Válvula de esfera de alta pressão

O que é uma válvula esférica de alta pressão?

Uma válvula de esfera de alta pressão é uma válvula de esfera que pode operar a mais de 500 psi sem que o corpo da válvula seja danificado. As válvulas de esfera de alta pressão utilizam uma esfera com um orifício no centro para abrir ou fechar o fluxo do fluido. A esfera faz um quarto de volta ou um ângulo de 90^o para permitir ou bloquear o fluxo do fluido. Quando o furo na esfera está alinhado com o fluxo do fluido, a válvula está aberta. A válvula de esfera de alta pressão é fechada quando a esfera é pivotada a 90^o usando uma manopla ou atuador. As válvulas de esfera de alta pressão são muito fortes o suficiente para resistir a altas pressões e temperaturas. Além disso, as válvulas de esfera de alta pressão são duráveis, o que as torna capazes de manter sua alta qualidade mesmo quando usadas por muitos ciclos. As válvulas de esfera de alta pressão são feitas de materiais metálicos, tais como aço inoxidável e materiais de aço. As válvulas de esfera de alta pressão são conectadas utilizando conexão do tipo compressão ou roscada ou parafusos e porcas.

Figura: Válvula esférica de alta pressão.

Componentes de válvulas de esfera de alta pressão

Corpo

O corpo em uma válvula de esfera de alta pressão é a parte que contém todos os componentes internos da válvula. O corpo é feito de materiais fortes como aço inoxidável, aço carbono entre outros materiais metálicos fortes. Materiais anti-estáticos também são usados para garantir a durabilidade e o funcionamento adequado da válvula.

Haste

A haste é o componente das válvulas de esfera de alta pressão que conecta o atuador ou o volante manual à esfera para melhorar o controle do fluxo de fluido. A haste também é feita de material resistente para fazê-la transmitir o torque de abertura e fechamento, bem como trabalhar em aplicações de alta pressão e alta temperatura.

Lugares

As sedes são componentes internos em uma válvula de esfera de alta pressão que são reforçadas com anéis de sede para garantir uma válvula sem vazamentos. A sede pode ser metálica ou feita de outros materiais, como um elastômero.

Bola

A esfera é o componente de uma válvula de esfera de alta pressão feita de material forte como o aço, dependendo da aplicação da válvula. A esfera é responsável por bloquear ou permitir o fluxo de fluido em uma válvula de esfera de alta pressão. A superfície da esfera é perfurada para melhorar a distribuição uniforme da pressão. Válvulas de esfera de alta pressão podem ter esferas com furo reduzido ou esferas com furo total. Esferas com furo reduzido são melhores em aplicações onde a pressão do fluxo de fluido tem que ser minimizada limitando o fluxo. Esferas com furo total são usadas onde é necessário um fluxo de fluido sem restrições.

Atuador

As válvulas de esfera de alta pressão são ligadas e desligadas por meio de atuadores manuais ou elétricos ou pneumáticos. Os atuadores manuais são operados por operadores de válvulas. Os atuadores elétricos e pneumáticos são usados em aplicações de pressão extremamente alta que podem ser automatizadas.

Trim

Trim refere-se às partes substituíveis ou removíveis das válvulas de esfera de alta pressão que entram em contato com o fluxo do fluido. Tais componentes incluem haste, superfícies de assento, esfera e vedações.

Figura: Componentes da válvula esférica de alta pressão.

Como funciona uma válvula esférica de alta pressão?

Para abrir uma válvula de esfera de alta pressão, o atuador ou volante manual gira 90^o . Como tal, o atuador / volante que está conectado à haste faz a haste girar. A haste é conectada à esfera de modo que quando a haste gira, a esfera gira. A esfera na válvula de esfera de alta pressão gira o suficiente fazendo o lado oco da esfera colinear com a tubulação, assim o fluido fluirá sem restrições através da válvula. Para parar o fluxo do fluido, o atuador gira novamente para fazer 90^o girar. Esta rotação faz a esfera girar de tal forma que o lado oco da esfera se torna perpendicular à tubulação. Como tal, o fluxo de fluido será interrompido, pois a pressão do fluido fará com que as sedes e a esfera formem uma vedação firme.

Tipos de válvulas de esfera de alta pressão

Válvula de esfera de alta pressão de entrada superior

Esta é uma válvula de esfera de alta pressão na qual a esfera é montada a partir do lado superior. Este tipo de projeto de válvula de esfera de alta pressão torna possível fazer a manutenção na esfera e nas sedes sem desconectar a válvula da tubulação. A válvula esférica de alta pressão de entrada superior pode ser limpa enquanto ainda está conectada à tubulação principal. Na maioria dos casos, as válvulas de esfera de alta pressão de entrada superior são feitas usando o método de fundição, o que requer um teste não destrutivo para verificar defeitos do processo de fundição. As válvulas de esfera de alta pressão de entrada superior têm conexões mínimas, o que reduz as possibilidades de vazamento.

Figura: Válvula esférica de alta pressão de entrada superior.

Válvula de esfera de alta pressão de entrada lateral

A válvula de esfera de alta pressão de entrada lateral é uma válvula de esfera na qual a esfera é montada a partir de sua parte lateral. Na maioria dos casos, o corpo da válvula de esfera de alta pressão de entrada lateral está em duas ou três partes. As partes desta válvula de esfera de alta pressão são conectadas por meio de parafusos e porcas. Um material forte como o aço é usado para fazer o corpo de uma válvula de esfera de alta pressão de entrada lateral. As válvulas de esfera de alta pressão de entrada lateral são fáceis de montar. Os componentes dos internos desta esfera de alta pressão são devidamente alinhados.

Figura: Válvula de esfera de alta pressão de entrada lateral.

Válvula de esfera de alta pressão de duas vias

Esta é uma válvula de esfera de alta pressão que tem duas portas uma para a entrada e outra para a saída. Este tipo de válvula de esfera de alta pressão permite que o fluido flua diretamente da porta de entrada para a porta de saída através da esfera. Isto ajuda a reduzir a queda de pressão, já que não há mudança na direção do fluxo. Uma válvula de esfera de alta pressão de duas vias é adequada para aplicações on/off trabalhando com fluidos e polpas abrasivas.

Válvula de esfera de três vias de alta pressão

Uma válvula de esfera de três vias de alta pressão é uma válvula com três portas. O projeto desta válvula de esfera de alta pressão utiliza uma formação em T ou L. Com este projeto, uma válvula de esfera de três vias de alta pressão é capaz de diferentes manipulações de fluxo de fluido, como mistura ou desvio de fluxo de fluido. Quando o atuador ou a manopla desta válvula de esfera de alta pressão é ligada, ela gira a esfera para alinhar o furo na esfera com as portas da válvula de entrada e saída. A válvula de esfera de três vias de alta pressão com configuração em L permite o fluxo de fluido através de um ângulo de 90^o de uma porta para outra (desvio de fluido). Uma válvula de esfera de três vias de alta pressão com configuração em forma de T permite o fluxo de fluido de uma porta para outra (desvio de fluido) e também permite o fluxo de fluido de duas portas para misturar e depois ejetar para a tubulação.

Figura: Válvula esférica de três vias de alta pressão.

Válvulas de esfera de alta pressão de ponta flangeada

As válvulas de esfera de alta pressão de ponta flangeada são válvulas de esfera de uma ou duas peças que têm pontas flangeadas com furos para os parafusos de conexão da válvula à tubulação. Este tipo de válvula de esfera de alta pressão pode ser facilmente instalada ou removida do sistema de tubulação. Estas válvulas são feitas de materiais metálicos fortes que podem ajudá-las a suportar a alta pressão e as altas temperaturas associadas ao fluxo do fluido, bem como as polpas abrasivas.

Figura: Válvula esférica de alta pressão de ponta flangeada.

Válvula de esfera de alta pressão Trunnion

Esta é uma válvula de esfera de alta pressão que tem a esfera apoiada por um eixo adicional chamado munhão. O munhão mantém a esfera da válvula em sua posição e reduz o movimento da esfera a seu eixo. A esfera nesta válvula esférica de alta pressão se move somente se a haste ou o eixo girar. As válvulas de esfera de alta pressão do munhão também têm sedes carregadas com mola. As molas são ativadas pela pressão do fluido de entrada em direção à esfera da válvula segurada pelo munhão, o que ajuda a criar uma vedação estanque. As válvulas de esfera de alta pressão Trunnion operam eficientemente em amplos níveis de pressão. As válvulas de esfera de alta pressão Trunnion operam mais facilmente com um pequeno atuador ou menor torque de operação.

Figura: Válvula de esfera de alta pressão Trunnion.

Atuadores utilizados em válvulas de esfera de alta pressão

• Atuadores manuais. Este é o caso em que a válvula é aberta ou fechada pelo operador girando o volante manual com as mãos. Este atuador é usado em válvulas de esfera de alta pressão com aplicações mínimas de alto ciclo.
• Atuadores pneumáticos. Estes são atuadores que utilizam ar comprimido para abrir ou fechar a válvula de esfera de alta pressão. Este atuador é usado em aplicações que necessitam de tempos de ciclos rápidos e alta durabilidade.
• Atuadores elétricos. Estes são atuadores que utilizam eletricidade para alimentar um motor elétrico que opera um mecanismo mecânico para abrir/fechar a válvula de esfera de alta pressão.
• Atuadores hidráulicos. Estes são atuadores que utilizam fluido pressurizado, como óleo e água. Os atuadores hidráulicos fornecem mais torque do que os outros atuadores para abrir ou fechar a válvula de esfera de alta pressão.

Aplicações da válvula de esfera de alta pressão

• As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas nas indústrias químicas para abrir/fechar, misturar ou distribuir diferentes compostos utilizados na fabricação de medicamentos.
• As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas nas indústrias de construção.
• As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas nas indústrias agrícolas.
• Eles são utilizados no controle do fluxo de óleo e gás.
• Eles são utilizados em aplicações de proteção contra incêndio.
• Estas válvulas são utilizadas em aplicações marítimas e offshore.
• As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas em usinas a vapor.
• Estas válvulas são usadas em aplicações de aquecimento, mistura e desvio de fluidos.
• As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas nas indústrias de mineração.

Vantagens da válvula de esfera de alta pressão

• As válvulas de esfera de alta pressão têm alta resistência.
• As válvulas de esfera de alta pressão podem resistir a altas temperaturas.
• As válvulas de esfera de alta pressão são resistentes à corrosão e à abrasão.
• Estas válvulas podem trabalhar em fluidos e polpas abrasivas.
• As válvulas de esfera de alta pressão são adequadas para uma ampla gama de aplicações de pressão.
• Estas válvulas são fáceis de operar.
• Estas válvulas são eficientes, pois não precisam de lubrificação e proporcionam uma vedação estanque sem vazamentos.
• Os projetos de válvulas de esfera de alta pressão, tais como o tipo de entrada superior, são fáceis de limpar e reparar.

Desvantagens da válvula de esfera de alta pressão

• As válvulas de esfera de alta pressão são mais caras em relação a outras válvulas.
• Alguns projetos de válvulas de esfera de alta pressão são difíceis de limpar, o que restringe seu uso em alimentos, bebidas e aplicações farmacêuticas.
• As válvulas de esfera de alta pressão são suscetíveis ao desgaste, especialmente quando usadas para aplicações de estrangulamento.
• As válvulas de esfera de alta pressão são pesadas.

Resolução de problemas de válvulas de esfera de alta pressão

Vazamento do assento

• Sujeira ao redor do assento. Limpar/remover a sujeira.
• O assento está danificado. Substitua o assento. Tente determinar a causa dos danos para preveni-la no futuro.

Vazamento através do corpo

• O corpo está danificado. Reparar ou substituir a carroceria de acordo.
• A gaxeta do corpo está danificada. Substitua a gaxeta.
• Conexões frouxas em parafusos, porcas, parafusos, roscas. Aperte as conexões de acordo.

Vazamento através da embalagem glandular

• Parafusos de glândula soltos. Apertar os parafusos com o torque recomendado.
• Embalagem de glândulas desgastadas. Substituir a embalagem do gargalo.

Vazamento através do tronco

• Tronco quebrado. Remover o caule para inspeção. Se danificado, substitua conforme necessário.
• Anel de vedação do tronco danificado. Inspecione os O-rings e, se danificados, substitua-os.
• Bola danificada. Substituir a esfera da válvula.

Manuseio ou atuador não funciona

• Obstrução interna ou acúmulo de detritos. Desmontar a válvula de esfera de alta pressão para inspeção do mecanismo do cabo/atuador. Remover/limpar os detritos que bloqueiam o mecanismo de fechamento/abertura.
• Danos químicos no mecanismo do cabo/atuador. Inspecionar a abertura/fechamento da válvula quanto à compatibilidade química com o meio. Substituir/reparar os componentes danificados.
• Cabo quebrado. Substituir a alça.

Sumário

As válvulas de esfera de alta pressão são válvulas de esfera usadas em aplicações de alta pressão acima de 500 psi. As válvulas de esfera de alta pressão têm a esfera com um furo por onde passa o meio. As válvulas de esfera de alta pressão operam girando a esfera através de 90^o que abre/fecha o fluxo do fluido através da válvula. O fluido flui através do furo da esfera quando o furo é colinear com a tubulação. Uma válvula de esfera de alta pressão é fechada quando a esfera gira 90^o de tal forma que o furo se torna perpendicular à tubulação. As válvulas de esfera de alta pressão são válvulas fortes feitas de materiais metálicos fortes, tais como aço inoxidável, aço carbono e ferro fundido entre outros materiais. As válvulas de esfera de alta pressão são utilizadas em diferentes aplicações, tais como mineração, indústrias de petróleo e gás, indústrias químicas, construção, proteção contra incêndio e usinas de vapor, aplicações marítimas e offshore entre outras. Há vários tipos de válvulas de esfera de alta pressão que incluem válvulas de esfera de duas vias de alta pressão, válvulas de esfera de três vias de alta pressão, válvulas de esfera de alta pressão trunnion, válvulas de esfera de alta pressão com flange, válvulas de esfera de alta pressão de entrada superior e válvulas de esfera de alta pressão de entrada lateral.