadas com transmissão por engrenagem sem-fim. As válvulas de esfera de esfera fixa são adequadas para diâmetros maiores e pressões mais altas.
Além disso, as válvulas de esfera usadas para manusear materiais altamente tóxicos e meios combustíveis devem ter estruturas resistentes ao fogo e antiestáticas.
4. Diretrizes de seleção para válvulas de aceleração
As válvulas de estrangulamento são adequadas para situações com temperaturas mais baixas do meio, mas com pressões mais altas, e para locais que exigem regulagem de fluxo e pressão.
No entanto, elas não são adequadas para meios com alta viscosidade ou que contenham partículas sólidas, e não devem ser usadas como válvulas de corte.
5. Diretrizes de seleção para válvulas de plugue
As válvulas de plugue são adequadas para situações que exigem ações rápidas de abertura e fechamento, mas geralmente não são adequadas para vapor e meios com temperaturas mais altas.
Eles são adequados para meios com temperaturas mais baixas e viscosidade mais alta, além de serem adequados para meios com partículas em suspensão.
6. Diretrizes de seleção para válvulas borboleta
As válvulas borboleta são adequadas para diâmetros maiores (como DN﹥600 mm) e comprimentos estruturais mais curtos, além de situações que exigem regulagem de fluxo com abertura e fechamento rápidos.
Geralmente são usados para água, óleo, ar comprimido e outros meios com temperaturas ≤ 80°C e pressões ≤ 1,0 MPa.
Devido à maior perda de pressão em comparação com as válvulas de gaveta e de esfera, as válvulas borboleta são adequadas para sistemas de tubulação com requisitos de perda de pressão menos rigorosos.
7. Diretrizes de seleção para válvulas de retenção
As válvulas de retenção são geralmente adequadas para meios limpos e não devem ser usadas para meios com partículas sólidas ou alta viscosidade.
Para tamanhos ≤40 mm, recomenda-se o uso de válvulas de retenção de elevação (só podem ser instaladas em tubulações horizontais).
Para DN ＝ 50 ～ 400 mm, recomenda-se o uso de válvulas de retenção de giro (podem ser instaladas em tubulações horizontais e verticais, mas para tubulações verticais, o meio deve fluir de baixo para cima).
Para DN≥450 mm, recomenda-se o uso de válvulas de retenção de amortecimento. As válvulas de retenção de aba dupla também podem ser usadas para DN＝100～400mm. As válvulas de retenção oscilantes podem ser projetadas com alta pressão de trabalho, com PN de até 42 MPa.
Eles podem ser adequados para qualquer meio de trabalho e faixa de temperatura de trabalho, dependendo do material do corpo e dos componentes de vedação.
A mídia pode incluir água, vapor, gás, mídia corrosiva, óleo, produtos farmacêuticos, etc., e a faixa de temperatura de trabalho pode estar entre -196℃ e 800℃.
8. Diretrizes de seleção para válvulas de diafragma
As válvulas de diafragma são adequadas para óleo, água, meios ácidos e meios contendo sólidos em suspensão com temperatura de trabalho abaixo de 200°C e pressão abaixo de 1,0 MPa.
Elas não são adequadas para solventes orgânicos e meios oxidantes fortes. Para meios com partículas de moagem, devem ser selecionadas válvulas de diafragma do tipo barreira, e a tabela de características de fluxo deve ser consultada ao selecionar a válvula de diafragma do tipo barreira.
Para fluidos viscosos, pasta de cimento e meios sedimentares, devem ser selecionadas válvulas de diafragma de passagem reta. Exceto por requisitos específicos, as válvulas de diafragma não devem ser usadas em tubulações de vácuo ou equipamentos de vácuo.
Em geral, as válvulas industriais não são submetidas a testes de resistência durante o uso, mas as válvulas que foram reparadas ou as válvulas com corpos e tampas corroídos ou danificados devem ser submetidas a testes de resistência.
No caso de válvulas de segurança, a pressão de ajuste, a pressão de restabelecimento e outros testes devem estar de acordo com as instruções e os regulamentos relevantes.
Testes de resistência e vedação devem ser realizados durante a instalação da válvula. As válvulas de baixa pressão devem ser inspecionadas aleatoriamente a 20% e, se falharem, deve ser realizada uma inspeção a 100%.
As válvulas de média e alta pressão devem ser inspecionadas 100%. Os meios comumente usados para teste de pressão de válvulas incluem água, óleo, ar, vapor, nitrogênio, etc.
Os métodos de teste de pressão para várias válvulas industriais, incluindo válvulas pneumáticas, são os seguintes:
1. Método de teste de pressão para válvulas de esfera
O teste de resistência das válvulas de esfera pneumáticas deve ser realizado com a esfera em um estado semiaberto.
①Teste de vedação para válvulas de esfera flutuante:
Coloque a válvula em um estado semiaberto, introduza o meio de teste em uma extremidade e feche a outra extremidade.
Gire a esfera várias vezes e verifique o desempenho da vedação da caixa de empanque e da gaxeta quando a válvula estiver no estado fechado, sem nenhum vazamento.
Em seguida, introduza o meio de teste pela outra extremidade e repita o teste acima.
②Teste de vedação para válvulas de esfera fixa:
Gire a esfera várias vezes sem carga antes do teste. As válvulas de esfera fixas devem estar no estado fechado.
Introduza o meio de teste em uma extremidade até o valor especificado e verifique o desempenho da vedação da extremidade de entrada com um manômetro.
A precisão do manômetro deve ser de 0,5 a 1 nível, e a faixa deve ser 1,5 vezes a pressão de teste.
Se não houver queda de pressão dentro do tempo especificado, ele está qualificado. Introduza o meio de teste pela outra extremidade e repita o teste acima.
Em seguida, coloque a válvula em um estado semiaberto, feche as duas extremidades e preencha a cavidade com o meio.
Verifique o desempenho da vedação da caixa de empanque e da gaxeta sob a pressão de teste sem nenhum vazamento.
③As válvulas de esfera de três vias devem passar por um teste de vedação em cada posição.
2. Método de teste de pressão para válvulas de retenção
Status do teste: Para válvulas de retenção de elevação, o eixo da aba da válvula está em uma posição perpendicular à horizontal; para válvulas de retenção de giro, o eixo do canal e o eixo da aba da válvula estão aproximadamente paralelos à linha horizontal.
Durante o teste de resistência, introduza o meio de teste da extremidade de entrada até o valor especificado e feche a outra extremidade. O corpo e a tampa da válvula não devem apresentar nenhum vazamento para serem qualificados.
Durante o teste de vedação, introduza o meio de teste pela extremidade de saída e verifique a superfície de vedação, a caixa de empanque e a gaxeta na extremidade de entrada. Não deve haver nenhum vazamento para ser qualificado.
3. Método de teste de pressão para válvulas redutoras de pressão
① O teste de resistência da válvula redutora de pressão geralmente é realizado após o teste e a montagem de uma peça única, e também pode ser realizado após a montagem.
A duração do teste de resistência é de 1 minuto para DN150mm.
Depois que os foles e os componentes forem soldados, um teste de resistência à pressão de ar deve ser realizado a 1,5 vezes a pressão mais alta usada com a válvula redutora de pressão.
② Durante o teste de vedação, ele deve ser realizado de acordo com o meio de trabalho real.
Ao testar com ar ou água, a pressão de teste deve ser 1,1 vez a pressão nominal.
Ao testar com vapor, deve ser usada a pressão máxima de trabalho permitida na temperatura de trabalho.
A diferença entre a pressão de entrada e a pressão de saída não deve ser inferior a 0,2 MPa.
O método de teste é o seguinte:
Depois de ajustar a pressão de entrada, ajuste gradualmente o parafuso regulador da válvula para que a pressão de saída mude de forma sensível e contínua dentro da faixa de valores máximo e mínimo sem estagnação ou resistência do cartão.
No caso de válvulas redutoras de pressão de vapor, depois de ajustar a pressão de entrada, feche a válvula de fechamento após fechar a válvula.
A pressão de saída é o valor mais alto e o mais baixo. Dentro de 2 minutos, o aumento da pressão de saída deve atender aos requisitos especificados na Tabela 4.176-22.
Ao mesmo tempo, o volume da tubulação pós-válvula deve atender aos requisitos especificados na Tabela 4.18 para ser qualificado. Para válvulas redutoras de pressão de água e ar, quando a pressão de entrada for ajustada e a pressão de saída for zero, a válvula redutora de pressão deverá ser fechada para um teste de vedação. Nenhum vazamento em 2 minutos é qualificado.
4. Método de teste de pressão para válvulas borboleta
O teste de resistência das válvulas borboleta pneumáticas é o mesmo das válvulas globo.
O teste de desempenho de vedação das válvulas borboleta deve introduzir o meio de teste a partir da extremidade por onde o meio flui.
A placa borboleta deve ser aberta e a outra extremidade deve ser fechada. Em seguida, a pressão deve ser injetada até o valor especificado.
Depois de verificar se não há vazamento na caixa de empanque e em outros locais de vedação, feche a placa borboleta, abra a outra extremidade da válvula e verifique se não há vazamento no local de vedação da placa borboleta.
As válvulas borboleta usadas para regular o fluxo podem não exigir um teste de desempenho de vedação.
5. Método de teste de pressão para válvulas de plugue
Durante o teste de resistência das válvulas de plugue, introduza o fluido em uma extremidade, feche as passagens restantes e gire o plugue para cada posição de trabalho até que esteja totalmente aberto para o teste. O corpo da válvula não deve apresentar nenhum vazamento para ser qualificado.
Durante o teste de desempenho da vedação, a válvula de plugue de passagem reta deve manter a mesma pressão na câmara e na passagem. O plugue deve ser girado para a posição fechada e a inspeção deve ser realizada pela outra extremidade.
Em seguida, gire o plugue 180 graus e repita o teste acima. A válvula de plugue de três ou quatro vias deve manter a mesma pressão em uma extremidade da câmara e da passagem.
Gire o plugue para a posição fechada, um a um, e inspecione simultaneamente a partir da outra extremidade.
Antes do teste da válvula de plugue, uma camada de óleo lubrificante fino não ácido pode ser revestida na superfície de vedação. Não deve haver vazamento e gotas de água expandidas dentro do tempo especificado para ser qualificado.
O tempo de teste da válvula de plugue pode ser mais curto e geralmente segue os requisitos do diâmetro nominal, que é de 1 a 3 minutos.
Para válvulas de bujão de gás, o teste de desempenho da vedação de ar deve ser realizado a 1,25 vezes a pressão de trabalho.
6. Método de teste de pressão para válvulas de diafragma
Durante o teste de resistência das válvulas de diafragma, introduza o meio em uma das extremidades, abra o disco da válvula e feche a outra extremidade. Depois que a pressão de teste for elevada ao valor especificado, o corpo e a tampa da válvula não devem apresentar nenhum vazamento para serem qualificados.
Em seguida, reduza a pressão para a pressão de teste de desempenho de vedação, feche o disco da válvula e inspecione pela outra extremidade. Não deve haver nenhum vazamento a ser qualificado.
7. Método de teste de pressão para válvulas globo e válvulas de estrangulamento
O teste de resistência das válvulas globo e válvulas de borboleta geralmente é realizado colocando-se a válvula montada na estrutura de teste de pressão, abrindo o disco da válvula e introduzindo o meio até o valor especificado.
Verifique se o corpo e a tampa da válvula estão suando ou com vazamento. O teste de peça única também pode ser realizado. Somente as válvulas globo exigem um teste de desempenho de vedação.
Durante o teste das válvulas globo, a haste da válvula deve estar em uma posição vertical e o disco da válvula deve estar aberto.
O meio deve ser introduzido de uma extremidade abaixo do disco da válvula até o valor especificado, e a caixa de empanque e a gaxeta devem ser inspecionadas.
Depois de passar no teste, feche o disco da válvula e verifique se há algum vazamento na outra extremidade. Se forem necessários os testes de desempenho de resistência e vedação, o teste de resistência deve ser realizado primeiro.
Em seguida, reduza a pressão para a pressão do teste de desempenho de vedação, inspecione a caixa de vedação e a gaxeta, feche o disco da válvula e verifique se há algum vazamento na extremidade de saída.
8. Método de teste de pressão para válvulas de gaveta
O teste de resistência das válvulas de gaveta é o mesmo que o das válvulas globo. Há dois métodos para testes de desempenho de vedação de válvulas de gaveta:
① Abra a comporta e aumente a pressão dentro da válvula até o valor especificado.
Em seguida, feche o portão e remova imediatamente a válvula do portão. Verifique se há vazamento na vedação de ambos os lados do portão ou injete diretamente o meio de teste no plugue da tampa da válvula até o valor especificado e inspecione as superfícies de vedação em ambos os lados do portão.
Esse método é chamado de método de pressão intermediária, mas não é adequado para testes de vedação de válvulas de gaveta com diâmetro nominal inferior a DN32 mm.
② O outro método é abrir a porta e aumentar a pressão de teste dentro da válvula até o valor especificado.
Em seguida, feche a porta e abra uma extremidade da placa cega para inspecionar se há vazamento na face de vedação. Repita o teste acima várias vezes até ser aprovado.
O teste de desempenho de vedação das válvulas de gaveta pneumáticas deve ser realizado na caixa de empanque e nas gaxetas antes do teste de desempenho de vedação da gaveta.
9. Método de teste de pressão para válvulas de segurança
① O teste de resistência das válvulas de segurança é igual ao de outras válvulas e é testado com água.
Ao testar a parte inferior do corpo da válvula, introduza pressão a partir da extremidade de entrada e vede a superfície de vedação. Ao testar a parte superior do corpo da válvula e a tampa da válvula, introduza pressão a partir da extremidade de saída e vede a outra extremidade.
O corpo e a tampa da válvula não devem apresentar nenhum vazamento dentro do tempo especificado para serem qualificados.
② O teste de desempenho de vedação e o teste de ajuste de pressão geralmente usam os seguintes meios: vapor saturado para válvulas de segurança de vapor, ar para amônia ou outros gases e água ou outros líquidos não corrosivos para válvulas de segurança de líquidos.
O nitrogênio é comumente usado como meio de teste para válvulas de segurança em posições importantes.
O teste de vedação é realizado com a pressão de teste sendo o valor da pressão nominal, e deve ser repetido pelo menos duas vezes. Não deve haver nenhum vazamento dentro do tempo especificado para ser qualificado.
Os métodos de detecção de vazamento incluem o uso de manteiga para fixar papel fino no flange de saída, e as protuberâncias do papel são vazamentos, e o uso de manteiga para fixar uma placa de plástico fina ou outras placas na parte inferior do flange de saída, e a inspeção é realizada após o enchimento com água, e a ausência de bolhas indica que não há vazamento.
O teste de pressão de ajuste e de ressuspensão das válvulas de segurança deve ser realizado pelo menos três vezes e ser qualificado de acordo com os requisitos especificados.
Outros testes de desempenho para válvulas de segurança podem ser encontrados em GB/T12242-1989 Safety Valve Performance Test Method.
Com base na análise acima, as válvulas de gaveta geralmente devem ser a opção preferida.
As válvulas globo são adequadas para tubulações com requisitos de baixa resistência a fluidos, bem como para meios de alta temperatura e alta pressão em tubulações ou dispositivos.
Elas não devem ser usadas para meios com alta viscosidade ou que contenham partículas, nem para válvulas de liberação de ar ou válvulas em sistemas de baixo vácuo.
As válvulas de esfera são adequadas para meios de baixa temperatura, alta pressão e alta viscosidade.
Geralmente são usados em tubulações com desempenho rigoroso de vedação, desgaste, passagens estreitas, abertura e fechamento rápidos, alta diferença de pressão, baixo ruído, gaseificação, pequeno torque operacional e baixa resistência a fluidos.
As válvulas de estrangulamento são adequadas para ocasiões com baixa temperatura e alta pressão, não para meios com alta viscosidade ou que contenham partículas sólidas, e não para válvulas de fechamento.
As válvulas de plugue são adequadas para ocasiões que exigem abertura e fechamento rápidos. Em geral, elas não são adequadas para vapor e meios de alta temperatura, mas são adequadas para meios com baixa temperatura e alta viscosidade, bem como para meios com partículas em suspensão.
As válvulas borboleta são geralmente usadas para água, óleo e meios de ar comprimido com uma temperatura de ≤80°C e uma pressão de ≤1,0MPa. Devido à perda de pressão relativamente grande em comparação com as válvulas de gaveta e as válvulas de esfera, as válvulas borboleta são adequadas para sistemas de tubulação com requisitos de perda de pressão menos rigorosos.
As válvulas de retenção são geralmente adequadas para meios limpos e não devem ser usadas para meios que contenham partículas sólidas ou com alta viscosidade.
As válvulas de diafragma são adequadas para óleos, água, meios ácidos e meios que contenham matéria em suspensão com uma temperatura de trabalho inferior a 200°C e uma pressão inferior a 1,0 MPa. Elas não são adequadas para solventes orgânicos ou meios oxidantes fortes.
Em sistemas de tubulação em setores como o de petróleo e o químico, as aplicações de válvulas, as frequências de operação e os ambientes de serviço variam muito. O controle ou a eliminação de pequenos vazamentos é importante e crítico. A seleção adequada da válvula pode reduzir os custos de construção e garantir uma produção segura.
As válvulas de esfera fixa controlam a abertura e o fechamento da válvula girando a esfera dentro da válvula. Há um orifício de passagem no meio da esfera, que pode girar 90 graus.
O diâmetro do orifício de passagem é igual ou menor que o diâmetro da tubulação. Quando a esfera gira 90 graus, as faces de entrada e saída da tubulação são ambas superfícies da esfera, fechando assim a válvula e cortando o fluido.
Quando a válvula de esfera gira 90 graus, as faces de entrada e saída da tubulação são as duas superfícies do orifício da esfera, e o fluido passa pela válvula. A válvula de esfera fixa pode ser girada em diferentes ângulos para controlar o tamanho do fluxo do fluido.
As válvulas de esfera fixas são comumente usadas em tubulações gerais, como para o transporte de água, óleo, vapor e outros fluidos.
As válvulas globo, também conhecidas como válvulas de gaveta, podem vedar completamente a saída da sede da válvula aplicando pressão por meio da rotação da haste da válvula, impedindo assim o fluxo de fluido.
As válvulas globo são comumente usadas em tubulações para gases e líquidos corrosivos, como gás natural, gás liquefeito e ácido sulfúrico.
As válvulas de gaveta funcionam como um portão e controlam o fluxo de fluido girando a haste da válvula para mover a válvula de gaveta para cima e para baixo. Os anéis de vedação em ambos os lados da válvula de gaveta podem vedar completamente toda a seção.
As válvulas de gaveta só podem ser totalmente abertas ou totalmente fechadas e não podem ser usadas como válvulas de controle de fluxo. As válvulas de gaveta são usadas principalmente como dispositivos de fechamento em tubulações para abastecimento de água, esgoto, navios e outras aplicações.
A válvula de retenção oscilante é aberta pela pressão do fluido e fechada por gravidade quando a pressão do fluido nas tubulações de entrada e saída da válvula está equilibrada. Sua principal função é evitar que o fluido retorne, e ela pertence às válvulas automáticas. É usada principalmente em tubulações dos setores de petróleo, químico, farmacêutico e outros.
As válvulas borboleta, também conhecidas como válvulas flip plate, podem girar 90 graus, e a rotação da haste da válvula aciona o disco para alterar o ângulo do disco, controlando assim o fluxo do fluido. Elas podem ser usadas para fechar, conectar e regular o fluxo de fluido em tubulações. As válvulas borboleta são comumente usadas em tubulações de abastecimento de água, gás e outras tubulações como dispositivos de controle de fluxo e fechamento.
As válvulas de regulagem, também conhecidas como válvulas de controle, são usadas para controlar o tamanho do fluxo de fluido. Quando a parte de regulagem da válvula recebe o sinal de controle, a haste da válvula controla automaticamente o grau de abertura e fechamento da válvula com base no sinal, regulando assim a taxa de fluxo e a pressão do fluido. As válvulas de regulagem são comumente usadas em tubulações para aquecimento, fornecimento de gás, petroquímica e outras aplicações.
Válvula de transbordamento
A função das válvulas de transbordamento e das válvulas redutoras de pressão
As válvulas de transbordamento são usadas para evitar a sobrecarga do sistema e garantir a segurança, enquanto as válvulas redutoras de pressão diminuem a pressão do sistema e garantem que o sistema não seja sobrecarregado. Pode-se dizer que as válvulas de transbordamento são passivas, enquanto as válvulas redutoras de pressão são ativas.
Aqui estão algumas das principais diferenças entre as duas válvulas:
A pressão na saída é mantida constante pela válvula redutora de pressão, enquanto a válvula de transbordamento mantém a pressão na entrada.
Quando não estão em uso, a entrada e a saída da válvula redutora de pressão estão interligadas, enquanto a entrada e a saída da válvula de transbordamento não estão.
Quando não estiver em uso, o orifício da válvula redutora de pressão estará aberto, enquanto a válvula de transbordamento estará normalmente fechada.
A diferença entre válvulas de transbordamento e válvulas redutoras de pressão.
A válvula de transbordamento é uma válvula de controle de pressão que controla principalmente a pressão do sistema e também atua como um dispositivo de descarga.
1. A válvula redutora de pressão é usada principalmente para reduzir a pressão em um determinado ramo do sistema hidráulico, de modo que a pressão do ramo seja menor e estável do que a pressão do circuito de óleo principal. Dentro da faixa da pressão definida, a válvula redutora de pressão, assim como a válvula de transbordamento, é fechada.
No entanto, à medida que a pressão do sistema aumenta e atinge a pressão definida pela válvula redutora de pressão, a válvula redutora de pressão se abre, e parte do óleo retorna ao tanque por meio dela, fazendo com que o óleo no tanque se aqueça. Esse ramo da pressão do óleo não aumentará mais. Ela tem a função de reduzir e estabilizar a pressão desse ramo.
Por outro lado, a válvula de transbordamento é diferente. Ela é instalada na saída da bomba para garantir a estabilidade geral da pressão do sistema e evitar a sobrepressão. Portanto, ela tem a função de segurança, regulagem de pressão e estabilização.
2. A válvula de transbordamento geralmente é conectada em paralelo no ramo do sistema para regular a pressão, estabilizar a pressão e reduzir a pressão, enquanto a válvula redutora de pressão geralmente é conectada em série em um determinado ramo do sistema para reduzir a pressão e manter a pressão nesse ramo.
A válvula de transbordamento é normalmente fechada e só funciona quando o sistema está com excesso de pressão, enquanto a válvula redutora de pressão é normalmente aberta e reduz a pressão por meio de uma passagem estreita.
A função da válvula de transbordamento é a regulação da pressão, o transbordamento e a proteção contra sobrecarga. A válvula redutora de pressão reduz a pressão e diminui a pressão em uma determinada parte do sistema hidráulico.
Suas finalidades são diferentes, portanto, não podem ser substituídas uma pela outra. A válvula de transbordamento controla a pressão de entrada, enquanto a válvula redutora de pressão controla a pressão de saída.
Aqui estão alguns exemplos:
Digamos que você tenha um sistema hidráulico que inclua uma válvula de transbordamento. Se o fluxo de saída da bomba hidráulica exceder um determinado nível, ele transbordará pela válvula de transbordamento.
Isso reduzirá o fluxo que entra no sistema, o que estabilizará a pressão do sistema. A válvula de transbordamento é usada para controlar essa pressão estável.
Agora, vamos considerar uma válvula redutora de pressão. Há dois tipos de válvulas redutoras de pressão: a válvula redutora de pressão diferencial fixa e a válvula redutora de pressão de valor fixo. A primeira mantém uma pressão diferencial constante entre a entrada e a saída da válvula.
Por exemplo, se você definir o valor como 10 e a pressão de entrada for x, a pressão de saída da válvula redutora de pressão será x-10. Essa última mantém uma pressão de saída constante.
Por exemplo, se você definir o valor da válvula redutora de pressão de valor fixo como 20 e a pressão de entrada for maior que 20, a pressão de saída da válvula redutora de pressão será sempre 20. Você entendeu?
A válvula de segurança operada por piloto é uma nova estrutura de válvula de segurança usada principalmente nas áreas de petróleo, gás natural, produtos químicos, eletricidade, metalurgia e gás urbano. É o melhor dispositivo de proteção contra sobrepressão para equipamentos, vasos ou tubulações sob pressão.
A principal vantagem da válvula de segurança operada por piloto é que a ação direta da mola é substituída pela ação indireta da válvula piloto, o que melhora a sensibilidade da ação.
Além disso, a válvula principal adota uma estrutura de pistão de luva com sede de válvula com vedação dupla, que tem alta precisão de ação, boa repetibilidade, fechamento rápido, sem vazamento e pode lidar com descarga de alta contrapressão.
Ela tem uma longa vida útil, operação estável e confiável. A válvula de segurança operada por piloto também pode ser calibrada on-line.
Mesmo depois de repetidas aberturas e descargas, ele ainda pode ser reiniciado automaticamente e fechado com firmeza, o que facilita a operação e a manutenção.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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