Artigos Técnicos

A YGB disponibiliza a seus clientes e interessados em saber mais sobre nossos produtos, serviços e expertise em aplicação dos mesmos, artigos técnicos que podem colaborar com a disseminação do conhecimento, e ajudar as demais pessoas a discutir e entender vários aspectos e questões.

Clique abaixo para ler as novidades sobre os artigos técnicos!

 

 

21/01/2018 – VÁLVULA YGB DESCARGA DE FUNDO DE CALDEIRA SÉRIE 190

CARACTERÍSTICAS GERAIS
As válvulas de Descarga Rápida YGB, série 190 para fundo de caldeira, tem como característica principal o seu projeto, que foi especialmente desenvolvido para emprego na purga de lodo que se forma no fundo da Caldeira, observando-se a descarga instantânea com a menor perda de água.

A válvula série 190 é do tipo globo, com função on-off, sede simples, com obturador desbalanceado, vedação total ou parcial. Projetada para classe de pressão até 1500 libras (Flange solidário), no caso das flanges soltos conseguindo-se padrão 150, 300 e 600 libras apenas mudando os flanges.

Os flanges soltos além de possibilitar a mudança da classe de pressão, facilitam a montagem no processo.

DAS VANTAGENS
Ao contrário das válvulas comuns que vem sendo empregadas com a finalidade de descarga de fundo de caldeira, pelas suas vedações inadequadas para este fim tem causado um maior número de paradas para manutenção, causando transtornos inesperados.

Já com as Válvulas de Descarga Rápida YGB 190, pelo desenvolvimento de seu projeto moderno, eliminam por completo estes imprevistos.

DO SEU OBTURADOR
O obturador das válvulas de Descarga Rápida YGB, série 190, foi projetado observando-se as formas geométricas para provocar o arraste rápido do fluido.

DOS MATERIAIS
Todos os componentes das válvulas de Descarga Rápida YGB, série 190, na sua versão standard são fabricados em aço carbono fundido ASTM A-216 GR WCB e seus elementos internos em aço inoxidável, especialmente selecionado para o devido fim.

ACESSÓRIOS
As válvulas de Descarga Rápida YGB, série 190, poderão ser fornecidas com:

– Alavanca Manual
– Atuador Pneumático
– Válvula agulha reguladora de fluxo
– Filtro com Regulador (opcional)
– Volante de Topo ( Opcional)
– Válvula solenóide três vias (opcional)
– Sensores indutivos de indicação para aberto e fechado (opcional)

Obs.: Necessário que as condições reias de processo sejam informadas para o correto dimensionamento da válvula.

 

11/11/2017 – CAVITAÇÃO, UM GRANDE PROBLEMA EM VÁLVULAS E EQUIPAMENTOS.

Além dos incômodos ruídos e perigosas vibrações, a cavitação e/ou flashing também reduz a eficiência das válvulas, uma vez que limita a vazão do fluido. Este fenômeno pode, inclusive, gerar erosão e corrosão dos internos, danificando-os permanentemente.
Claramente nota-se que o entendimento deste fenômeno é essencial para o projeto de válvulas e equipamentos industriais.

 

 

Como este fenômeno ocorre?
Sabe-se que quando o líquido passa pela restrição da válvula, ocorre um aumento de sua velocidade, e, consequentemente, a pressão diminui. Caso esta pressão atinja um valor abaixo da pressão de vapor do fluído (Pv), ocorre a troca de fase (evaporação do líquido e formação de bolhas). Ao passar pela vena contracta, o líquido perde velocidade e recupera parte da pressão inicial.

Assim, duas situações podem ocorrer: a pressão se manter abaixo do valor de PV e a troca de fase continuar, ou a pressão ser recuperada de tal forma que ultrapassa o valor de Pv. Neste último caso, as bolhas condensam, implodindo e colapsando com os internos.
Este fenômeno é conhecido como cavitação (formação de cavidades dentro da massa líquida). Um gráfico ilustrativo da ocorrência dos fenômenos em relação a pressão é mostrado na Figura 1.

Figura 1: Gráfico de pressão ao longo da distância
na entrada da válvula (Ribeiro, 1999).

 

Como atenuar o desgaste provocado pelo fenômeno cavitação?
Os fenômenos cavitação e/ou flashing reduzem a vida útil da válvula, causando prematuramente falha mecânica de seus componentes ou impedindo que pessoas possam trabalhar próximas a ela.

Sempre desenvolvendo novos produtos e preocupados em oferecer ao mercado soluções eficazes, a YGB possui válvulas com tecnologia e internos especiais, que atenuam os danos causados pela cavitação.
Desde já nos colocamos a disposição.

 

 

 

 

01/09/2017 – POSICIONADORES DAS VÁLVULAS DE CONTROLE

 

Define-se como posicionador, o dispositivo que transmite pressão de carga para o atuador, permitindo posicionar a haste da válvula no valor exato determinado pelo sinal de controle.

Um posicionador opera adequadamente quando o seu tempo de resposta somado ao tempo de posicionamento da válvula é muito mais rápido que o tempo de atuação requerido pelo processo.

 

TIPOS DE POSICIONADOR

POSICIONADOR PNEUMÁTICO ( sinal de 3 a 15 psi )
O princípio de funcionamento deste tipo de posicionador, consiste na atuação do sinal de saída de um controlador sobre um fole, fazendo com que o mesmo se expanda ou retraia deflexionando assim uma palheta que provocará a obstrução ou abertura de um bocal.

Esta obstrução ou abertura do bocal faz com que haja um deslocamento do diafragma do relé, e conseqüente movimento da válvula interna de suprimento de ar, umentando ou diminuindo a pressão sobre o diafragma do atuador da válvula, o que provocará o movimento da haste da mesma.

 

POSICIONADOR ELETRO-PNEUMÁTICO ( SINAL DE 4 A 20 mA)
O posicionador eletro-pneumático diferencia-se do posicionador pneumático somente pelo fato de aceitar um sinal elétrico, normalmente analógico, em sua entrada.

O princípio de funcionamento deste tipo de posicionador baseia-se em uma força eletromotriz originada por um sinal elétrico que alimenta uma bobina, que tem que ser balanceada por uma mola que é defletida pelo movimento da haste da válvula.

Esta força provocará uma deflexão na palheta , e conseqüente abertura ou obstrução do bocal de ar, resultando daí, uma variação no sinal de ar, o qual por sua vez, depois de ser amplificado num relé, moverá a haste do atuador até a posição desejada.

 

POSICIONADOR INTELIGENTE ( HART – PROFIBUS – FILDBUS)
A grande diferença entre um posicionador eletro-pneumático comum e um osicionador inteligente está na possibilidade de se ter diferentes curvas para abertura e fechamento de uma válvula de controle.

Aliados a isso temos uma tecnologia digital, calibração via teclado ou programador, e em alguns modelos a realimentação da posição da válvula é feita por sensores magnéticos ao invés de link mecânico.

Atualmente alguns fabricantes incoporaram ao posicionador inteligente, interfaces inteligentes para válvulas, que possuem sensores de posição e de pressão incorporados que permitem funções de diagnóstico de performance da válvula de controle.

Algumas das importantes características funcionais e de diagnóstico destas interfaces, além da monitoração de posição, são:

– Auto-calibração – Auto-ajuste – Came digital para caracterização do fluxo – Banco de dados- Medição de atrito – Medição de ciclos – Velocidade de curso – Monitoração dos tempos de resposta – Histórico de calibração e da configuração.

 

23/07/2017 – VÁLVULA DE CONTROLE, EQUIPAMENTO ESSENCIAL PARA CONTROLE DE NÍVEL

No decorrer das últimas décadas a indústria tem necessitado, cada vez mais, que seus processos de produção sejam automatizados e detenham de enorme confiabilidade e precisão, visando assim atender a alta produtividade requerida.

Uma das principais variáveis a ser controlada é o “Nível”, e para isso o sistema de controle automatizado necessita de diversos instrumentos, desde um simples sensor até a complexa lógica de um controlador.
A válvula de controle YGB associada à lógica de controle programável, proporciona um desempenho de alta precisão, eficácia e confiabilidade.
Essas válvulas podem ser fornecidas com atuadores pneumático (do tipo diafragma ou pistão), elétrico e hidráulico, além de ser possível, em caso de falha, as posições NA – Normal Aberto, NF – Normal Fechada e FP – Permanece na Posição.

A YGB tem fornecido diversas válvulas de controle do tipo globo para essa aplicação e assim
contribuído para a segurança ambiental, humana, patrimonial e o excelente resultado do produto final de seus clientes.

 

 

 

07/05/2017 – VÁLVULA GLOBO DE CONTROLE – PARTES PRINCIPAIS (CORPO – CASTELO – ATUADOR)

 

ATUADOR

CONCEITO – É a parte da válvula de controle que fornece a força com a qual ela realiza seu trabalho.
O atuador consiste de um diafragma flexível montado em uma câmara bipartida, em uma dessa câmara, o diafragma recebe o sinal de controle. Na outra parte, o diafragma é fixado á um prato onde se apoiam uma haste e um jogo de molas. Quando se aplica ar (sinal de controle) em seu lado próprio, a força produzida se opõe á força gerada pela mola, a qual limita o curso e regula a posição da haste. Como se pode notar esse tipo de atuador transforma pressão em um movimento linear.
A função da mola é a de opor-se á força desenvolvida pela pressão do ar agindo no diafragma, posicionando, desta maneira, a haste do atuador para cada sinal recebido do posicionador.

CASTELO

CONCEITO – O castelo é a parte da válvula, é por onde é guiada a haste da válvula, por onde fica instalado o sistema de selagem do fluido manipulado. É fundamental que a conexão do castelo forneça um bom alinhamento da haste, obturador e sede e que ela seja robusto suficientemente para suportar as tensões impostas pelo atuador.
O Castelo é geralmente construído do mesmo material do corpo, pode haver uma variação dos tipos de castelos.

Castelo Padrão – Trabalha com temperaturas – 29°C até 300°C dependendo do engaxetamento utilizado.
Castelo Estendido – Catelo Estendido protege o engaxetamento as partes macias do atuador do calor excessivo que poderia comprometer tanto as gaxetas quanto o desempenho do atuador, castelos em aço carbono limites de temperatura – 29° C até 427°C, aço inoxidável 304 ou 316 para temperaturas – 101°C até 815°C.
Castelo Criogênico Estendido – o Castelo criogênico estendido permite a formação e estagnação de gás à temperatura moderada dentro do castelo, que age como barreira térmica minimizando a transferência de calor. É geralmente fabricado em aço inoxidável 304 ou 316 podendo ser usado em baixas temperaturas de até – 253°C.
Castelo Metálico de Selagem – Para aqueles serviços onde qualquer vazamento do fluído à atmosfera deva ser totalmente impedido.

CORPO

CONCEITO – Como a válvula está em contato direto com o fluido do processo o seu material deve ser escolhido para ser compatível com as características de corrosão e abrasão do fluido.

A corrosão é um processo químico complexo, que é afetada pela concentração, temperatura, velocidade, aeração e presença de íons de outras substâncias.

A escolha mais comum para corpo são aço carbono, aço cromo molibdênio e o aço inoxidável.

A experiência anterior em uma dada aplicação é o melhor parâmetro parava escolha do material.

Quando se dimensiona uma válvula com uma determinada classe de pressão a norma a ser utilizada é ANSI B16.34, os seguintes padrões são geralmente utilizados: 150, 300, 600, 900, 1500, 2500 e 4500.
Os tipos de corpos podem ser “ In Line” esses apresentam passagens com áreas internas constantes, permitindo ao fluido um escoamento suave ou “Angular” para operação com fluidos erosivos.

 

29/03/2017 – O GRANDE DESAFIO DE TODO PROJETO – NÍVEL DE RUÍDO

Permanentemente os responsáveis pelos departamentos de engenharia, manutenção, saúde ocupacional e ambiental se deparam com um grave problema gerado em seus processos industriais, o ruído.
O ruído em válvulas de controle pode ter origem de três fontes diferentes, tais como:

  • Ruído Mecânico, é provocado pela vibração das partes internas da válvula de controle quando na presença de um fluído com característica de fluxo turbulento, resultando desgaste e fadiga dos componentes internos.
  • Ruído Hidrodinâmico, é associado à passagem de líquidos através do corpo da válvula de controle, onde as principais fontes de geração podem ser a cavitação e a vaporização (flashing), resultando em danos severos nos internos, no corpo e até mesmo na tubulação.
  • Ruído Aerodinâmico, é associado à turbulência da passagem de gases e vapores através da válvula de controle. A amplitude do ruído gerado dentro da válvula ocorre em função de diversas variáveis, entre elas, a velocidade do fluido, o elevado diferencial de pressão, a quantidade total de fluido e a dimensão dos internos.

O que determina a legislação Brasileira

Além de provocar danos nos equipamentos, à exposição a níveis de ruído acima do permitido pelos órgãos competentes, afeta diretamente a saúde do colaborador, não só a perda auditiva, mas o desenvolvimento de diversos outros tipos de doenças.
A legislação brasileira através do Ministério do Trabalho, Portaria n° 3214, Norma Regulamentadora – NR-15, estabelece em seu Anexo 1 os limites de tolerância para ruído contínuo ou intermitente.
Desta forma, é possível verificar se o nível de ruído ao qual o colaborador esta exposto é insalubre ou não, através da combinação entre a intensidade do ruído e o tempo de exposição ao mesmo.
NR-15, Anexo 1 – Limites de Tolerância para ruído contínuo ou intermitente (Resumo)
Nível de Ruído dB (A) Máx. Exposição diária Permissível
85 8 horas
90 4 horas
95 2 horas
100 1 hora
105 30 minutos
110 15 minutos
115 7 minutos
Tabela 1- Nível de ruído dB (A) x Máxima exposição diária permissível

Como tratar o nível de ruído

Antes de continuarmos, vamos entender os tipos de tratamentos:
– Tratamento no caminho, reduz o ruído gerado na válvula de controle aumentando a resistência ao caminho percorrido, onde as principais técnicas usadas são: o aumento da espessura (Schedule) da tubulação, o acréscimo de isolamento acústico ou térmico e a instalação de silenciador em linha.
– Tratamento na fonte, é o mais utilizado para redução de ruídos e o método mais econômico a depender da redução necessária. O nível de ruído é reduzido dentro do corpo da válvula de controle evitando a propagação para a tubulação.
Sempre desenvolvendo novos produtos e preocupados em oferecer ao mercado soluções eficazes, a YGB possui válvulas com tecnologia e internos especiais, que atenuam os níveis de ruído do processo.

 

11/01/2017 – PILOTO CONTROLADOR DE PRESSÃO SÉRIE 50 YGB

Introdução
A válvula Piloto Controladora de Pressão YGB Série 50 mantém uma pressão desejável constante num determinado ponto do processo, independente da vazão e da pressão à montante da válvula principal. É constituída por uma válvula Tipo Globo principal (Séries 10 ou 20 ) que regula o fluxo e por uma válvula piloto S 50 que mede e compara a pressão do processo com a desejada e comanda a válvula principal. É recomendada para vapor, ar, gás ou água, podendo ser utilizada como redutora ou alívio, dependendo da válvula piloto utilizada.

Aplicação
É constituído de uma válvula piloto, que mede a pressão de impulso recebida, compara com a pressão ajustada (SET POINT) e ocorrendo qualquer desvio, envia um sinal pneumático de correção à válvula de controle.

São utilizados para controlar a pressão de líquidos, gases e vapores, podendo ter a função de redutora ou alivio, dependendo da montagem efetuada.

O piloto é apropriado para o comando de qualquer tipo de válvula de controle, tais como globo, borboleta, esfera, excêntrica, etc.

O piloto poderá ser montado diretamente na válvula de controle.

Válvula com atuador retorno por mola (ação simples): saída pneumática ligada diretamente no atuador da válvula, com a pressão do ar de alimentação suficiente para a atuação.

 

PRINCIPIO DE FUNCIONAMENTO:

1. CONTROLE DE PRESSÃO À JUSANTE (FUNÇÃO REDUTORA):

 

A pressão controlada atua através da tomada de impulso no diafragma do piloto.

Esta força é o produto da pressão controlada, vezes a área do diafragma, contra-balanceando com a força oposta da mola.

A pressão controlada é ajustada através do regulador da mola. Ao se comprimir a mola, aumenta-se a pressão de ajuste; ao se descomprimir a mola, diminui-se a pressão de ajuste.

 

2. CONTROLE DE PRESSÃO À MONTANTE (FUNÇÃO ALÍVIO):

A pressão controlada atua através da tomada de impulso no diafragma do piloto.

Esta força é o produto da pressão controlada, vezes área do diafragma, contrabalanceando com a força oposta da mola.

A pressão controlada é ajustada através do regulador da mola.

Ao se comprimir a mola, aumenta-se a pressão de ajuste; ao se descomprimir a mola, diminui-se a pressão de ajuste.

OBS.: O piloto sai de fabrica calibrado, porem caso necessite de pequenos ajustes, verificar se o novo valor está dentro da faixa de mola especificada.

 

30/11/2016 – CURVA INERENTE x CURVA INSTALADA

Ao longo desses 30 anos de vivencia na especificação e dimensionamento de válvulas de controle, sempre enfrentei a questão da definição da seleção correta da característica de vazão da válvula de controle como sendo crucial para que a sua performance seja de 100%, porem, quando os engenheiros de processo e instrumentação selecionam a característica de vazão da válvula, na maioria das vezes não foi levada em consideração o quanto de perda de carga a válvula de controle representa no sistema total, porque o fato é que isso pode levar a diferentes comportamentos da curva de vazão da válvula de controle.

Para iniciarmos a discussão sobre este tema precisamos definir o significado de característica de vazão inerente e instalada.

Característica de vazão inerente é a relação entre o coeficiente de vazão “CV” e a abertura da válvula ou curso do obturador que os fabricantes informam em seus catalogos, por exemplo, se a curva é linear “teoricamente” você terá a mesma variação de CV para a mesma variação de curso do obturador em porcentagem, ou seja, para um curso de 50% nos teremos 50% do CV, o que é o ideal para um controle de processo pois o ganho é o mesmo ao longo de todo curso da válvula, já na característica de vazão igual porcentagem nós temos um aumento de vazão exponencial em relação ao curso da válvula ao invés de linear, ou seja, para 50% do CV o curso seria de 80%.

As características de vazão inerente são aquelas curvas de vazão obtidas no laboratório de testes do fabricante onde são levantadas as vazões ponto a ponto para cada abertura considerando uma perda de carga constante ao longo de todo o curso da válvula. ( Figura a baixo ).

Depois que a válvula é instalada em um sistema de tubulações, podemos afirmar que na pratica dificilmente vamos ter situações onde a perda de carga na válvula é constante, que não existem condições de flashing, cavitação, velocidade sônica ou que a válvula não esteja instalada entre reduções, portanto, levando-se em consideração todas estas situações que acontecem na pratica fazem com que a característica de vazão inerente mude consideravelmente, a esta curva de vazão chamamos de curva característica de vazão instalada. A duvida é o quanto essa curva de vazão inerente se modifica quando instalada num sistema real.
Vamos imaginar a seguinte instalação:

Um processo que consiste de um tanque de estocagem aberto para atmosfera, uma bomba centrifuga, uma válvula de controle na descarga da bomba, 6 metros de tubulação de 8 polegadas, 4 curvas e um vaso de processo que fecha o sistema.
Para este trabalho precisamos das seguintes informações:

1) Vazão máxima e mínima da bomba centrifuga, 142 m³/h e 29 m³/h, respectivamente.

2) Curva de vzão da bomba centrifuga dada pelo fabricante ( Figura abaixo )

3) Perda de carga na tubulação e curvas calculada de 1,60 Barg à 142 m³/h, considerando que não temos problemas com viscosidade ou flashing, nós podemos assumir que o delta P é proporcional ao quadrado da vazão portanto:

Vazão (m³/h) 142 120 97 74 51 29
Pressão de descarga ( Barg )7,60 8,40 9,00 9,70 10,00 10,40
Perda de carga na tubulação ( Barg ) 1,60 1,10 0,71 0,42 0,20 0,06

4) Diferença entre as pressões estática da entrada da bomba e vaso é de 1,20 Barg permanece constante.

5) Contra pressão constante no vaso é de 4,90 Barg.

Primeiramente vamos calcular o delta P na válvula para a máxima vazão de 142 m³/h;
∆P na válvula = Pressão de Descarga da Bomba – ∆P na Tubulação – ∆P estático entre a Bomba e o Vaso – Contra Pressão no Vaso
Portanto, na vazão máxima de 142 m³/h temos:
∆P na válvula = 7,60 – 1,60 – 1,20 – 4,90 = 0,10 barg
Fazendo todos os cálculos, obtemos todos os delta P para cada vazão e o respectivo CV considerando fluido água e uma válvula de 8 polegadas CV = 640 =%, obtemos a tabelas abaixo:
Curva inerente Igual Porcentagem:

Curso % 2,0 4,0 7,0 10 16,0 25,0 35,0 50,0 70,0 100,0
Vazão% 10,0 20,0 30,0 40 50,0 60,0 70,0 80,0 90,0 100,0
Vazão (m³/h) 142 120 97 74 51 29
∆Pv 0,10 1,20 2,19 3,18 3,70 4,24
CV 519 126 75,80 47,97 30,65 16,28
%CV 81,09 19,78 11,84 7,50 4,78 2,54
% Abertura 94 55 45 35 26 15

Para melhor visualização vamos inserir todas esses valores em um gráfico para compararmos a curva inerente com a curva instalada na pratica.

Podemos concluir que a curva inerente igual porcentagem quando instalada tendeu a uma curva linear, no ponto de vista do controle isso é bom, mas na analise da abertura da válvula em condições de controle de baixas vazões tomando como base a curva inerente você corre o risco de achar que a válvula está trabalhando com uma abertura de 20% conforme a curva inerente mostrada acima e na pratica ela pode estar a 5%, logo, nesta abertura o controle será instável.
Podemos adotar alguns critérios para selecionar a melhor curva inerente no intuito de se obter uma curva instalada que não sofra muita alteração:
A = (∆P)/(∆Ps)
Onde:
∆P é o diferencial de pressão na válvula na condição de vazão mínima, normal e máxima de operação;
∆Ps é o diferencial de pressão dinâmico total do sistema em que a válvula está inserida, incluindo o próprio ∆P da válvula, na vazão mínima, normal e maxima de operação, sendo que os valores de pressão estática não devem ser considerados.

Então:
a) para A ≥ 0,6 utilizar característica linear;
b) para 0,4 < A < 0,6 utilizar característica parabólica modificada ou igual percentagem;
c) para 0,3 ≤ A ≤ 0,4 utilizar característica igual percentagem;
d) evitar A < 0,3, pois a capacidade de controle da válvula fica comprometida nessa faixa.

Excepcionalmente, quando a perda de carga não for conhecida, deve ser adotado o seguinte critério:

a) válvulas em recirculação de bombas e compressores e serviços que alinhem regiões da planta de alta pressão para baixa pressão devem possuir característica linear;
b) para os demais casos, utilizar característica igual percentagem.

 

12/09/2016 – VÁLVULAS GLOBO DE CONTROLE YGB COM REVESTIMENTO ORGÂNICO

A indústria de petróleo e gás lida com ambientes extremamente agressivos, exigindo o uso de materiais com elevada resistência à corrosão e tenacidade. Em função das novas fronteiras exploratórias e modernas técnicas de refino, as situações operacionais e condições de serviços estão se tornando cada vez mais severas, exigindo o desenvolvimento de novos materiais e de novas tecnologias para a transformação de tradicionais materiais existentes, como o aço carbono, a condições de alta proteção anti-corrosiva e anti-incrustante junto a parte interna do corpo da válvula, surgindo assim uma alternativa tecnicamente eficaz e economicamente viável para a indústria de óleo e gás – o revestimento orgânico.

O que é revestimento orgânico

Podemos definir revestimentos orgânicos como uma tecnologia de proteção que utiliza resinas orgânicas em pó, aplicadas eletrostaticamente sobre substratos metálicos, com o objetivo de conferir aos mesmos, novas propriedades e características anti-corrosivas e anti-incrustantes. Essa tecnologia envolve rígidos padrões de preparação superficial e processos de aplicações sob condições controladas.
Válvula Globo YGB c/ Revestimento Orgânico
Série 20 – WCB – 6” – 1500# – RF

Características x Benefícios do revestimento orgânico

  • O revestimento orgânico tem como principal objetivo isolar o substrato metálico da ação corrosiva de fluidos ou ambientes, aumentando suas propriedades mecânicas e conferindo novas propriedades funcionais ao metal aplicado;
  • Possuem alta aderência e baixo coeficiente de atrito, protegendo o substrato metálico contra a corrosão, aumentando a sua vida útil e reduzindo incrustações;
  • Pode substituir  ligas  metálicas  nobres e de  alto  custo  para  proteção contra compostos orgânicos  e inorgânicos corrosivos, ambientes  saturados  de  cloretos,  águas produzidas,  H2S, CO2   e  fluidos corrosivos de uma forma geral;
  • Proporciona  economia  com o uso de anti-incrustantes, inibidores de  corrosão  e na manutenção  preventiva de fluxo e eficiência do equipamento, devido  a  baixa rugosidade da superfície do revestimento e de suas características micro-bacterianas e antiaderentes;
  • Assegura  uma  acentuada proteção ao  meio  ambiente,  prevenindo  a  ocorrência  de processos corrosivos de dentro para fora do equipamento, reduzindo falhas, paradas não programadas   e   a  consequente  contaminação ambiental pela emissão de produtos, efluentes ou  resíduos.

A YGB tem fornecido nos últimos anos diversas válvulas com revestimento orgânico à Petrobrás, caracterizando assim o compromisso de atender as necessidades dos clientes com a excelente relação custo benefício.
Eng. Edivaldo Martins de Araujo

 

16/07/2016 – NOVOS DESAFIOS… NOVOS MATERIAIS PARA CONSTRUÇÃO DE VÁLVULAS DE CONTROLE.

O crescimento da produção mundial tem levado diversos segmentos da cadeia produtiva ao desenvolvimento de novos produtos, tecnologias, aproveitamento energético e principalmente processos que estejam adequados à sustentabilidade.

Face aos diversos problemas mundiais enfrentados pela obtenção e conservação da água em nosso planeta, observa-se que diversos segmentos utilizam-se da água do mar como solução eficaz em seus processos produtivos. Portanto, a água do mar requer que os materiais a ela submetidos apresentem alta resistência à corrosão e mecânica.

Após longos anos de estudos, chegou-se ao desenvolvimento de aços inoxidáveis Duplex e Super Duplex como solução para esse tipo de aplicação.

O que é um aço Duplex e Super Duplex?

Aço Duplex e Super Duplex é um tipo de aço inoxidável composto pela combinação de dois tipos de microestrutura: Ferrítica e Austenítica. Sua principal característica é a excelente resistência à corrosão em meios agressivos.
Outra característica importante é o efeito do refino de grão obtido pela estrutura austenítica-ferritica e ao endurecimento por solução sólida, onde apresentam resistência mecânica superior aos demais aços inoxidáveis austeníticos e ferríticos.
Porcentagem Média Elemento Químico
22% Cr
5% Ni
3% Mo
0,15% N
0,02% C
Composição Química Média

TIPO DE DUPLEX E SUPER DUPLEX

GRADE 1A 1B 1C* 2A* 3A* 4A* 5A* 6A
Type 25Cr5NiMoCu 25Cr5Ni2 Mo3Cu 25Cr6NiMoCuN 24Cr10Ni4 MoV 25Cr5Ni MoV 22Cr5Ni3 MoN 25Cr7Ni4 MoN 25Cr7Ni 3.5MoWCb
UNS Nº. J93370 J93372 J93373 J93345 J93371 S31803/S32205** S32750 S32760
ASTM Nº. A351-CD4MCuN A995-1B A351-CD3MCuN* A351-CE8MN/CD3MCuN A351-CD6MN* A351-CD3MN A351-CE3MN* A995-CD3MWCuN-6A
Forged Equiv. A182-F50* F61* A182-F51 A182-F53 A182-F55
Common Name Duplex Duplex Duplex Duplex Duplex Duplex 2205 Super Duplex 2750 Super Duplex F55
European (DIN) 1.4462 1.4410 1.4501

** S31803 has been supplemented by S33205 which has a higher minimum N, CR and Mo.
*No longer referenced in ASME B16.34-2009

A YGB vem desenvolvendo válvulas de controle com o mais elevado grau de tecnologia e tem fornecido nos últimos anos diversas válvulas em Duplex e Super Duplex para aplicações em plataformas “Offshore”.

Desde já nos colocamos a disposição.

e-mail: comercial@ygb.com.br
Site: www.ygb.com.br
Tel: 11 2718-7787

 

05/05/2016 – A FUNÇÃO DA VÁLVULA DE CONTROLE NO SISTEMA DE CONTROLE DE PROCESSO

As válvulas de controle são o elemento final de controle de um processo e na realidade são os mais importantes, porem, algumas vezes não são considerados todos os detalhes técnicos envolvidos na especificação da válvula de controle pelos engenheiros e técnicos de instrumentação, tais como, terminologias, normas, mecânica dos fluidos, metalurgia dos materiais, controle de ruído, tubulações, instalação, partida do equipamento e projetos de vasos de pressão que podem estar envolvidos dependendo da severidade das condições de serviço.
O controle de um processo consiste basicamente de um sensor da variável de processo, o transmissor, o controlador que compara o sinal recebido da variável de processo recebida do transmissor com o valor desejado “set-point”, então o controlador envia um sinal de correção para o elemento final de controle com o intuito de alcançar o “set-point”, este elemento é a ultima parte do controle do processo, ou seja, o “músculo” do sistema de controle, enquanto o sensor são os olhos e o controlador é o cérebro e o elemento final de controle é a mão do sistema de controle do processo, frente ao exposto acima vemos o quanto o elemento final de controle é tão importante quanto os sistemas eletrônicos e computadores que envolvem um sistema de controle.

As válvulas de controle são o mais comum elemento final de controle, entretanto, existem outros tipos, tais como:

1) Equipamentos que regulam a energia elétrica.
2) Variadores de velocidade.
3) Alimentadores e bombas.
4) Dampers.

O que é uma válvula de controle? Esta é uma pergunta difícil de ser respondida porque existem uma infinidade de tipos de válvulas, por exemplo uma válvula operando de maneira “ON-OFF” tal como uma válvula solenóide usada em um sistema de aquecimento simples poderia ser substituída por uma válvula esfera com atuador pneumático, um tipo conhecido como válvula automatizada. A diferença entre uma válvula automatizada e de controle esta diretamente ligada a capacidade indefinida da válvula de controle assumir várias posições de curso de abertura, ou seja, agindo na modulação de um sistema de controle normal de uma variável de processo.
Fisicamente existem 3 componentes básicos de uma válvula:

1) Sub-conjunto do corpo da válvula. Essa é a parte que trabalha e trata-se de um vaso de pressão propriamente dito.

2) Atuador. Este é o equipamento que posiciona o obturador que esta dentro do corpo da válvula.

3) Acessórios. São o posicionador, chave fim de curso, volante, filtro regulador de ar, manômetros,válvula solenóide, indicador visual e limitador de curso.

 

O que realmente a válvula de controle deve fazer?

Num sistema de controle de processo nos podemos dividir isso em 3 blocos importantes de funções:

1) Ganho da válvula de controle. Isso é determinado pela característica de vazão instalada da válvula que é totalmente diferente da curva de vazão inerente mostrada no catalogo do fabricante, o ganho nos informa quanto de vazão esta mudando em relação a alteração do sinal de controle.
2) O tempo morto da válvula de controle. É o tempo que leva para a válvula se mover depois de receber uma variação do sinal do controlador, isto geralmente é determinado pela fricção entre a válvula e o atuador, mas também pode incluir as longas linhas de transmissão de sinal pneumático e o tempo de incremento da pressão ate a câmara do atuador.
3) Finalmente o terceiro seria o tempo constante da válvula. Esse é simplesmente a velocidade de curso do atuador ou a combinação do conjunto atuador/posicionador, ou seja, o quanto rápida é a resposta da válvula em relação a mudança da variável controlada.
Todas essas funções interagem entre si e cada uma delas deve ser considerada na aplicação de uma válvula de controle. O ideal é que a válvula tenha um ganho constante proporcional em relação ao seu range de vazão, ou seja, para um mesmo incremento de sinal tem-se o mesmo valor de incremento de vazão, isso é obtido com uma característica de vazão instalada linear, alem disso, sem tempo morto, porem, tenho que dizer que tal coisa na verdade pratica não ocorre.

 

03/03/2016 – MANUTENÇÃO DE VÁLVULAS GLOBO DE CONTROLE

Em primeiro lugar vamos tentar definir a palavra manutenção como um conjunto de procedimentos necessários para assegurar um mínimo de paradas em máquinas e equipamentos, manter, sustentar ou conservar alguma coisa, garantindo um máximo de tempo efetivo de trabalho e eficiência nas atividades de produção onde a resultante será qualidade e a produtividade.

Falando especificamente sobre a alta performance da válvula de controle, considerada a chave para que a planta inteira seja eficiente, é justificável gerenciar e aplicar bem os investimentos $ nas manutenções de válvulas de controle, entendendo-se que ela tenha sido corretamente escolhida, dimensionada e operada.

Não diminuir as horas de dedicação na manutenção das válvulas globo de controle é muito importante, é preciso adotar uma rotina e verificar sempre se elas continuam trabalhando dentro das especificações originais, porque as vezes ocorrem alterações no processo e a válvula é submetida a condições hostis e pobres, dessa forma elas funcionam com um desempenho aquém do desejado, mas ainda considerado bom.

Caso nenhuma supervisão ocorra e o usuário acha que não precisa tomar nenhuma ação corretiva, com certeza ele descobrirá essa necessidade quando a sua planta parar trazendo prejuízos financeiros.

O setor de compras e a engenharia devem está muito bem alinhados com o fornecedor, enviando algumas informações essenciais para o correto dimensionamento.

A performance de uma válvula globo de controle está ligado diretamente na seleção correta e instalação da mesma, devem seguir determinadas regras :

 

INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O FLUÍDO NO ESTADO LIQUÍDO

  • Nome
  • Vazão (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Entrada (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Saída (Máxima/Normal/Mínima)
  • Perda de Carga (Máxima/Normal/Mínima)
  • Temperatura (Máxima/Normal/Mínima)
  • Densindade
  • Viscosidade
  • Pressão de vapor
  • Presença de Sólidos, Fibras, Crsitais, etc.

 

INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O FLUIDO NO ESTADO GASOSO

  • Nome
  • Vazão (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Entrada (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Saída (Máxima/Normal/Mínima)
  • Perda de Carga (Máxima/Normal/Mínima)
  • Temperatura (Máxima/Normal/Mínima)
  • Peso molecular
  • Fator de Compressibilidade (Z)
  • Razão Calor Específicos (K)
  • Presença de Sólidos, Fibras, Cristais, etc.

 

INFORMAÇÕES NECESSÁRIAS PARA O FLUIDO NO ESTADO GASOSO

  • Nome
  • Vazão (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Entrada (Máxima/Normal/Mínima)
  • Pressão de Saída (Máxima/Normal/Mínima)
  • Perda de Carga (Máxima/Normal/Mínima)
  • Temperatura (Máxima/Normal/Mínima)
  • Peso molecular
  • Fator de Compressibilidade (Z)
  • Razão Calor Específicos (K)
  • Presença de Sólidos, Fibras, Cristais, etc.

 

DADOS DA INSTALAÇÃO

  • Diâmetro e Schedule da Tubulação de entrada e Saída
  • Função (On-Off) (Modulante)
  • Posição de Segurança (Normal Aberta ou normal Fechada)
  • Classe de Vedação
  • Nível de Ruído Admissível
  • Diferencial de Pressão Máximo Para Cálculo do Atuador.

 

A instalação deve ser feita em um local de fácil acesso utilizando plataformas, para que o responsável pela manutenção tenha condições de manipular e verificar a válvula com segurança.

Procurar sempre instalar as válvulas do tipo globo de controle na posição vertical, isso permitirá maior facilidade de manutenção e reduz-se o desgaste sobre as gaxetas e o desalinhamento e folgas no conjunto de internos, assim é possível garantir um assentamento correto do obturador sobre a sede.

Certifique-se de que haja uma folga adequada acima do atuador para permitir a desmontagem do atuador do corpo da válvula.

Verifique o sentido de fluxo para certificar-se de que a válvula seja instalada com o fluxo no sentido indicado pela seta existente muitas das vezes no corpo da válvula.

Lembrando que as estruturas de tubulações, após serem montadas ficam com vestígios de elementos sólidos no seu interior, assim será necessário a sua limpeza para que esses sólidos não fiquem presos no interior da válvula comprometendo a vedação e danificando os componentes internos.

 

Compromisso com a manutenção preventiva da válvula:

Uma vez adotado um padrão de manutenção preventiva, é possível aumentar a vida útil da válvula, conforme cronograma de manutenção, verifique se a válvula está operando de acordo com a sua especificação original.

Dependendo do ambiente de instalação e a facilidade de acesso à válvula é possível fazer uma simples inspeção com a válvula operando sem interromper a operação.

Procure por sinais de vazamento nas juntas do castelo e dos flanges da tubulação. Aperte as porcas dos flanges e do castelo, se necessário.

Observe se vapores corrosivos ou gotejamentos do processo estão danificando a válvula.

Limpe a válvula e repinte as regiões de maior oxidação.

Verifique o aperto das porcas da caixa de gaxetas. As porcas do engaxetamento devem ser apertadas com um aperto um pouco maior do que o que é feito com os dedos; em todo o caso, o aperto deve ser suficiente para impedir vazamento.

Se possível, movimente a válvula e, através da escala de curso, verifique se a válvula realiza o curso total de maneira suave e uniforme.

Um movimento instável do obturador pode indicar um problema interno na válvula (pequenos solavancos são normais quando se utiliza engaxetamento de grafite).

Verifique a calibração do posicionador confrontando os manômetros com a escala de curso do atuador.

Certifique-se de que o posicionador esteja calibrado na faixa correta. Veja as instruções referentes ao posicionador para informações sobre manutenção preventiva.

Certifique-se de que todos os acessórios, suportes e parafusos estejam seguramente apertados.

Se possível, interrompa o suprimento de ar e observe na escala de curso do atuador se a posição de falha especificada é alcançada.

Utilize uma solução de sabão para borrifar o contorno do anel de retenção do cilindro e do parafuso de ajuste de curso e verifique se há vazamentos de ar através dos O-rings e da junta.

Remova a sujeira ou qualquer outro material estranho das regiões expostas da haste da válvula.

A seguir uma tabela com alguns sintomas, causas e ação corretiva:

 

Sintoma Possível Causa Ação Corretiva
A haste se movimenta com dificuldade ou não se movimenta
  • Gaxetas apertadas em excesso
  • A temperatura de serviço está além dos limites de operação determinados para os internos
  • Suprimento de ar insuficiente
  • Posisionador com mau funcionamento
  • Força insuficiente do atuador
  • Ajuste as porcas da caixa de gaxetas apertando-as levemente
  • Reconfirme as condições de serviço e contate a fábrica
  • Verifique se existem vazamentos de ar de alimentação ou de sinal de instrumento; aperte as conexões frouxas e troque as anilhas que apresentarem vazamento
  • Veja IOM do posicionador
  • Verifique a pressão de suprimento do atuador; se a pressão estiver adequada, reveja as condições de serviço e contate a fábrica
Vazamento excessivo através da sede da válvula
  • Aperto insuficiente das porcas do castelo
  • Sede gasta ou danificada
  • Junta da sede gasta ou danificada
  • Força insuficiente do atuador
  • Válvula não atende curso total
  • Ajuste de zero incorreto
  • Obturador gasto ou danificado
  • Veja o passo referente a “Remontagem da Válvula” para os procedimentos de aperto
  • Desmonte a válvula e troque ou repare a sede ou a gaiola com quando for duplo assentamento
  • Desmonte e troque as juntas
  • Verifique a pressão de suprimento do atuador: se a pressão estiver adequada, reveja as condições de serviço e contate a fábrica
  • Reajuste ou substituir engaxetamento, aumentar a pressão de ar de suprimento, reparar ou substituir posicionador
  • Calibre o posicionador
  • Desmonte a válvula e troque o obturado

 

Montagem e Desmontagem da válvula

  • Consultar as informações relacionadas com as Normas de Segurança, referentes à manipulação do fluido manipulado pela válvula, incluindo a descontaminação, se necessária
  • Antes de iniciar a desmontagem será necessário consultar o Manual de instrução e a lista de peças Sobressalentes, verificando a disponibilidade das peças e sobressalentes recomendadas pelo fabricante.
  • Fazer inspeção visual detalhada da válvula, anotando as irregularidades encontradas.
  • Se possível, fazer um teste para verificar o estado inicial da válvula, essas informações são uteis para documentar as falhas relacionadas com a operação da válvula.
  • Importante está com a folha de especificação técnica original, para conhecimento principalmente dos materiais internos da válvula e as condições de processo as quais a válvula está submetida.
  • Documentar quais são os acessórios que fazem parte da instrumentação da válvula globo de controle, por exemplo ( posicionadores, filtros reguladores com manômetros, chaves fim de curso, solenoides, boosters, etc.).
  • Se possível fazer registros através de imagens.
  • Pressurizar o atuador e acessórios, usando sabão líquido para localizar vazamento de ar.
  • Retirar a tensão da mola do atuador e desligar a haste da válvula da haste do atuador. Deve-se tomar cuidado para não girar a haste da válvula enquanto houver contato entre o obturador e a haste, pois isso pode provocar danos na superfície de assentamento da sede.
  • Desligar o atuador do castelo, folgar os parafusos do castelo, deixando alguns parafusos com porcas para evitar o deslocamento brusco do castelo, devido a pressões internas.
  • Remover o castelo, retirar as gaxetas e componentes do engaxetamento do castelo.
  • Manter os internos nos devidos lugares e anotar a sequência de montagem , inspecionar e verificar se há marcas anormais ou danos no conjunto. Examinar cuidadosamente as superfícies das juntas.
  • Retirar o conjunto haste-obturador, verificando se há marcas anormais ou danos.
  • Retirar a gaiola e a sede, seguindo as recomendações do Manual de Instrução.
  • Inspecionar a parte interna do corpo,procurando sinais de vazamento, erosão ou corrosão.
  • Limpar e jatear o corpo, inspecionando novamente. Executar os reparos necessários.
  • Deixar os estojos de parafusos em banho com fluido anticorrosivo.
  • Após toda inspeção detalhada e recuperação das partes que tiverem condições para tal, desde os acessórios, atuador, castelo, corpo e internos, a válvula estará pronta para ser remontada e testada, para enfim ser instalada na linha entrar novamente em operação.

Vista Explodida do Atuador Tipo Diafragma

 

 

17/11/2015 – A IMPORTÂNCIA DA PREVENÇÃO DE VAZAMENTOS NA GERAÇÃO DE ENERGIA

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José Pedro G. Zambon

Engenharia de aplicação

YGB Indústria e Comércio Ltda.

Luiz Bondezan

Gerente Brasil

VALVTECHNOLOGIES, INC.

Resumo

No mundo inteiro, energia tem um custo muito elevado. Entretanto, todos necessitam de energia para fazer com que tudo funcione. Esta é a realidade atual. Países desenvolvidos ou em desenvolvimento, gastam enorme quantidade de recursos financeiros tentando tornar seus processos de obtenção de energia menos dispendiosos e mais eficientes.

Introdução

Esse binômio é fundamental em qualquer processo industrial, entretanto com os problemas primários e secundários, provocados pelo aquecimento global, associado ao crescimento do consumo e a necessidade imperiosa de minimizar os problemas devido à poluição, priorizam a necessidade de que a energia gerada seja eficiente, produzida com baixo custo e não poluidora.

A equação daí gerada, não tem fácil solução. Entretanto algumas variáveis são profundamente estudadas e apresentam vários aspectos que são possíveis de contribuírem para uma melhoria real.

Referimo-nos ao vazamento provocado por válvulas de bloqueio em geradores de vapor e demais partes de plantas termelétricas.

Para podermos ser mais claros, lembremo-nos de que a eficiência térmica de conversão de uma usina termelétrica é definida como a razão entre a energia útil produzida – que gera retorno econômico, e a energia do combustível que é consumida – que se relaciona com o custo operacional.

No atual cenário econômico mundial, onde preço dos combustíveis é bastante alto, a unidade de energia produzida torna-se igualmente elevado, fazendo com que a eficiência térmica do sistema seja fator de extrema importância.

Nesse tipo de processo, a temperatura é uma variável de maior importância, visto que o custo de produção de vapor está diretamente vinculado ao combustível utilizado e a eficiência da queima e da troca de calor. O alto custo do combustível e a excelência do sistema são fatores preponderantes.

Cumpre-se notar que a tecnologia desenvolvida na geração de vapor associada à capacitação profissional dos técnicos e engenheiros ligados a essa área, vem crescendo significantemente exatamente devido à necessidade de se reduzir custos e produzir de maneira limpa e eficiente.

As válvulas utilizadas até então no serviço de bloqueio de todas as variáveis desses processos são, normalmente, gavetas e globo que sabidamente apresentam de altos índices de manutenção e várias possibilidades de vazamentos. O uso, entretanto, desses tipos de válvulas está ligado aos aspectos históricos e certo tradicionalismo na sua especificação.

Por outro lado, uma instalação nova, recém adquirida, raramente vai apresentar problemas de vazamento em válvulas. Entretanto, após o início de operação e com a exigência de que a planta deve produzir com sua capacidade plena, as válvulas passam a apresentar esse problema.

O que raramente é feito na época do projeto, é um estudo detalhado de custo, onde os fatores de perda devido a vazamentos sejam estimados.

Em instalações já em operação há alguns anos, o problema torna-se então crucial, pois as válvulas já estarão apresentando vazamentos consideráveis e a perda de energia e o custo agregado, são muito grandes.

Portanto, perdas por vazamento em válvulas de bloqueio devem ser evitadas a todo custo, pois esses vazamentos podem representar uma quantidade de energia desperdiçada de valores incrivelmente significativos.

Numa análise geral, consideremos os parâmetros abaixo para o uso de óleo combustível BPF ou gás combustível de petróleo (GLP) em um sistema de geração de vapor com o propósito de obtenção de energia.

Agora imaginemos que a somatória de todos os vazamentos em válvulas seja equivalente a um só orifício no sistema, cujo diâmetro seja como o mencionado abaixo, considerando-se ainda que a densidade relativa do óleo BPF seja de 0,967 e a do GLP seja 2,1, chega-se aos seguintes valores:

Tab.vti1tab.vti1

ou:

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Como facilmente pode-se perceber, o custo dos vazamentos é muito elevado.

Outro grande problema de vazamento de vapor que ocorre nas válvulas de bloqueio em plantas termelétricas, cuja principal função é o de bloquear e estancar o vapor de processo, não são exatamente visíveis, pois não ocorrem devido a desgastes nas gaxetas, hastes ou mesmo nas juntas de vedação entre as partes componentes das válvulas. Os, sem dúvida, mais corriqueiros e onerosos são os que ocorrem através das sedes, permitindo que vapor que poderia ser utilizado na geração de energia, é encaminhado para a recirculação do processo, sem passar pelas turbinas geradoras. Este é um custo muito elevado e de difícil detecção, levando-se por vezes, muitos meses sem que se tenha conhecimento do fato.

Entretanto não se pode culpar o processo por esse desperdício, uma vez que o regime de trabalho dessas plantas é muito agressivo, operando com altas pressões e temperaturas. O que realmente pode-se fazer, para minimizar ou até mesmo acabar com esses índices é utilizarmos válvulas adequadas e especialmente projetadas para essas condições de operação.

Uma forma simples de reduzirmos ao máximo esse desperdício, é a utilização de válvulas cuja construção seja voltada para esse tipo de aplicação, utilizando-se válvulas ESFERA de alta performance e características inovadoras, no lugar das tradicionais GLOBO ou GAVETA.

Uma eficiente inovação para esse cenário são as válvulas esfera, com sedes metálicas integrais ao corpo, apropriadamente desenvolvidas para trabalho em elevadas pressões e temperaturas, que devido a revestimentos especiais e polimento preciso na esfera (1)(3), esfera guiada pelas sedes (2), sistema contra emissões fugitivas pela haste, composta por um conjunto de molas “prato” (4)(5), que proporcionam uma pressão constante no engaxetamento, consegue-se obter como resultado, estanqueidade melhor do que o estipulado na ANSI/FCI classe VI, ou seja, em traços práticos vazamento ZERO.

Apresentacao1

 

Cortesia da VALVTECHNOLOGIES, INC.

 

Outro importante aspecto nesse tipo de válvulas é que a superfície da esfera,  recebe um revestimento especial, de um composto de carbeto de tungstênio ou carbeto de cromo, conhecido como RAM – ROCKET APPLIED METALLIC aplicado através de uma tecnologia de altíssima velocidade, chegando a 3G (três vezes a velocidade do som),  de maneira permitir, não só uma perfeita adesão do material de revestimento à superfície da esfera, como também gerar a possibilidade de um polimento perfeito, realizado manualmente, proporcionando assim a   que a esfera em contato com as sedes, seja de tal maneira que não permita nenhum vazamento, pois o contato entre esfera e sedes é absolutamente total.

 

vti

 

Cortesia da VALVTECHNOLOGIES, INC.

 

Resumidamente, o desenho desse tipo de válvulas evita o desperdício de vapor, portanto de energia, sendo que são construídas desde ½” até 36” em classes de pressão de 150 # até 4500#, assim atendendo praticamente toda gama de aplicações em plantas termelétricas.

O cálculo de custo dessas aplicações, indubitavelmente quando se tem instaladas válvulas globo ou gaveta, passa pelos custos de manutenção, isto é: os vazamentos internos, quando detectados, passam a ser preocupação constante e integram os planos preventivos e quando atingem valores significativos, faz-se necessário realizar trabalhos corretivos, cujo custo eleva-se exponencialmente devido a paradas não programadas.

Adicionalmente, ainda deve-se considerar de que as paradas corretivas não programadas significam, na maioria das vezes, a necessidade de substituição de peças, como sedes ou demais internos alem da grande possibilidade de que a válvula em questão seja condenada, não permitindo ações de reparo, obrigando ao usuário, substituí-las integralmente.

Conclusão

Mesmo quando são utilizadas válvulas de bloqueio de boa qualidade, caso não sejam aplicadas convenientemente, considerando-se todos os fatores, inclusive os eventuais futuros, os custos gerados por vazamentos são tão elevados, que justificam plenamente um estudo mais aprofundado para um investimento seguro e eficiente.

 

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24/10/2015 – CAVITAÇÃO

José Pedro G. Zambon

Engenharia de aplicação

YGB Indústria e Comércio Ltda.

A cavitação é um fenômeno originado em quedas repentinas de pressão, geralmente observado em sistemas hidráulicos. A combinação entre a pressão, temperatura e velocidade resulta na liberação de ondas de choque e micro-jatos altamente energéticos, causando a aparição de altas tensões mecânicas e elevação da temperatura, provocando danos na superfície atingida.

 

CAVITAÇÃO

Cavitacao

“FLASHING”

Flashing

EXEMPLO PRÁTICO

FLUIDO:  ÁGUA
Ø DA LINHA: 6”
Q:  121.540 kg/h
T: 30 ºC
P1: 5,87 kg/cm²
P2: 1,06 kg/cm²
ΔP: 4,81 kg/cm²

Supondo no caso acima, que apenas 0,1% da massa de água troque de fase, teremos a massa total  vaporizada de:  121,54 kg

Calor latente, também chamado de calor de transformação, é a grandeza física relacionada à quantidade de calor que uma unidade de massa de determinada substância deve receber ou ceder para mudar de fase, ou seja, passe do sólido para o líquido, do líquido para o gasoso e vice versa.

Matematicamente:

calor

 

Onde:
Q: QUANTIDADE DE CALOR
m:  MASSA
L: CALOR LATENTE

Se considerarmos que apenas 0,1% da massa da água, troque de fase, então…….

calor

Supondo

Fluido: ÁGUA
Q: QUANTIDADE DE CALOR
m: 121,5 kg
L: 2.256 kJ/kg (calor latente da água)

Tem-se:
Q = 121,5 (kg) X2.256 (kj/kg)
Q = 274.194,24 kJ ou 274,194 MJ

A quantidade de calor ou a energia necessária, para a troca de fase dessa proposição é então de: 274,194 MJ .

Observando outros exemplos e comparando ………………..

TNT

peca1

peca3analise do material

FATORES QUE PROPORCIONAM MAIORES DANOS

INTENSIDADE DA CAVITAÇÃO

Somente em raros casos , em condições específicas do processo industrial, observam-se volumes muito elevados de massa do fluido que trocam de fase.

MATERIAIS DE FABRICAÇÃO

Desenvolvimento de materiais mais elaborados e apropriados, com dureza mais elevada, permitem que a válvula possa resistir por mais tempo às condições de cavitação.

TEMPO DE EXPOSIÇÃO

Quanto maior o tempo em que a válvula  é submetida à cavitação, maior será o dano causado à sua estrutura física.

MAIORES TAMANHOS

Observa-se que as válvulas maiores, acima de 6”, tem maior desgaste.

DESENHOS DAS VÁLVULAS

Válvulas com alto fator de recuperação de pressão, tais como esfera e borboleta, são menos afetadas .

Válvulas globo cujo fator de recuperação de pressão é menor são mais suscetíveis.

Vena 2

SOLUÇÕES QUE MINIMIZAM OS DANOS

REVESTIMENTOS

Todos os processos de endurecimento de materiais e revestimentos apropriados contribuem para o aumento da vida útil da válvula e seus internos.

MATERIAIS

Os materiais de fabricação, devido às novas características de processo, assim como suas modificações para uma maior eficiência de produção, auxiliam na garantia e no tempo de utilização das válvulas.

INTERNOS MULTI-ESTÁGIOS

Esses  tipos de internos proporcionam que a perda de carga gerada na válvula não seja provocado de uma única vez, mas de uma forma escalonada. O fato assim gerado minimiza o efeito da cavitação.

DIRECIONAMENTO DO FLUIDO

Os internos de múltiplo estágio tambem direcionam os jatos do fluido para o centro da gaiola, chocando-se entre si e, desta maneira evitando o choque frontal com as paredes dos internos.

gaiola1
gaiola2
gaiola3
gaiola4

 

02/09/2015 – EVOLUÇÃO DA VÁLVULA GLOBO DE CONTROLE

José Pedro G. Zambon

Engenharia de aplicação

YGB Indústria e Comércio Ltda.

 Em um sistema de controle industrial, o elemento final de controle (EFC) é o único elemento da cadeia de controle que entra em contato com o processo, modificando-o.  Nesta conceituação, destaca-se a válvula de controle (CV), devido sua flexibilidade construtiva e variedade de materiais de construção. Outros elementos não apresentam as mesmas características e na maioria das vezes tem custos iniciais, assim como de instalação e manutenção, muito elevados. Portanto como se pode observar, os fatores acima mencionados fizeram com que a válvula de controle se tornasse o mais popular EFC, apesar dos mais variados esforços no desenvolvimento de um elemento que fosse tão eficiente e flexível quanto uma válvula de controle.

Dentro dessa categoria, destaca-se a válvula globo pneumática de controle (GLOCV) por reunir todos os elementos que caracterizam a mencionada flexibilidade, simplicidade e, acima de tudo, uma precisão mecânica, necessária para se harmonizar com um sofisticado sistema de controle industrial, tal qual um bom vinho se harmoniza com um sofisticado prato.

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A engenharia de automação evolui de forma vertiginosa e numa velocidade tão grande quanto à mente humana é capaz de desenvolver sofisticados sistemas digitais de controle. E isso se faz necessário, principalmente pela absoluta necessidade de se incrementar continuamente a eficiência, qualidade e a segurança dos processos industriais, preservando-se a integridade física dos operadores, comunidades e do meio ambiente.

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O que dizer então de um tipo de CV cuja concepção emerge do final do século XIX? Aqueles cujo conhecimento está mais fixado nos atuais desenvolvimentos da tecnologia digital irão inicialmente acreditar que todo tipo de necessidade de controle, encontra-se vinculado a um “software” ou a um equipamento que tenha apurada compatibilidade com essa tecnologia, ou toda aquela que vier a ser desenvolvida.

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É esse o grande desafio que a engenharia vem encontrando ao longo do tempo. Porem a GLOCV, apesar da antiga conceituação, permanece incólume à evolução sem, no entanto, macular ou prejudicar o complexo e preciso sistema de controle selecionado. Ou seja: a enorme capacidade de adaptação mecânica de uma GLOCV faz com que haja uma perfeita sintonia entre tudo que foi criado até hoje em termos de instrumentação industrial, mantendo precisão e eficiência.

E de que forma isso acontece? Como uma GLOBO se adapta com tanta facilidade? Quais os recursos utilizados?

Em primeiro lugar devemos considerar sua concepção. Desde o início, a idéia de válvula de controle nasceu com a válvula globo. Isso se tornou um fato devido exatamente pelas características mecânicas e construtivas desse equipamento. A perda de carga provocada pela passagem sinuosa a que o fluido controlado é submetido faceia as necessidades de controle da vazão e gera as condições ideais do controle.

Igualmente, o deslocamento do obturador em relação à sede, sendo linear, possibilita o cálculo preciso do volume de fluido que passa por essa restrição.

Mas não são somente esses aspectos que fazem com que os internos de uma válvula globo de controle sejam ideais para o fim a que se destinam.  O desenho e usinagem simples, possibilidade de inúmeros perfis, caracterização do controle, facilidade de obtenção de materiais de construção, revestimento e de polimento, permitem atender a uma variada gama de processos industriais com muita eficiência.

Tanto os obturadores do tipo contorno, quanto os conjuntos de internos do tipo gaiola, permitem essa flexibilidade, precisão e eficiência, pois suas características físicas e mecânicas são facilmente usináveis. Portanto as possibilidades de obtenção de uma curva característica precisa ou um CV (Coeficiente de Vazão), com alto grau de precisão e confiabilidade são praticamente infinitas.

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Como resultado obtém-se uma maior rangeabilidade e repetibilidade da válvula.

Define-se rangeabilidade como a razão obtida pelos limites da curva característica da válvula onde se observa condições idéias de controle. Ou seja: a relação entre os valores máximos e mínimos da curva característica, onde a válvula de controle atua com absoluta precisão.  E repetibilidade é definida basicamente como a propriedade de uma válvula de controle de se posicionar exatamente no mesmo lugar para um dado sinal de controle.

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Cumpre-se notar ainda que as atuais possibilidades de obtenção de aços com características tais que, praticamente possibilitam sua utilização nos mais variados e quimicamente agressivos fluidos. A atenção que se deve ter nessas condições, quando se especifica uma GLOCV, é observar detalhadamente as características e compatibilidade química do fluido manipulado.

Muitos casos são ora observados, quando uma válvula de controle apresenta desgaste prematuro, declínio da sensibilidade de controle e vazamentos. Em casos como estes, é de fundamental importância uma análise detalhada e criteriosa das condições do processo, pois se tem inúmeros registros que a simples presença de algum dos componentes do aço que a válvula foi fabricada, por menor que seja sua quantidade, pode prejudicar seu desempenho e eficiência.

Nestes casos, cumpre-se notar que cada vez mais, são utilizados aços cujas características são muito mais apropriadas. Os casos mais comuns são aqueles onde são solicitados o uso de aços inoxidáveis duplex e super-duplex, alem da possibilidade de revestimentos especiais, pois nem sempre o endurecimento do aço é a solução eficiente.

As válvulas globo de controle também têm a facilidade de serem adaptadas para aplicações onde as características do fluido são mais agressivas sob o ponto de vista, por exemplo, de presença de sólidos ou fibras que tenham a propriedade de se agregar nas paredes internas da válvula. Nesse caso, apesar de não ser comum, há um desenho de válvulas que permite que a mesma seja facilmente desmontada para limpeza. São aquelas de corpo dividido, as quais, uma vez desmontada são facilmente limpas e/ou lavadas.

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Esse desenho de válvula globo, entretanto, não evita que a resistência gerada pelos internos, inviabilize seu uso na maioria das aplicações com sólidos ou fibras, mas ainda assim é uma opção.

Esta é uma forma de demonstrar a versatilidade da válvula globo de controle.

Somando-se os fatores acima mencionados (facilidade construtiva e disponibilidade de materiais), tem-se em mãos um produto flexível e eficiente. Cumpre-se notar que não estamos procurando desconsiderar todos os esforços efetivados para melhorar as possibilidades e a oferta de válvulas de controle. Porem o que mais se observa é que quando fruto de adaptações, as válvulas aplicadas em processos severos, podem não apresentar as características compatíveis com os sistemas de controle atualmente utilizados. Cada vez mais a confiabilidade do sistema de controle é fator fundamental na qualidade, eficiência e economia da produção.

Em suma, apesar dos eficientes e justificáveis esforços no desenvolvimento de válvulas de controle, a válvula globo permanece com características apropriadas para um bom desempenho de um sistema de controle.