Válvula de esfera de alta temperatura

4 lipiec 2024 Roberto Magalhães

O que é uma válvula de esfera de alta temperatura?

Válvulas de esfera de alta temperatura são válvulas que podem operar em temperaturas muito altas, acima de 400°C. ^ÓC. As válvulas de esfera para altas temperaturas devem ser feitas de materiais metálicos muito fortes e com alto ponto de fusão. Alguns materiais metálicos, como as ligas de alumínio, começam a enfraquecer à medida que a temperatura aumenta. Materiais como o bronze não são recomendados para uso como válvula esfera de alta temperatura, pois mudam de propriedades conforme a temperatura aumenta, o que pode alterar o fluido que está sendo controlado. Ao escolher uma válvula esfera de alta temperatura, a primeira coisa a considerar são os materiais com os quais esta válvula é feita. Esta é a temperatura operacional esperada desta válvula esfera de alta temperatura, que deve ser compatível com os componentes internos e o corpo da válvula. Os componentes internos da torneira também devem ser feitos de materiais metálicos muito resistentes e com alto ponto de fusão. As válvulas de esfera de alta temperatura são usadas em aplicações como indústrias petroquímicas, de fertilizantes, químicas, metalúrgicas e elétricas. O material metálico mais comumente utilizado que garante desempenho confiável na produção de válvulas esfera de alta temperatura é o aço carbono e o aço inoxidável com altos pontos de fusão de 1425 ^ÓC a 1540°C a 1400 ^ÓC a 1530°C. As válvulas de esfera de alta temperatura são operadas manualmente ou com um atuador. As válvulas são conectadas à tubulação com parafusos e porcas ou por soldagem.

Como funciona uma válvula de esfera de alta temperatura?

Uma válvula esférica de alta temperatura consiste em uma esfera com um orifício no meio. A válvula esférica de alta temperatura é operada por meio de um volante, alavanca manual ou atuador. O volante e a alavanca manual são usados para válvulas manuais, enquanto o atuador é usado para válvulas de esfera acionadas. O volante ou atuador é conectado à esfera por meio de um componente denominado eixo. Para abrir uma válvula de esfera de alta temperatura, o volante ou a alavanca manual ou o atuador giram. A força rotacional é transmitida à esfera através da haste da válvula, fazendo com que o furo da esfera gire e se alinhe com a tubulação. Uma vez que o furo da esfera na válvula de esfera de alta temperatura está colinear com o fluido que flui na tubulação porque não é bloqueado pela esfera. Para fechar a válvula de esfera de alta temperatura, a alavanca manual ou volante ou atuador gira na direção oposta à direção de rotação durante a abertura. Isso faz com que o furo esférico da válvula esférica de alta temperatura gire e fique perpendicular à tubulação. Neste caso, a esfera bloqueia o fluxo de líquido da tubulação e a válvula esférica de alta temperatura é, portanto, considerada no estado fechado.

Figura: Como funciona uma válvula esfera de alta temperatura.

Tipos de válvulas de esfera de alta temperatura

Válvula de esfera de alta temperatura de duas peças

Esta é uma válvula de esfera de alta temperatura cujo corpo consiste em duas partes. As duas partes são unidas por meio de roscas, soldas ou parafusos e porcas. Uma das duas partes de uma válvula esférica de alta temperatura forma uma cauda e a esfera, enquanto a segunda parte forma as partes internas e a outra cauda. A válvula esfera de alta temperatura de duas peças é muito comum no mercado e em aplicações industriais porque pode ser desmontada para inspeção, limpeza, reparo e manutenção. Além disso, esta torneira é pequena e leve em comparação com outras válvulas de esfera.

Figura: Válvula de esfera de alta temperatura de duas peças.

Válvula de esfera de alta temperatura de três peças

Esta é uma válvula de esfera de alta temperatura de três peças. As três partes consistem no corpo da válvula e duas conexões finais. As três partes são fixadas com parafusos e porcas conforme mostrado na imagem abaixo. As extremidades da válvula esférica de alta temperatura de três peças são fixadas à tubulação por meio de soldagem, aparafusamento ou rosqueamento. As válvulas de esfera de alta temperatura de três peças podem ser facilmente limpas, inspecionadas e reparadas enquanto conectadas à tubulação, sem a necessidade de removê-las. A válvula esfera de alta temperatura de três peças é adequada para aplicações que requerem reparos e manutenção frequentes ou que exigem um alto nível de higiene, como: B. Medicamentos, alimentos e bebidas, pois podem ser limpos de forma eficaz e fácil.

Figura: Válvula de esfera de alta temperatura de três peças.

Válvula de esfera de alta temperatura com entrada lateral

Estas são válvulas de esfera de alta temperatura montadas nas laterais conforme mostrado na figura abaixo. As válvulas esfera de entrada lateral de alta temperatura são válvulas esfera grandes feitas de materiais metálicos resistentes para funcionar em aplicações de alta temperatura e alta pressão. As aplicações onde válvulas de esfera de entrada lateral de alta temperatura são usadas incluem a indústria petroquímica e usinas de petróleo, gás e vapor. As válvulas de esfera de entrada lateral de alta temperatura consistem em duas ou três partes. As peças são fabricadas pelo processo de forjamento. Após a fabricação das peças, elas são montadas com parafusos e porcas para formar o produto final da válvula esfera de entrada lateral de alta temperatura. Uma das vantagens de uma válvula esfera de entrada lateral é que ela pode ser inspecionada, limpa e reparada em campo. Além disso, os componentes internos da válvula podem ser facilmente alinhados.

Figura: Válvula esfera de alta temperatura com entrada lateral.

Válvula de esfera de alta temperatura com entrada superior

Esta é uma válvula de esfera de alta temperatura montada por cima. As válvulas esfera com conexão de entrada superior são fabricadas pelo processo de fundição. Isso ajuda a reduzir a probabilidade de vazamentos de fluido. O corpo da válvula e a tampa da válvula estão conectados na parte superior. As válvulas de esfera para alta temperatura com conexões de entrada superior facilitam a inspeção, a limpeza e os reparos por cima, sem a necessidade de remover a válvula da tubulação. As válvulas de esfera de entrada superior de alta temperatura passam por testes não destrutivos para garantir que não apresentam defeitos que possam causar vazamento de fluido durante o uso. As válvulas de esfera de entrada superior são conectadas à tubulação por meio de parafusos ou soldagem. As válvulas esfera de entrada superior são adequadas para aplicações que exigem válvulas robustas e à prova de fogo ou para válvulas onde um alto nível de higiene pode ser mantido através de limpeza regular.

Figura: Válvula esfera de alta temperatura com acesso superior.

Válvulas de esfera de alta temperatura com carcaça soldada

As válvulas de esfera com corpo soldado de alta temperatura são válvulas de esfera montadas por soldagem. O corpo desta válvula esférica de alta temperatura é fabricado conectando todas as peças por soldagem. Após a soldagem do corpo, são realizados testes não destrutivos ao longo da circunferência do corpo da válvula nas juntas soldadas para garantir que não haja defeitos que possam causar vazamentos de fluido.

Um dos maiores desafios das válvulas esfera com corpo soldado em alta temperatura é que elas não podem ser limpas, reparadas ou inspecionadas em campo. Essas válvulas são usadas em aplicações onde a manutenção não é necessária, como sistemas submarinos e de transmissão de gás.

Figura: Válvula esfera de alta temperatura com carcaça soldada.

Válvula de esfera de alta temperatura de passagem total

Esta é uma válvula de esfera de alta temperatura, cujo diâmetro do furo da esfera é igual ao diâmetro do tubo. Uma válvula de esfera de passagem total de alta temperatura não apresenta perdas por atrito, o que a torna energeticamente eficiente. Devido ao seu design, uma válvula esfera de passagem total para alta temperatura é mais fácil de limpar. O desafio desta válvula é que a esfera e o corpo da válvula são maiores em comparação com as válvulas de passagem padrão. Portanto, as válvulas esfera de passagem total para alta temperatura são mais caras em comparação com as válvulas de passagem padrão ou de passagem reduzida. As válvulas de esfera de passagem total de alta temperatura são usadas onde é necessária baixa resistência ao fluido, como em linhas de sucção de bombas onde a queda de pressão afeta o desempenho da bomba. Além disso, a válvula esfera de passagem total para alta temperatura é adequada para aplicações onde o fluido provavelmente contém sólidos que podem se acumular e entupir a válvula.

Figura: Válvula de esfera de passagem total de alta temperatura.

Válvulas esfera de passagem reduzida para alta temperatura

Estas são válvulas de esfera de alta temperatura cujo diâmetro do furo da esfera é menor que o diâmetro do tubo. As válvulas de esfera com diâmetro reduzido de alta temperatura apresentam altas perdas por atrito e turbulência devido ao fluxo irregular causado pela diferença no diâmetro do tubo e do diâmetro da esfera. As válvulas esfera com orifício reduzido para alta temperatura são adequadas para uso em casos onde a perda de pressão e a turbulência do fluxo não são grandes problemas. A principal vantagem de usar uma válvula esfera com orifício reduzido para alta temperatura é que ela é menor em tamanho, o que torna seu custo menor em comparação com suas contrapartes com orifício completo.

Áreas de aplicação para válvulas esfera de alta temperatura

Usado na indústria de petróleo bruto para aplicações ligadas e desligadas que exigem altas temperaturas para separar vários produtos de petróleo bruto.
Eles são usados em usinas a vapor para gerar eletricidade.
Indústria de petróleo e gás.
Produção de fertilizantes.
Processos metalúrgicos para produção de aço.
Processamento de alimentos e bebidas.
Indústria farmacêutica devido à fácil limpeza.

Vantagens das válvulas de esfera de alta temperatura

Suporta altas temperaturas sem ser deformado pelo calor térmico.
Permanentemente.
Versáteis, pois podem ser usados para diferentes aplicações.
Limpo, reparado e verificado.
Rápido de usar.
Essas válvulas são fortes o suficiente para suportar altas pressões.
Eles têm uma vedação perfeita para que não haja vazamento de líquido.
Pode ser operado manualmente ou usando um atuador.

Desvantagens das válvulas de esfera de alta temperatura

Não é adequado para aplicações de aceleração.
Essas válvulas fecham e abrem rapidamente, causando golpe de aríete e problemas de sobrepressão.
As cavidades ao redor das sedes e esferas das válvulas são propensas a serem bloqueadas por sólidos, o que pode aumentar o torque de abertura/fechamento e/ou causar falha da válvula.

Solução de problemas de válvulas de esfera de alta temperatura

Vazamento de fluido quando a válvula está fechada

Superfície de vedação danificada. Repare ou substitua a superfície de vedação.
Assento danificado. Repare ou substitua o assento.
Atuador ou caixa de engrenagens (para válvulas manuais) não ajustados corretamente. Ajuste o atuador ou os controles da transmissão.

Operação de bola irregular

Corpo estranho entre a sede e a esfera ou entre a cavidade do alojamento e a esfera. Desmonte a válvula e limpe a cavidade, sede e esfera.

A válvula de esfera de alta temperatura é difícil de abrir/fechar

O assento está danificado. Substitua o assento.
A temperatura dentro da válvula está alta. Verifique a temperatura operacional da válvula de acordo com as recomendações do fabricante da válvula esfera.
Corpos estranhos bloquearam a cavidade corporal. Desmonte a válvula e limpe os materiais.

Vazamento no eixo

Afrouxe os parafusos do flange. Aperte os parafusos do flange.
Superfície de vedação danificada. Substitua a superfície de vedação.

Vazamento na linha ou na válvula e na conexão do tubo

Conexão tubo-válvula solta. Aperte o ponto de conexão com roscas ou porcas e parafusos.
Corpos estranhos na tubulação. Verifique se há bloqueios no tubo e limpe-os.

Válvulas de esfera de alta temperatura são válvulas que operam em altas temperaturas de 400 ^ÓC, sem sofrer alterações químicas ou térmicas. São feitos de materiais metálicos de alta resistência e alto ponto de fusão. Esses materiais incluem aço inoxidável e aço carbono. As válvulas podem ser válvulas manuais ou acionadas. As válvulas de esfera de alta temperatura são à prova de fogo para garantir que possam suportar altas temperaturas, mesmo quando usadas para controlar o fluxo de produtos inflamáveis. Eles são conectados à tubulação por meio de roscas, parafusos e porcas ou por soldagem. Essas válvulas são utilizadas em diversas aplicações, como petróleo e gás, aplicações petroquímicas, fertilizantes, usinas de energia a vapor, metalurgia e indústrias químicas. Os diferentes tipos de válvula de esfera de alta temperatura incluem válvula de esfera de alta temperatura de duas peças, válvula de esfera de alta temperatura de três peças, válvula de esfera de entrada lateral de alta temperatura, válvula de esfera de entrada superior de alta temperatura e válvula de esfera de corpo soldado de alta temperatura, válvula de esfera de alta temperatura com completo furo e uma válvula de esfera de alta temperatura com furo reduzido. As válvulas de esfera de alta temperatura oferecem inúmeras vantagens, por ex. B. Eles são rápidos de usar, duráveis, versáteis, à prova de fogo, reparáveis, de alta resistência e à prova de vazamentos.