Válvula de órbita

O que é uma válvula orbital?

A válvula de órbita é um tipo de válvula de esfera. A válvula Orbit emprega um mecanismo de inclinação e giro que elimina a fricção da vedação. A fricção da vedação é a principal causa de falhas em válvulas como válvulas de esfera, válvulas de gaveta e válvulas de obturador. Estas válvulas têm vedações fortes feitas principalmente de metal para aumentar sua capacidade de trabalhar em condições desafiadoras e agressivas. As válvulas Orbit são adequadas para uso em isolamento de medidores, linhas de fluxo, bypass e bloco, comutação de secador, desligamento de emergência, segregação de produto, descarga e isolamento de sucção, entre outros. As válvulas Orbit são utilizadas em diversas indústrias, tais como gás, petróleo, petroquímica e outras indústrias.

Figura: Válvula de órbita.

Funcionamento da válvula orbital

As válvulas de órbita são projetadas com interruptor e operação de inclinação para ajudar a eliminar a fricção da vedação que é a principal causa de desgaste nas válvulas de esfera. Quando em posição fechada, o núcleo da válvula de órbita fica automaticamente preso contra o assento. Quando nesta posição, a válvula melhora o fechamento positivo. Quando a válvula começa a abrir, o núcleo é inclinado para longe de seu assento permitindo que o fluxo da linha passe uniformemente ao redor da face do núcleo. Isto ajuda a se livrar do fluxo localizado de fluido de alta velocidade que cria desgaste desigual em uma sede em válvulas de esfera convencionais, obturador e válvulas de gaveta. Em seguida, o núcleo gira para completar uma posição aberta. Sem esfregar a vedação através de cada fechamento e abertura ajuda a melhorar o baixo torque, a operação simples da válvula, bem como um desempenho confiável e de longa duração da válvula. Ao fechar uma válvula orbital, o giro do volante manual começa a baixar a haste. Há ranhuras de precisão na haste que atuam contra pinos-guia fixos fazendo o núcleo e a haste girarem. Quando você continua girando o volante manual, a haste e o núcleo giram para fazer 90^o girar sem que o núcleo entre em contato com o assento. A rotação final do volante faz com que a haste gire mecanicamente para baixo. Isto ajuda a pressionar o núcleo rigidamente contra o assento e o fluxo do fluido de fechamento.

Figura: Funcionamento de uma válvula esférica orbital.

Tipos de válvula de órbita

Válvulas de órbita manual

As válvulas de órbita manual são válvulas que utilizam um atuador manual para controlar o fluxo do fluido. Como o nome sugere, estas válvulas não precisam de energia de fora para operá-las, mas usam um mecanismo de volante manual para melhorar o controle do fluxo. O mecanismo desta válvula tem uma série de engrenagens que aumentam o torque de saída em relação ao torque de entrada aplicado pelo operador da válvula. As válvulas de órbita manual têm a vantagem de serem baratas, confiáveis e não precisam de uma fonte externa de energia como eletricidade ou pneumática. Estas válvulas são autocontidas e porque usam o mesmo volante manual para abrir/fechar é fácil para o operador detectar a causa do problema técnico ou erro. Entretanto, as válvulas de órbita manual não podem ser automatizadas e, como tal, elas precisam ser controladas manualmente o tempo todo. Isto significaria que um operador deve estar disponível para controlar e ver o bom funcionamento da válvula.

Figura: Válvula de órbita manual com um volante manual para aplicação de torque.

Válvulas de órbita pneumática

As válvulas de órbita pneumática são válvulas que utilizam ar pressurizado para operar a válvula de órbita. Estas válvulas funcionam usando a força do ar que é aplicada a um diafragma ou pistão preso à haste da válvula. Ao contrário das válvulas de órbita manuais, as válvulas de órbita pneumáticas podem ser automatizadas totalmente ou semi-automatizadas. As válvulas de órbita pneumática são as mais comuns dos tipos de válvulas de órbita devido a seu design simples e confiabilidade. As vantagens das válvulas de órbita pneumática são baixos custos, baixo risco de incêndio, fácil operação, projeto simples e confiável. Entretanto, estas válvulas têm baixo desempenho a baixas velocidades.

Figura: Válvula de órbita pneumática.

Válvulas elétricas de órbita

As válvulas de órbita elétricas são válvulas que utilizam eletricidade para operar. Estas válvulas utilizam motores elétricos para converter energia elétrica em energia mecânica adequada para operar (abertura/fechamento) a válvula. As válvulas de órbita elétricas são versáteis, pois podem abrir/fechar automaticamente, semi-automaticamente ou manualmente. Nas válvulas de órbita elétricas, o motor pode operar em ambas as direções. Isto ajuda a acionar a haste da válvula usando engrenagens. As vantagens das válvulas de órbita elétricas são que elas não precisam de fluido ou ar pressurizado e podem produzir um torque muito alto para aplicações de serviço pesado. Entretanto, estas válvulas são muito caras em relação às válvulas de órbita manuais e pneumáticas. Além disso, as válvulas de órbita elétricas são perigosas ao fogo e suscetíveis à perda de energia.

Figura: Válvula orbital elétrica.

Válvulas hidráulicas de órbita

As válvulas hidráulicas de órbita são válvulas que utilizam o fluido sob pressão para controlar o fluxo do fluido. O fluido hidráulico utilizado nestas válvulas é óleo ou água. A pressão no fluido faz com que um pistão se mova, o qual então controla o fluxo do fluido. As válvulas orbitais hidráulicas podem ser automatizadas ou semi-automatizadas. As válvulas de órbita hidráulica são conhecidas por serem mais potentes em comparação às válvulas de órbita pneumáticas do mesmo tamanho. Estas válvulas podem conseguir um controle preciso do fluido e têm pouca perda de energia por causa da incompressibilidade do fluido. Entretanto, as válvulas de órbita hidráulica precisam de uma bomba hidráulica externa para melhorar o fluxo do fluido. Além disso, estas válvulas podem vazar o fluido hidráulico, o que pode facilmente causar incêndio.

Características das válvulas de órbita

As válvulas de órbita estão livres de atrito entre as superfícies de vedação

Estas válvulas empregam uma operação de giro inclinado que elimina a abrasão da vedação que é a principal causa de desgaste nas sedes da maioria das válvulas de esfera, válvulas de obturador e válvulas de gaveta.

Embalagem injetável

Durante a manutenção em serviço, o material para a embalagem da haste pode ser injetado através do encaixe da embalagem para dar todo o controle sobre a emissão fugitiva.

Desenho de assento único

Os fabricantes de válvulas Orbit projetam esta válvula com um assento estacionário e único em ambas as direções. Isto ajuda a reduzir as chances de pressão presa entre as vedações da válvula.

Longa vida útil

A fabricação de válvulas de órbita ajudou a eliminar as válvulas problemáticas, já que estas válvulas empregam projetos que melhoram as vantagens de desempenho que resultam em redução de falta de energia e custos de propriedade da planta.

As válvulas de órbita melhoram o fluxo ideal

Válvulas com aberturas de porta reduzidas ou completas em órbita dão um alto coeficiente de fluxo. Isto melhora a eficiência de bombeamento e reduz os problemas de erosão.

Desenho de entrada de topo

As válvulas Orbit utilizam um projeto de entrada superior que ajuda durante o reparo, a inspeção em linha e após a despressurização, simplifica as operações de manutenção.

As válvulas de órbita utilizam guias de haste dupla

Estas válvulas são feitas de ranhuras de haste dura e pinos-guia fortes para controlar a ação de giro e elevação da haste da válvula.

Autolimpeza

Quando o núcleo é inclinado para longe do assento antes da rotação, ele imediatamente causa um fluxo circular ao redor da face do núcleo. O fluxo de fluido afasta quaisquer partículas estranhas da sede sem fluxo erosivo localizado e de alta velocidade.

Precisa de baixo torque para operar

Os fabricantes de válvulas Orbit projetam estas válvulas para trabalhar sem fricção de vedação, o que as faz girar facilmente usando baixo torque.

As válvulas de órbita são resistentes ao desgaste

As válvulas de órbita são feitas com uma face dura de material polido que as ajuda a trabalhar em condições severas sem perda da integridade da vedação.

Componentes da válvula de órbita

A válvula Orbit tem vários componentes, como mostrado na figura abaixo. Alguns destes componentes são discutidos abaixo.

Corpo da válvula

O corpo da válvula é o invólucro externo de uma válvula orbital. Ele é usado para abrigar componentes internos da válvula orbital. O corpo da válvula precisa ser forte para suportar as altas pressões associadas com o fluido fluente. Tais materiais usados para fazer o corpo da válvula são aço inoxidável, latão e aço carbono.

 Boina

Este é o componente de uma válvula orbital usada para cobrir o corpo da válvula. Esta parte é conectada ao corpo da válvula usando porcas e parafusos ou por meio de parafusos. Ao instalar uma válvula orbital, os componentes internos são colocados no corpo da válvula e, em seguida, o castelo é conectado ao corpo.

Haste

A haste é um componente forte feito de materiais metálicos como o aço. É utilizada para conectar o mecanismo de controle externo ao mecanismo interno da válvula. Em resumo, a haste conecta a válvula orbital ao atuador.

Embalagem

A embalagem é um selo mantido ao redor da haste para evitar que o fluido escape.

Atuador

O atuador em uma válvula orbital é a fonte de energia para abrir/fechar a válvula. O atuador pode ser manual, pneumático, elétrico ou hidráulico.

Junta antifogo

Esta é uma junta usada para proteger a válvula contra incêndio, especialmente quando a válvula é usada para trabalhar em produtos inflamáveis, como o petróleo. As gaxetas são feitas de materiais anti-fogo como grafite.

Rolamentos

Os mancais são usados para suportar o eixo da válvula orbital contra cargas ao mesmo tempo em que aumentam o baixo torque operacional, além de reduzir o desgaste. Os mancais são feitos de materiais fortes, como aço inoxidável, para que possam suportar o peso interno dos componentes e a pressão interna.

Figura: Componentes da válvula de órbita.

O que você deve considerar ao selecionar/adquirir uma válvula orbital?

Classificação de pressão

Os fabricantes de válvulas Orbit fazem as válvulas com diferentes resistências para lidar com diferentes níveis de pressão. Portanto, ao selecionar uma válvula orbit, saiba primeiro a que pressão a válvula será exposta. Isto pode ser determinado com base na pressão que a mídia terá. Se a resistência da pressão do fluido for maior que a resistência da válvula, a válvula orbit será danificada ou prejudicará o operador da válvula.

Faixa de temperatura

As válvulas de órbita podem trabalhar em uma ampla gama de pressões. Entretanto, os fabricantes de válvulas orbit projetam as válvulas com uma faixa específica de temperatura de operação. Antes de comprar a válvula orbit, é muito importante saber as temperaturas mínimas e máximas que o meio terá. As altas temperaturas podem danificar a válvula. Temperaturas muito baixas podem causar o congelamento na válvula.

Fonte de energia para a válvula de órbita

A abertura e o fechamento de uma válvula orbital precisam de alguma energia para proporcionar um efeito de giro para fechar ou abrir a válvula. A fonte de energia determina o atuador a ser utilizado. Portanto, selecione a válvula de órbita com base na potência disponível que é manual (operada manualmente), elétrica, pneumática ou atuador hidráulico.

Condições ambientais

Este é o caso em que a válvula pode ser exposta a condições que podem afetar seu funcionamento, tais como temperaturas quentes/frias e meios corrosivos. Um ambiente quente pode danificar a válvula ou causar incêndio se ela estiver trabalhando com produtos inflamáveis como o petróleo. Temperaturas muito baixas podem causar congelamento. O material corrosivo pode danificar os componentes externos dos parafusos, porcas e parafusos semelhantes aos da válvula, enfraquecendo o corpo da válvula.

Peso e suporte

É importante considerar o peso da válvula de órbita e seu suporte. Algumas válvulas são muito pesadas e isto poderia colocar muita pressão sobre outros componentes de bombeamento e finalmente destruí-los.

Tamanho da válvula

Saber o tamanho da válvula é importante, pois ajudará a adquirir uma válvula orbital que se encaixará facilmente nos outros componentes de bombeamento. Isto também garantirá que a válvula orbital não atinja outros componentes do sistema de tubulação ou não torne necessário alterar o sistema de tubulação.

Aplicações das válvulas orbitais

• As válvulas de órbita são utilizadas no controle de produtos petrolíferos, pois empregam juntas resistentes ao fogo.
• Estas válvulas são utilizadas nas indústrias químicas.
• Eles são utilizados em um abastecimento de água limpa.
• As válvulas de órbita são utilizadas na produção de petróleo e gás.
• Estas válvulas são utilizadas para trabalhar com fluidos viscosos.
• Estas válvulas são utilizadas nas indústrias farmacêuticas.
• As válvulas de órbita são utilizadas em secadores de peneira mole.

Vantagens das válvulas de órbita

• As válvulas de órbita estão livres de fricção do assento.
• Estas válvulas empregam um desenho simples que facilita seu reparo.
• Estas válvulas estão livres de vazamentos, o que reduz o desperdício e a poluição ambiental.
• As válvulas de órbita são resistentes à corrosão.
• As válvulas Orbit podem ser usadas em fluidos quentes ou de transferência de calor.
• Eles podem ser usados em uma parada de emergência.
• Estas válvulas empregam um projeto de entrada superior que melhora o acesso à inspeção em linha para reparos.
• As válvulas de órbita são resistentes à abrasão.
• As válvulas Orbit podem ser operadas usando diferentes atuadores de acordo com as preferências dos clientes.
• As válvulas de órbita são de autolimpeza.
• Estas válvulas têm uma ampla gama de temperaturas de operação de -104°C a 427°C.

Desvantagens das válvulas de órbita

• As válvulas de órbita são caras em relação a outras válvulas.
• As válvulas Orbit são utilizadas em aplicações críticas que precisam ser operadas conforme as instruções do fabricante para evitar causar danos fatais ao meio ambiente, por exemplo, as utilizadas na indústria petrolífera.

Resolução de problemas de válvulas de órbita

Quebra estrutural

• Maçaneta quebrada. Isto pode ser devido a movimentos congelados ou impacto externo. Identificar e corrigir a origem do problema.
• Haste quebrada. Pode ser devido a impactos externos ou movimentos congelados. Verificar os critérios de solução de movimento congelado e a causa da falha do impacto.
• A conexão final está quebrada. Pode ser devido a desalinhamento ou devido a impacto externo. Assegure-se de que o alinhamento do sistema seja perfeito.

O corpo está quebrado

• Desalinhamento do sistema. Certifique-se de que o sistema esteja devidamente alinhado.
• Excesso de pressão interna. Assegurar que a pressão interna seja a recomendada pelo fabricante da válvula orbital.
• Ataque químico. Assegurar que o produto químico que trabalha na válvula orbital seja compatível com os materiais internos da válvula para evitar o ataque à válvula.

Dificuldade em fechar ou abrir a válvula

• Obstrução interna; acumulação de partículas ou sedimentos. Remover a válvula de órbita para verificar a existência de detritos, sólidos ou depósitos de cimento solvente. Limpar estes materiais e reinstalar a válvula novamente.

Vazamento interno

• Danos térmicos. Isto pode distorcer a válvula de órbita. Verifique a faixa de temperaturas de funcionamento da válvula orbit, bem como as fontes externas de calor produzidas a partir do projeto do sistema.

Válvula de órbita que não fecha

• Sentido de rotação errado. Verificar o sentido de fechamento da válvula de acordo com as instruções do fabricante.
• A automação tem uma falha. Para válvulas de órbita automatizadas, isso pode ser devido a um atuador defeituoso. Se for uma válvula semi-automática, use um sistema manual para desligar a válvula. Caso contrário, chame um especialista técnico para trabalhar com o atuador.

Sumário

As válvulas de órbita são válvulas que empregam um mecanismo de inclinação e giro aberto/fechado. Estas válvulas são muito vantajosas em comparação com outras válvulas porque utilizam um mecanismo que elimina a fricção da vedação que é a principal causa de falhas em válvulas como válvulas de gaveta, válvulas de obturador e válvulas de esfera. Os fabricantes de válvulas Orbit projetam as válvulas com materiais resistentes que as tornam resistentes a materiais abrasivos e corrosivos. As válvulas Orbit podem ser classificadas com base nos tipos de atuadores utilizados que são válvulas de órbita manuais, válvulas de órbita pneumáticas, válvulas de órbita hidráulicas e válvulas de órbita elétricas. Os fabricantes de válvulas de órbita empregam princípios comuns de projeto em válvulas de órbita que fazem com que essas válvulas tenham o mesmo princípio de funcionamento e as mesmas características. As características das válvulas de órbita são projeto de assento único, fricção zero entre as superfícies do assento, autolimpeza, projeto de entrada superior e operação de baixo torque porque há fricção zero, desgaste e resistência à abrasão. Tais características dão às válvulas orbit vantagens sobre outras válvulas convencionais, como válvulas de esfera, válvulas de gaveta e válvulas de obturador. Estas válvulas são utilizadas em diferentes indústrias, como petróleo e gás, petróleo, química, abastecimento de água, entre outras. Como sempre, apesar destas válvulas terem super características e vantagens, elas são caras de fabricação e compra.