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Válvula de esfera

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Válvula de esfera

A válvula esférica é utilizada principalmente para cortar, distribuir e mudar o sentido do fluxo médio na tubagem. A abertura da válvula de esfera em forma de V tem também uma boa função de ajuste do fluxo. A válvula de esfera só precisa de ser operada com uma rotação de 90 graus e um pequeno torque de rotação para fechar bem. A cavidade completamente igual do corpo da válvula proporciona um canal de fluxo directo com pouca resistência para o meio.

A válvula de esfera tem uma estrutura simples e um bom desempenho de vedação. Pode configurar diâmetro nominal mais pequeno, peso leve, baixo consumo de material, tamanho de instalação pequeno, torque de condução pequeno, operação simples, fácil de realizar abertura e fecho rápidos, e operação fácil dentro de um determinado intervalo de passagem nominal e manutenção. A válvula de esfera é adequada para meios de trabalho gerais, tais como água, solventes, ácidos e gás natural, mas também para meios com condições de trabalho severas, tais como oxigénio, peróxido de hidrogénio, metano e etileno.

 

Tabela de conteúdo

1. tipos de válvulas de bola

2.Ball Valve Structure and Working Principles (Estrutura da válvula esférica e princípios de trabalho)

3.Ball Valve Design Standard e Aplicação

4.Vantagens da Válvula de Bola

5.Manutenção da Válvula de Esfera

6.Ball Valve Selection Guide

 

1. Tipos de válvulas de esfera

Há muitas variações de válvulas de esfera, e ainda estão a surgir novos tipos de válvulas de esfera. De acordo com as características e usos das válvulas de esfera, as válvulas de esfera podem ser divididas em vários tipos.

1)Based sobre o método de suporte da esfera:

Pode ser dividida em válvula de esfera flutuante e válvula de esfera trunnion

  a. Válvula de Bola Flutuante

A sua principal característica é que a esfera/bola não tem eixo/trunhão de apoio. A esfera/bola é suportada por sedes de válvula em ambas as extremidades da entrada e saída da válvula. A haste da válvula e a esfera/bolha estão ligadas de forma móvel, como mostra a Figura 1-1. A esfera é ensanduichada por duas sedes de válvula e está num “estado flutuante”. A esfera pode ser rodada livremente entre duas sedes de válvula com a haste da válvula por uma alavanca ou outro dispositivo de condução. Quando a passagem de fluxo da esfera está alinhada com a passagem da válvula, a válvula da esfera está num estado aberto. O fluxo é suave, e a resistência do fluxo da válvula é mínima. Quando a esfera/bola é rodada a 90°, a passagem de fluxo da esfera/bola é perpendicular à passagem da válvula. A válvula esfera está num estado fechado, e a esfera é empurrada para a saída da válvula (por detrás da válvula), sob a acção da pressão do fluido, para assegurar uma vedação estanque.

floating ball valve

Válvula de Bola Flutuante

As principais vantagens das válvulas de esfera flutuantes: estrutura simples, fácil fabrico, baixo custo e fiável. O desempenho da vedação da válvula de esfera flutuante está relacionado com a pressão do fluido. Sob as mesmas condições, quanto maior for a pressão, mais fácil será a vedação. Mas deve ser considerado se o material do assento da válvula pode suportar a carga que lhe é transmitida pela esfera, porque a força gerada pela pressão do fluido na esfera será completamente transmitida ao assento da válvula. Para válvulas de esfera flutuante de tamanho maior, porque quando a pressão é alta, o torque de funcionamento aumentará, e o peso da própria esfera é grande. A distribuição da pressão gerada pelo peso na superfície de vedação do assento da válvula é desigual. Normalmente a pressão no meio círculo no plano horizontal do diâmetro do orifício é pequena, e a pressão no meio círculo inferior é grande. Resultará num desgaste desigual do assento da válvula e em fugas. Portanto, as válvulas de esfera flutuante são geralmente adequadas para válvulas de tamanho inferior a 8″.

b. Válvula de Esfera Montada em Trunnion

A esfera ligada à haste superior e ao munhão inferior, ou é transformada numa esfera do tipo acoplamento integral, onde a esfera é forjada (soldada) com o munhão superior e o munhão inferior para ser integrada na placa de rolamento/trunnion. Assim, a esfera move-se livremente perpendicularmente ao corpo da válvula, mas não se desloca ao longo do eixo do canal. Portanto, quando a válvula de esfera montada no munhão está em funcionamento, toda a força gerada pela pressão do fluido na esfera é transmitida ao rolamento/trunnion. A esfera não será empurrada em direcção ao assento da válvula. Assim, o assento da válvula não será sujeito a pressão excessiva. A válvula Trunnion Mounted Ball tem baixo torque, pequena deformação do assento da válvula devido a pressão excessiva. Tem um desempenho estável de vedação, longa vida útil, adequada para alta pressão e diâmetro maior da válvula.

trunnion mounted ball valve

Válvula de Esfera Montada em Trunnion

A chave para a vedação de uma válvula de esfera montada em munhão é a selecção correcta do desenho do assento da sede da válvula com mola. Dimensionamento correcto do assento, utilização total da pressão do fluido e da força da mola para satisfazer os requisitos de vedação.

2) tipos de válvula de esfera por tipo de instalação de esfera

Pode ser dividido em entrada superior, entrada lateral, entrada diagonal e assim por diante. Para a válvula de esfera de entrada lateral, de acordo com a aplicação e o tamanho da válvula, o corpo da válvula tem dois tipos: tipo de corpo de uma peça e corpo dividido. A válvula de esfera de corpo dividido é dividida em tipo de duas peças e tipo de três peças.

  a. Válvula de Esfera de Entrada Superior

A característica da válvula de esfera de entrada superior é que o corpo da válvula é de uma só peça, coberto no topo com castelo, e a esfera, o anel de vedação e a sede da válvula são todos instalados a partir do topo do corpo da válvula.

top entry ball valve

Válvula de Esfera de Entrada Superior

As vantagens das válvulas de esfera de entrada superior: Ao reformar ou substituir o assento da válvula, não é necessário retirar a válvula da tubagem. Pode abrir o castelo em linha e remover a esfera. É muito adequada para condutas subterrâneas, especialmente para a indústria de energia nuclear. Para válvulas de esfera de 3 vias, válvulas de esfera de 4 vias e válvulas de esfera multivias, devido às suas grandes esferas/esferas, é muito difícil de instalar ou remover de qualquer das extremidades da válvula, e a cavidade do corpo da própria válvula de esfera multivias é muito grande e pesada. A válvula de esfera de entrada superior é mais adequada do que a válvula de esfera de entrada lateral.

As desvantagens da válvula de esfera de entrada superior são o tamanho e o peso, que normalmente são muito grandes e pesados. Geralmente, não é adequada para aplicação a alta pressão.

  b. Válvula de Esfera de Entrada Lateral

  • Corpo de uma peça de entrada lateral

A esfera é instalada a partir de uma extremidade da válvula, e a sede da válvula e a esfera são fixas e comprimidas com uma manga de parafuso. Esta válvula de esfera tem uma estrutura simples, componentes menores, e é fácil de fabricar e instalar. É adequada para pequenos diâmetros, especialmente para meios viscosos ou cristalizantes, como a ureia, onde o corpo da válvula necessita de ser transformado numa camisa de isolamento térmico.

side entry ball valve

Válvula de Esfera de Entrada Lateral

  • Entrada lateral Válvula de esfera de 2pcs Body Ball

A secção transversal vertical do corpo da válvula ao longo do eixo do canal é dividida em peças assimétricas à esquerda e à direita. A esfera é instalada no espaço da cavidade do corpo, e as peças da válvula esquerda e direita são flangeadas ou roscadas.

side entry 2pc ball valve

Entrada lateral Válvula de esfera de 2pcs Body Ball

Because the valve body is divided into two pieces, compared with the integral type, half of the valve body is lighter in weight, easy to cast (forged) and machined.

  • Entrada lateral Válvula de esfera de corpo de 3pcs

side entry 3pcs ball valve

Entrada lateral Válvula de esfera de corpo de 3pcs

Para válvulas de esfera com dimensões nominais maiores, a fim de facilitar o processo de fabrico e montagem, é frequentemente utilizado o desenho do corpo de três peças de entrada lateral. O corpo da válvula é dividido em três peças ao longo da secção transversal que é perpendicular ao eixo do canal nas duas sedes da válvula bilateralmente simétricas à haste da válvula. A aparência da válvula é igual e limpa e amiga do fabrico. A desvantagem é devido à extremidade flangeada que aumentará o peso.

 

2. Estrutura da válvula de esfera e princípios de funcionamento

A válvula de esfera é construída principalmente de corpo de válvula, assento, esfera, haste de válvula, punho (ou outro dispositivo de condução). A válvula de esfera utiliza uma esfera com um furo passante redondo como parte de abertura e fecho. A esfera gira com a haste da válvula para conseguir a acção de abertura e fecho. A função principal da válvula de esfera é cortar ou ligar. O princípio de trabalho é aplicar um certo torque na extremidade superior da haste da válvula com a ajuda de um cabo ou outro dispositivo de condução e transmiti-lo à esfera, de modo a que a esfera gire em torno do eixo perpendicular à passagem do fluxo em 90°. Quando o orifício da esfera/bola e a linha central da passagem do corpo da válvula coincide ou é vertical, indica que a válvula da esfera foi totalmente aberta ou totalmente fechada, de modo a atingir o objectivo de abrir e fechar a passagem.

 

3. Padrão de desenho e aplicação da válvula de esfera

API 608 《Metal Válvulas de Esfera – Flangeadas, Roscadas e Soldadas End》

API 6D 《Specification para Pipeline e Tubagem Valves》

ISO 7121 《Steel válvulas de esfera para uso industrial geral applications》

ISO 14313 《Petroleum E Indústrias de Gás Natural-Pipeline Transportation Systems-Pipeline Valves》

BS PT ISO 17292《Metal Válvulas de Esfera para Petróleo, Petroquímica e Afins Industries》

AWWA C507 《Ball Válvulas, 6 In. Até 60 In. (150 mm Até 1.500 mm)》

ASME B16.5 《Pipe Flanges e Conexões Flangeadas NPS 1/2 até NPS 24 Métrico/polegada Standard》

ASME B16.10 《Face-to-Face e Dimensões de Ponta-a-Ponta de Valves》

ASME B16.34 《Valves – Soldadura por flange, roscagem e soldadura End》

ASME B16.25 《Buttwelding Ends》

API 607 《Fire Teste para Válvulas Trimestrais e Válvulas Equipadas com Não-Metálicas Seats》

 

4. Vantagens da Válvula de Bola

1)Low resistência ao fluxo, a válvula de esfera de porta cheia tem uma resistência de fluxo quase nula

2)Simple design, pequeno em tamanho e peso

3)Reliable selo hermético. Actualmente, o material da superfície de vedação das válvulas de esfera é plástico amplamente utilizado, que tem um bom desempenho de vedação. Pode conseguir uma selagem completa, zero fugas, e tem sido amplamente utilizado em sistemas de vácuo.

4)Operation amigável, rápido abrir/fechar, totalmente aberto a totalmente fechado com apenas 90° de volta. Adequada como válvula remota.

5)Maintenance amigável, configuração simples com vedação dinâmica que é fácil de substituir.

6)When totalmente aberto ou totalmente fechado, superfície de vedação esférica e de assento não é contactada com o meio quando o fluxo é médio. Assim, a superfície de selagem não será facilmente contaminada e corroída.

7)Wide aplicação desde pequeno diâmetro até poucos milímetros, diâmetro grande até poucos metros, e desde alto vácuo até alta pressão é aplicável.

8)The fecho aberto da válvula de esfera tem efeito de limpeza, portanto adequado para meio com partículas flutuantes.

 

5. Manutenção da válvula de esfera

1)Inspect o aspecto da válvula de esfera;

2)Check se o actuador e respectivo sistema de suporte para fugas de óleo;

3) Verificar o corpo da válvula de esfera e acessórios, flanges e outros pontos de vedação quanto a fugas;

4) A válvula de esfera de sopro, sopro regular da válvula de esfera é um meio eficaz para assegurar a limpeza da cavidade da válvula e do sistema de vedação

5) Verificar a cavidade interna da válvula de esfera, após a válvula ser drenada, após 10-20 minutos de intervalo, abrir novamente a válvula de drenagem para verificar a fuga da válvula

6) Para válvula de esfera manual, totalmente aberta ou totalmente fechada mais de duas vezes, verificar se a válvula aberta fecha. Apenas um operador é autorizado a funcionar. Não são permitidas pressões e forças excessivas ao operar a válvula. Para válvulas que não são operadas durante muito tempo ou utilizadas em ambientes de baixa temperatura, pode haver problemas com acumulação de material estranho ou encravamento na válvula. Antes de operar a válvula de esfera, deve injectar primeiro uma pequena quantidade de líquido de limpeza ou gordura para proteger a vedação da válvula.

7) Verificar se o funcionamento da válvula totalmente aberta ou totalmente fechada está a funcionar, verificar se existe um fenómeno de bloqueio, se o binário da válvula é demasiado grande (o funcionamento com uma só pessoa é difícil), o fluido de limpeza deve ser injectado para limpar totalmente e mover a válvula

8) Resolveu todos os problemas identificados.

 

6. Guia de selecção de válvulas de esfera

1)For oleodutos e gasodutos que necessitem de ser limpos e enterrados debaixo do solo, seleccionar uma estrutura de válvula de esfera totalmente soldada; para uma válvula no solo, escolher uma válvula de esfera com uma conexão soldada ou flangeada de porta completa; para a tubagem e equipamento de armazenamento do produto petrolífero, seleccionar uma válvula de esfera flangeada

2)In o sistema de gasodutos, é aconselhável escolher uma válvula de esfera montada em munhão que é estritamente desengordurada e ligação de flange. Para sistemas de tubagem e dispositivos de meios de baixa temperatura, devem ser seleccionadas válvulas de esfera de baixa temperatura com capotas alargadas.

3) No sistema de tubagem do dispositivo de craqueamento catalítico do dispositivo de refinação de óleo, pode ser seleccionada uma válvula de esfera tipo haste ascendente. No equipamento e sistema de tubagem de meios corrosivos tais como ácido e álcali no sistema químico, é apropriado seleccionar uma válvula de esfera de aço inoxidável completa feita de aço inoxidável austenítico com PTFE como anel de sede

4) Sistemas metalúrgicos, sistemas de energia eléctrica, instalações petroquímicas, e sistemas ou dispositivos de tubagem de alta temperatura média em sistemas de aquecimento urbano podem utilizar válvulas de esfera seladas metal-metal. Quando é necessário um ajuste de fluxo, podem ser seleccionadas válvulas de esfera de ajuste pneumático ou eléctrico com abertura em forma de V.

 

O Fim:

NTGD Valve é um fabricante profissional de válvulas de esfera, sinta-se à vontade para nos contactar se tiver alguma dúvida

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