Válvula de esfera com sede metálica

O que é uma válvula de esfera com sede metálica?

As válvulas de esfera com sede metálica são válvulas projetadas com vedação de metal a metal entre a esfera e os assentos. As válvulas de esfera com sede metálica são projetadas para uso em aplicações de corrosão, abrasão, alta pressão ou alta temperatura. As válvulas de esfera com sede metálica melhoram o fechamento hermético tanto no fluxo de fluido bi como unidirecional em aplicações severas. As válvulas de esfera com sede metálica podem ser tornadas mais duras, por exemplo, com revestimento por spray ultra-sônico, carboneto de cromo, face dura de satélite e carboneto de tungstênio. As válvulas de esfera com sede metálica utilizam material metálico como aço inoxidável 316 ou Monel para fazer o assento da válvula. A maioria das válvulas de esfera usa sedes macias feitas de termoplásticos como PTFE, que são feitas para serviço limpo somente ao contrário das válvulas de esfera com sede metálica. As válvulas de esfera com sede metálica têm permanecido entre as melhores soluções para aplicações severas de serviço. Cada tipo de válvula de esfera com sede metálica tem suas características que produzem vantagens e desvantagens únicas.

Componentes de uma válvula de esfera com sede metálica

Corpo da válvula

O corpo da válvula é o componente de uma válvula de esfera com sede metálica que cobre os componentes internos da válvula. O corpo ajuda a aumentar a segurança das partes internas. O corpo contém os orifícios onde o fluido entra e sai da válvula de esfera com sede metálica. O corpo precisa ser forte para que possa fornecer uma barreira confiável à pressão do fluido.

Boina

O castelo é a parte de uma válvula de esfera com sede metálica que é usada para cobrir a haste e a embalagem. O castelo aumenta a segurança para a vedação e a haste. O castelo é colocado no topo do corpo da válvula e os dois são conectados através de solda ou usando parafusos e porcas. O castelo é feito do mesmo material metálico que o corpo da válvula.

Atuador

O atuador é um componente integrado à válvula automática de esfera com sede metálica para fornecer o torque necessário para abrir/fechar a válvula. Com um atuador, não é necessário um operador de válvula esférica com sede metálica. Alguns dos atuadores que podem ser usados em válvulas de esfera com sede metálica são atuadores elétricos, pneumáticos e hidráulicos. Um sistema automático é usado para melhorar o controle do fluido através do atuador.

 Manusear

O cabo é um componente usado em uma válvula de esfera com sede metálica manual. Ela está na manopla onde o operador da válvula aplica torque para abrir ou fechar a válvula de esfera com sede metálica.

Válvula bola

Este é um componente metálico de uma válvula de esfera com sede metálica que é usada para abrir ou fechar o fluxo do fluido. A esfera tem um orifício em seu centro onde flui o fluido.

Haste

Uma haste é um eixo em uma válvula de esfera com sede metálica que é usada para transmitir o torque necessário para abrir ou fechar a válvula. A haste conecta o atuador ou a manopla à esfera.

Lugares

Os assentos referem-se aos discos instalados entre o corpo da válvula e a esfera. Uma válvula de esfera com sede metálica tem duas sedes que fornecem uma vedação entre a esfera e o corpo. A esfera fica entre as sedes para bloquear ou permitir o fluxo de fluido. Há um assento a jusante montado próximo ao lado de saída e um assento a montante montado próximo ao lado de entrada da válvula. As duas sedes são instaladas uma em frente à outra.

Embalagem

A embalagem é um selo colocado sobre a haste para evitar vazamento de fluido através da haste.

Figura: Componentes de uma válvula de esfera com sede metálica.

Como funciona uma válvula de esfera com sede metálica?

Uma válvula de esfera com sede metálica usa uma esfera com furo na seção do meio para abrir/fechar o fluxo do fluido. Uma válvula de esfera com sede metálica funciona girando a manopla por um quarto de volta para abrir ou fechar o fluxo de fluido. A esfera de uma válvula de esfera com sede metálica é conectada ao atuador ou à manopla através da haste. Quando a manopla é girada, a haste gira e, como está conectada à esfera, a esfera também gira. Para abrir uma válvula de esfera com sede metálica, a manopla é girada por um quarto de volta que é 90^o no sentido anti-horário. Isto faz com que a haste e a esfera girem simultaneamente à medida que a manopla é girada. Isto faz com que a esfera fique colinear com a tubulação. Quando o furo da esfera está em linha com o fluido na tubulação, então o fluido flui através da válvula. Para fechar uma válvula esférica com sede metálica, a manopla é girada no sentido horário por um ângulo de 90^o . Isto faz com que o furo da esfera gire de tal forma que se torne perpendicular ao fluxo do fluido. Nisto, a esfera bloqueia o fluxo do fluido e, portanto, a válvula de esfera com sede metálica é dita como estando em estado fechado.

Figura: Funcionamento de uma válvula de esfera com sede metálica.

Tipos de válvulas de esfera com sede metálica

Válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral

Esta é uma válvula de esfera com sede metálica que é montada a partir de suas partes laterais. A válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral tem duas ou três peças do corpo conectadas entre si. Cada peça de uma válvula de esfera com sede metálica com entrada lateral é conectada através do uso de parafusos/estudos e porcas similares a como dois flanges podem ser conectados usando parafusos. As válvulas de esfera com sede metálica de entrada lateral são feitas de materiais metálicos fortes usando o método de forjamento. Cada peça de uma válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral é feita através do método de forjamento e depois são montadas juntas. O método de forjamento de uma válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral ajuda a minimizar os defeitos que emanam de uma válvula feita através do método de fundição. As válvulas de esfera com sede metálica de entrada lateral são fáceis de montar e o alinhamento dos componentes dos internos é fácil. As válvulas de esfera com sede metálica de entrada lateral podem ser abertas para limpeza, inspeção, reparo e manutenção, o que as torna de longa duração, ao contrário de outras válvulas que são descartadas quando um componente se quebra ou que não podem ser reparadas ou limpas.

Figura: Válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral.

Válvula de esfera com sede metálica de entrada superior

A válvula de esfera com sede metálica de entrada superior é uma válvula que tem seus componentes montados a partir do lado superior. Esta válvula de esfera com sede metálica melhora o acesso aos internos para limpeza, reparo e manutenção, sem remover a válvula da tubulação. As válvulas de esfera com sede metálica de entrada superior são válvulas de esfera de grande porte, necessárias para aplicações de alta pressão e alta temperatura. Na maioria dos casos, as válvulas de esfera com sede metálica de entrada superior são feitas usando o método de fundição para ajudá-las a se livrarem de vazamentos de fluido. Depois que uma válvula de esfera com sede metálica de entrada superior é feita através do método de fundição, ela é submetida a um teste NDE para garantir que ela tenha zero defeitos que poderiam emanar do processo de fundição. As válvulas de esfera com sede metálica de entrada superior são conectadas à tubulação usando parafusos e porcas, o que é um método mais fácil de instalar a válvula e também melhora o serviço à prova de vazamentos.

Entrada superior: Válvula de esfera com sede metálica.

Válvula de esfera soldada com sede metálica

Esta é uma válvula de esfera com sede metálica que é completamente montada através do método de soldagem. Uma válvula de esfera com sede metálica com corpo soldado garante que a válvula esteja livre de vazamentos, ao contrário das conexões de parafusos e porcas, que podem causar vazamentos quando a junta está desgastada. Entretanto, uma válvula de esfera com sede metálica com corpo soldado não pode ser aberta para limpeza ou reparo e manutenção enquanto estiver no campo. As válvulas de esfera com sede metálica com corpo soldado são usadas em aplicações enterradas ou subterrâneas onde não se espera que façam serviço e manutenção, como em aplicações submarinas e transmissão de gás. São realizados testes não destrutivos nas juntas de solda circunferenciais do corpo da válvula para garantir que a válvula não tenha poros que possam vazar fluido.

Figura: Válvula de esfera soldada com corpo metálico assentado.

Válvula de esfera com sede em metal Trunnion

Esta é uma válvula esférica com sede metálica projetada de tal forma que a esfera pode girar em uma posição fixa. A esfera em um munhão de esfera com sede metálica não se move na direção lateral, pois é mantida na posição inferior e na superior por um eixo conhecido como munhão. Uma válvula de esfera com sede metálica com munhão cria uma vedação forçando um anel de sede metálico flutuante contra a esfera. O componente do munhão nesta válvula de esfera com sede metálica absorve a pressão do fluxo do fluido, o que garante que o contato entre a sede e a esfera não seja tensionado excessivamente e que o torque de fechamento/abertura permaneça mais baixo, o que facilita a abertura/fechamento em relação a outras válvulas de esfera com sede metálica. Uma válvula de esfera com sede metálica com munhão opera eficientemente em uma ampla gama de pressões, o que a torna adequada para numerosas aplicações de alta pressão. O funcionamento de uma válvula de esfera com sede metálica com munhão requer um torque menor em relação a outras válvulas de esfera com sede metálica.

Figura: Válvula de esfera com sede em metal Trunnion.

Aplicações da válvula de esfera com sede metálica

• As válvulas de esfera com sede metálica são utilizadas na transferência de produtos ácidos.
• Eles são utilizados nas indústrias de petróleo e gás.
• As válvulas de esfera com sede metálica são utilizadas em usinas a vapor.
• Eles são utilizados na transferência de mídia com polpas abrasivas.
• As válvulas de esfera com sede metálica são utilizadas nas indústrias de alimentos e bebidas.
• Eles são utilizados nas indústrias farmacêuticas.
• As válvulas de esfera com sede metálica são utilizadas nas indústrias petrolíferas.

Vantagens das válvulas de esfera com sede metálica

• As válvulas de esfera com sede metálica operam rapidamente.
• As válvulas de esfera com sede metálica são resistentes ao desgaste por abrasão.
• Estas válvulas são resistentes à corrosão.
• As válvulas de esfera com sede metálica têm alta resistência para aplicações em alta temperatura e alta pressão.
• As válvulas de esfera com sede metálica podem ser reparadas, limpas e inspecionadas, o que as faz durar por um longo tempo.
• As válvulas de esfera com sede metálica são versáteis, pois podem ser usadas em diferentes indústrias para diferentes aplicações.
• As válvulas de esfera com sede metálica possuem vedações estanques que são à prova de vazamentos.

Desvantagens das válvulas de esfera com sede metálica

• As válvulas de esfera com sede metálica são mais caras em relação a outras válvulas de esfera.
• As válvulas de esfera com sede metálica possuem cavidades ao redor da sede e da esfera, o que faz com que a polpa solidifique ou bloqueie a cavidade tornando a válvula difícil de abrir/fechar.
• O mecanismo de acionamento de uma válvula esférica com sede metálica deve ser instalado verticalmente.

Resolução de problemas de uma válvula de esfera com sede metálica

Vazamento quando a válvula com sede metálica é fechada

• Bola danificada. Substituir a bola.
• Assentos de bola danificados. Substituir os assentos.
• A bola não está em uma posição totalmente fechada. Verificar a bola em posição fechada/aberta.

Movimento irregular de bola

• Materiais estranhos entre o assento e a bola ou o corpo e a bola. Limpar as superfícies de vedação, nivelar o interior da válvula e substituir as sedes.

Válvula de esfera com sede metálica precisa de torque muito alto

• Sedes de válvulas danificadas. Use selos de emergência enchendo o selante para os orifícios de injeção da conexão final. Substituir as vedações e sedes o mais rápido possível.
• Alta pressão ou alta temperatura. Garantir que a válvula de esfera com sede metálica esteja trabalhando na temperatura e pressão nominais recomendadas.
• Materiais estranhos na válvula de esfera com sede metálica. Limpar o interior da válvula.

Operação ruidosa ou golpe de aríete

• O fluido está fluindo em alta velocidade ou houve um erro no dimensionamento da válvula. Assegure-se de que o tamanho da válvula corresponda ao fluxo do fluido.

Vazamento de fluido de haste

• Parafuso de tampa de glândula solta. Apertar o parafuso.
• Haste danificada. Substituir a haste.

Sumário

As válvulas de esfera com sede metálica são válvulas projetadas com vedação de metal a metal entre as sedes e a esfera. As válvulas de esfera com sede metálica funcionam bem mesmo em aplicações de corrosão, abrasão, alta pressão e alta temperatura. As válvulas de esfera com sede metálica podem fornecer vedação hermética mesmo em aplicações severas. A sede e a esfera em uma válvula de esfera com sede metálica são feitas de um material metálico, como aço e ou Monel.

Vários tipos de válvulas de esfera com sede metálica têm características e vantagens diferentes. Tais tipos de válvulas de esfera com sede metálica incluem válvulas de esfera com sede metálica com corpo soldado, válvulas de esfera com sede metálica com munhão, válvulas de esfera com sede metálica com entrada lateral e válvulas de esfera com sede metálica com entrada superior. As válvulas de esfera com sede metálica têm várias vantagens, entre elas a rápida abertura/fechamento, versáteis, duráveis, de alta resistência, podem ser abertas para inspeção, reparo e limpeza, capacidade de resistir à corrosão e à abrasão, além de serem capazes de fornecer uma vedação estanque. As válvulas de esfera com sede metálica são utilizadas em várias aplicações, tais como usinas a vapor, petróleo e gás, alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, agricultura, abastecimento de água, entre outras.