Na indústria de petróleo e gás, existem várias válvulas usadas para controlar e regular o fluxo de líquido através de dutos. Isso inclui válvulas borboleta, fechadas, de retenção, gaveta, esfera globo ou plugue.
A indústria de petróleo e gás tem seus próprios padrões a serem atendidos pelas válvulas. Essas diretrizes foram criadas pelo American Petroleum Institute (API) e aceitas por reguladores em todo o mundo. Estas regras visam aumentar a segurança operacional, reduzir as condições ambientais e promover a sustentabilidade neste setor de atividade.
Válvulas industriais: em poucas palavras
válvulas industriais são dispositivos mecânicos que abrem, fecham ou obstruem parcialmente passagens para regular o fluxo de líquido ou gás dentro de um sistema. Eles são empregados em várias aplicações, como abastecimento de água, tratamento de águas residuais, proteção contra incêndios, sistemas de manuseio de combustível e usinas de geração de energia, entre outros.
As válvulas industriais atendem a um objetivo principal: dispensar fluidos a uma taxa precisa, vedar contra vazamentos e refluxos e manter a sensibilidade ideal às mudanças de pressão e temperatura na tubulação. Além disso, devem oferecer resistência física e química adequada contra corrosão causada por fluidos de serviço ou seus ambientes imediatos.
As válvulas industriais vêm em quatro formas principais: operação manual, operação automática, alimentação auxiliar e isolamento linear. A falha de uma válvula industrial é um evento catastrófico que pode interromper outros processos na planta. É por isso que muitas válvulas são projetadas com mecanismos à prova de falhas para minimizar danos caso não possam cumprir suas funções pretendidas.
Quais tipos de válvulas são usadas na indústria de petróleo e gás?
As válvulas industriais vêm em uma variedade de designs para lidar com várias pressões. Com tantos tipos de válvulas disponíveis no mercado, pode ser complicado identificar uma adequada para sua aplicação. Felizmente, existem alguns critérios básicos que você pode usar para restringir suas escolhas e encontrar uma combinação perfeita para o seu sistema.
válvula de esfera
A válvula de esfera industrial regula o fluxo de líquido, gás e vapor girando uma esfera com um orifício interno. Os IBVs podem ser operados manualmente ou automaticamente por meio de fontes de energia elétrica, pneumática e hidráulica para maior comodidade.
A válvula é composta por quatro partes principais: corpo, esfera, haste e sede. Normalmente feito de latão ou liga dura, como aço inoxidável, o corpo atua como o controle primário para a operação da válvula.
Existem diferentes válvulas de esfera, como designs flangeados, rosqueados e soldados por soquete. Eles podem ser de uma ou várias portas, dependendo do número de sedes e portas de válvula.
Válvula de gaveta
A Válvula Gaveta Industrial é um dispositivo usado para regular o fluxo de fluido inserindo uma cunha redonda ou retangular no caminho até que fique completamente bloqueado. Aplicações comuns para esta válvula incluem água, estações de tratamento de águas residuais e sistemas de proteção contra incêndio para controlar as taxas de fluxo de fluidos.
O corpo da válvula contém todas as partes operacionais da válvula. Além disso, possui opções de montagem para conexões de entrada e saída do sistema.
Válvula global
Uma válvula globo industrial é um tipo de válvula comumente encontrada nas indústrias de petróleo e gás, química, geração de energia e tratamento de água. Eles regulam o fluxo de fluidos, controlam a pressão e gerenciam a temperatura.
As válvulas globo vêm em uma variedade de construções de metal e liga, bem como de plástico para atender a uma variedade de aplicações. No entanto, a compatibilidade do material depende do tipo, concentração e temperatura do meio a ser manuseado.
Válvula de retenção
Uma válvula de retenção industrial é um dispositivo que regula o fluxo de líquidos ou gases em um sistema de tubulação. Ao contrário de outras válvulas, estas não precisam ser monitoradas ou ajustadas; em vez disso, eles abrem e fecham automaticamente quando detectam o fluxo de fluido.
As válvulas de retenção industriais são essenciais em quase todos os setores onde a prevenção de refluxo é uma preocupação, como petróleo e gás, papel e celulose, usinas de geração de energia, embarcações marítimas e muito mais.
Válvula Borboleta
Um dispositivo engenhoso para controlar o fluxo de fluidos. Possui um disco que gira até 90 graus para estrangular ou fechar a válvula, que pode ser acionada manualmente com uma chave ou automaticamente com um atuador.
As válvulas borboleta industriais vêm em vários estilos de corpo, sendo os dois mais populares os corpos estilo lug e wafer que deslizam entre os flanges do tubo com orifícios de parafuso que correspondem aos do flange.
Válvula Criogênica
A Válvula Criogênica Industrial (LCV) é um tipo de válvula projetada para armazenar e transportar gases criogênicos em alta pressão e baixa temperatura. Esses gases têm muitos usos, como a fabricação de ferramentas de metal ou o congelamento de alimentos e vacinas.
As válvulas criogênicas consistem em um corpo de válvula, haste, gaxeta e volante ou alavanca. O corpo pode ser feito de alumínio, monel ou latão, enquanto a haste geralmente consiste em aço inoxidável ou Inconel.
Válvula de segurança
Uma válvula automática que libera gás, vapor ou fluido quando uma certa pressão é atingida ajuda a evitar falhas catastróficas e explosões em ambientes industriais.
A válvula de segurança mais comumente usada é a válvula de mola. Esses dispositivos funcionam comprimindo sua mola à medida que a pressão do sistema aumenta e, em seguida, liberando-a para permitir que gás, vapor ou fluido escapem.
Estes vêm em vários tamanhos e tipos. Alguns não são ajustáveis, enquanto outros podem ser ajustados para alterar a pressão definida.
Válvula de controle
As válvulas de controle industrial são elementos essenciais em muitas usinas de energia, fábricas de celulose e papel, processos de fabricação química, operações de processamento petroquímico, sistemas HVAC e redes de distribuição de vapor. Essas válvulas desempenham um papel significativo nesses sistemas e devem ser cuidadosamente projetadas, instaladas e mantidas para um desempenho ideal.
As válvulas de controle podem ser operadas com atuadores de ação rápida ou lenta, dependendo do mecanismo de atuação.
Materiais usados em válvulas industriais
Os invólucros das válvulas (corpos e capotas) podem ser construídos a partir de peças fundidas ou forjadas ou forjadas. As peças fundidas são criadas despejando metal fundido em um molde ou padrão antes de serem usinadas conforme necessário, enquanto as peças forjadas são formadas colocando-se metal em brasa sob intensa pressão em uma prensa de forjamento.
Aço inoxidável
Popular entre os fabricantes de válvulas, as válvulas de aço inoxidável oferecem resistência à corrosão, durabilidade e propriedades mecânicas superiores. Eles são adequados para uma variedade de ambientes de processamento que envolvem água, vapor, cloreto, ar úmido ou outros meios corrosivos.
Aço carbono
O aço carbono tem um custo menor e custo de usinagem mais fácil do que o aço inoxidável, além de ser mais resistente à abrasão e à degradação térmica. Também tem melhor resistência ao desgaste e à corrosão.
Latão
Excelente resistência à corrosão; no entanto, pode tornar-se deszincificado em certas aplicações. O latão forjado é uma forma de forjamento com várias vantagens, incluindo usinabilidade.
Superligas
Monel, Inconel e Alloy 20 são ligas de níquel-cromo comumente usadas para revestir peças internas de válvulas. Esses compostos de níquel-cromo possuem propriedades excepcionais de resistência à corrosão, que os tornam adequados para uso em ambientes corrosivos.
Poliuretano
Durável e resistente à abrasão, o poliuretano é um material popular para peças internas e externas de acabamento. Embora possa suportar altas temperaturas e pressões, não deve ser usado em temperaturas criogênicas (ultrabaixas), pois torna-se quebradiço em temperaturas mais baixas.
Componentes da Válvula
Uma válvula é um dispositivo mecânico intrincado que utiliza várias partes para regular o fluxo de fluido. Ele encontra aplicação em vários processos industriais, como tratamento de água/esgoto, geração de energia, mineração, processamento de alimentos, produção de produtos químicos/plásticos, extração de petróleo e gás e muito mais.
O corpo de uma válvula é construído em aço fundido ou forjado com conexões de tubo flangeadas, rosqueadas ou soldadas. Este shell abriga todas as peças internas e guarnições para o dispositivo.
- Atuador do
Um atuador de válvula é uma parte responsável por mover o conjunto de haste e disco dentro de uma válvula. Pode ser operado manualmente com volante, alavanca, engrenagens ou correntes; ou eletricamente através de um motor, solenóide pneumático ou mecanismo hidráulico.
- Gorro
O capô é uma tampa que prende firmemente a haste da válvula ao seu corpo. Geralmente, esta peça é aparafusada ao corpo da válvula para maior segurança.
- Tronco
Uma haste é uma peça cilíndrica ou esférica que conecta o conjunto do disco a um atuador, transmitindo força. As hastes das válvulas manuais são lisas, enquanto as hastes controladas por motor elétrico têm roscas para facilitar o rosqueamento.
- Assento
As sedes das válvulas e as superfícies das sedes dos discos são endurecidas usando Stellite ou tratamento térmico para evitar escoriação, que é um problema comum com válvulas de metal de sede rígida.
- Jugo
Um garfo é um par de braços conectando o corpo da válvula ou tampa a um atuador e aparafusando a gaxeta de suporte. Geralmente feito de material de uma peça. No entanto, também pode ser construído com duas peças separadas para suporte extra.
- Embalagem
A gaxeta é um material fibroso (linho ou materiais à base de linho) ou composto que cria uma vedação entre as partes internas de uma válvula e onde sua haste se projeta. Esta gaxeta é essencial para o controle da perda de fluido e para proteger a haste contra danos.
Peças sem retenção de pressão referem-se àquelas peças usadas em válvulas que não retêm pressão. Isso inclui sede(s) de válvula, haste, forquilha, gaxetas, parafusos da gaxeta, buchas, volante e atuadores.
O que é WOG para válvulas?
WOG para válvulas é um termo usado para descrever a classificação de pressão de uma válvula. Esta classificação refere-se à pressão máxima que a válvula pode suportar enquanto trabalha em água ou óleo. Em geral, quanto maior a classificação WOG, melhor será o desempenho da válvula. No entanto, você pode descobrir que algumas válvulas têm classificações de pressão mais altas do que outras. Se for esse o caso, leia atentamente o manual do fabricante antes de comprar uma nova válvula.
Ao observar a classificação WOG de uma válvula, lembre-se de que a designação CWP significa “Pressão de trabalho a frio” e indica a classificação de pressão da válvula a 100 graus Fahrenheit. Por exemplo, uma válvula com um CWP de 600 representa um WOG de 600 PSI. Alternativamente, uma válvula com um WOG de 1000 é uma válvula “1000 PSI”.
O que são padrões de API?
O American Petroleum Institute (API) criou e mantém padrões da indústria projetados para ajudar a garantir um alto nível de confiabilidade e segurança na indústria de petróleo e gás. Os padrões abrangem tópicos como materiais, design, fabricação, teste e marcação de peças. O uso de padrões de API pode acelerar o desenvolvimento de produtos, reduzir custos e minimizar a confusão. Eles também são mais facilmente aceitos pelos reguladores internacionais e estaduais.
Por exemplo, API 6D define os requisitos para o projeto e fabricação de uma válvula gaveta. O projeto também inclui uma permissão extra de corrosão, que se reflete na espessura de suas paredes. Estas especificações também estipulam as dimensões da válvula. Se a válvula for usada em um ambiente “ácido”, o padrão NACE MR-0175 será aplicado. O padrão API 600 detalha dimensões importantes para válvulas gaveta.
As especificações dessas válvulas industriais são muito específicas para a aplicação específica para a qual foram projetadas. Essas válvulas são usadas para controlar o fluxo de óleo e gás em vários tipos de poços. Em alguns casos, as válvulas são capazes de lidar com partículas arrastadas, meios abrasivos ou gás ácido. Espera-se que as válvulas nesses ambientes lidem com as condições operacionais mais adversas. Os monogramas API podem ser encontrados em muitos tipos de válvulas.
Conclusão
Selecionar a válvula ideal para o seu projeto ou aplicação é uma decisão crítica. Existem vários fatores que influenciam na seleção de uma válvula ideal, como design, tamanho e atuação. Ao manter esses fatores em mente, você pode encontrar uma solução que atenda a todos os seus requisitos, protegendo o processo e o equipamento contra danos.
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