Válvula de esfera de entrada lateral

O que é uma válvula de esfera de entrada lateral?

A válvula de esfera de entrada lateral é uma válvula na qual uma esfera é montada a partir da parte interna. A montagem é geralmente em corpo de três ou duas peças. Cada peça é montada por meio de um pino ou parafuso semelhante à união de duas peças de flange. Estas válvulas são produzidas a partir de metal forjado. Cada parte do corpo é forjada e depois é montada. Tal construção ajuda a reduzir os defeitos que surgem das válvulas fundidas. Estas válvulas são fáceis de montar, pois os componentes são fáceis de alinhar. As válvulas de esfera de entrada lateral são as válvulas de esfera mais utilizadas.

Uma válvula de esfera de entrada lateral é projetada para melhorar o alto desempenho e tem um projeto robusto de acordo com os padrões internacionais. As válvulas de esfera de entrada lateral contêm sedes metálicas macias ou compostas que podem ser configuradas com efeito de pistão duplo ou simples para melhorar o duplo bloqueio e sangramento nas posições fechada e aberta. Os fabricantes de válvulas de esfera de entrada lateral fazem as válvulas com sedes flutuantes forjadas e com fole ou molas independentes carregadas que são sempre mantidas em contato com a esfera. Isto torna as válvulas uma escolha preferencial para várias exigências, tais como criogênicas, baixas emissões, altas temperaturas, petróleo bruto, gás natural, linhas de transmissão, tubulações de transmissão, estações de medição, compressão, reinjeção e unidades de bombeamento, entre outras.

Figura: Válvula de esfera de entrada lateral.

Como funciona uma válvula de esfera de entrada lateral?

Os fabricantes de válvulas de esfera de entrada lateral fazem a válvula com uma unidade de fechamento esférica que ajuda no controle de fluxo liga/desliga. A unidade esférica tem um orifício através de seu centro. Quando na posição aberta, uma válvula é mantida em uma posição que alinha o furo ou a porta à direção da tubulação. Isto permite que o fluido flua através dela. Ao girar esta válvula por um ângulo de 90^o , a porta se torna normal para a trajetória do fluxo que fecha a válvula e impede o fluxo do fluido. Dentro da válvula de esfera de entrada lateral, o projeto mais comum é aquele que utiliza o projeto de duas vias. Isto ajuda o fluido a fluir linearmente desde a entrada até a saída. Sabe-se que as válvulas de esfera de entrada lateral têm uma longa vida útil e uma vedação confiável, mesmo que a vedação não seja usada por muito tempo. Sabe-se que as válvulas de entrada lateral toleram melhor o fluido contaminado em comparação com outras válvulas. Estas válvulas também têm sido usadas para controlar a vazão do fluido. Entretanto, o uso desta válvula para controlar a vazão do fluido não é comum, porque o controle preciso do fluido não é fácil.

Tipos de válvulas de esfera de entrada lateral

Válvula esférica de entrada lateral com sede macia

Esta é uma esfera de válvula de entrada lateral classificada com base no material da sede. Neste tipo de válvula de esfera de entrada lateral, um material macio não metálico é usado para cobrir a maioria das aplicações. Estas válvulas são feitas com materiais termoplásticos como NBR, PTFE, entre outros. Uma válvula de esfera de entrada lateral feita destes materiais pode ser facilmente danificada quando são utilizados meios abrasivos ou fluidos de alta temperatura ou alta pressão. Na válvula de esfera de entrada lateral com sede macia, as sedes elastoméricas ou termoplásticas são fixadas em um anel ou suporte metálico da sede. Isto ajuda a proporcionar uma ação suave da sede na válvula. As principais características de uma válvula de esfera com sede macia de entrada lateral são:

• Oferece uma boa vedação.
• Temperaturas de operação limitadas.
• Mais baratas em comparação com as válvulas com sede metálica.
• Utiliza materiais de assento macio que são nylon, PTFE, Devlon, PEEK, entre outros.
• Não adequado para uso em serviços sujos para evitar seus danos.

Válvula esférica de entrada lateral com sede metálica

Estas válvulas de esfera de entrada lateral são feitas de materiais metálicos como aço inox 316, Monel entre outros. As válvulas de esfera de entrada lateral feitas com estes materiais são conhecidas por encravamento zero, fechamento hermético, resistência ao desgaste, boa corrosão e controle suave, ampla faixa de temperatura, resistência ao desgaste, boa estabilidade sob pressão, entre outras.

As principais características de uma válvula de esfera com sede metálica de entrada lateral são:

• Há contato metálico direto entre a esfera e o anel do assento.
• Elas são adequadas para aplicações abrasivas e casos em que as válvulas com sede macia não podem ser danificadas pela temperatura.
• Eles podem aceitar vazamentos de acordo com a taxa D da ISO 5208.
• As superfícies de contato do assento e da esfera são endurecidas para aumentar a resistência ao desgaste e aos arranhões que surgem dos materiais sólidos contidos no fluido.
• Os assentos metálicos raramente se dobram facilmente em relação aos assentos macios sob pressão.

Válvula esférica de duas peças de entrada lateral

Esta é uma válvula de esfera de entrada lateral feita em duas peças onde a esfera é mantida em sua posição utilizando um pino. Este tipo de válvula de esfera de entrada lateral pode ter um desenho de furo reduzido ou de furo total.

Válvula esférica de três peças de entrada lateral

Esta é uma válvula esférica de entrada lateral que tem uma peça central e duas peças finais. Este tipo de válvula esférica de entrada lateral é, na maioria das vezes, passível de manutenção on-line. Quando os parafusos do corpo são removidos e somente um é mantido, o corpo pode ser facilmente balançado através do uso do último parafuso como um fulcro que ajuda a fazer qualquer manutenção ou instalação na válvula. Isto ajuda a reduzir o tempo necessário para a manutenção.

Válvula de esfera de entrada lateral flutuante

Estas válvulas de esfera de entrada lateral também são conhecidas como válvulas de esfera de entrada lateral suportadas por assento. Estas válvulas têm as seguintes características principais:

• A bola não é segurada rigidamente no eixo rotacional e flutua livremente entre os anéis da sede.
• Enquanto na posição de fechamento, a esfera é empurrada sobre o assento pela pressão do fluido de cima para baixo e assim pressiona a vedação para baixo da válvula.
• As válvulas de esfera de entrada lateral com sede metálica também possuem sedes com mola.
• A válvula de esfera de entrada lateral flutuante requer alto torque de operação.
• As válvulas de esfera de entrada lateral flutuante são mais baratas de fabricar.

Válvula de esfera de entrada lateral montada sobre munhão

As principais características deste tipo de válvula de esfera de entrada lateral são:

• O assento da válvula é carregado na esfera usando uma mola que oferece uma vedação confiável a baixa pressão.
• A esfera é montada em sua posição utilizando munhão e vapor que são apoiados em rolamentos no corpo da válvula.
• A principal característica da válvula de esfera de entrada lateral montada no munhão é que ela não pode deslocar-se para pressionar a esfera como acontece na válvula de esfera de entrada lateral flutuante, ao invés disso, sua pressão de linha empurra a sede a montante sobre a esfera, o que causa uma vedação.
• As válvulas de esfera de entrada lateral deste tipo são de maior pressão nominal e tamanhos maiores.
• A área onde a pressão atua é pequena. Isto torna a força exercida sobre a esfera muito pequena, o que resulta em menor força de atrito e, portanto, menor caixa de engrenagens ou atuador.
• As válvulas de esfera de entrada lateral montadas em munhão são projetadas com sedes auto-revestidas.

Componentes da válvula de esfera de entrada lateral

Corpo da válvula

Este é o componente principal da válvula de esfera de entrada lateral e contém todas as partes internas para melhorar as operações de entrada e saída da válvula.

Bola rotativa

Esta é uma bola que tem um orifício central através do qual flui o fluido. Isto dá a característica principal que diferencia a válvula de esfera de outros tipos de válvulas. Através de um eixo, o furo da esfera conecta a entrada e a saída da válvula.

Haste

Esta é a parte da válvula de esfera de entrada lateral que ajuda a conectar a esfera ao mecanismo de controle externo. A haste ajuda a controlar a direção da esfera.

Lugares

São discos que se encontram entre o corpo e a bola. Eles fornecem a vedação necessária entre o corpo e a bola, assim como o suporte da bola.

Fonte de energia

A fonte de energia em uma válvula de esfera de entrada lateral poderia ser um atuador manual ou automático. Para energia manual, o acionamento é feito através de alças e alavancas que são usadas pelo operador durante a operação de ligar e desligar para controlar o fluxo. Um atuador automático usa uma fonte de energia pneumática, elétrica ou hidráulica. A potência é responsável por fornecer energia à haste para girar a esfera e assim controlar o fluxo.

Embalagem

Este é um selo colocado ao redor da haste para garantir que não haja fugas de fluido.

Boina

Este é o componente da válvula de esfera de entrada lateral que contém a embalagem e a haste.

Especificações quando você precisa comprar uma válvula de esfera de entrada lateral

As especificações necessárias para o fabricante ou fornecedor ao adquirir uma válvula de esfera de entrada lateral são:

• Tamanho e pressão nominal da válvula de esfera de entrada lateral.
• Tipo bola que é munhão ou desenho de montagem flutuante.
• Tipo de furo que é reduzido ou pleno furo.
• Requisitos do sistema de injeção de selante.
• Dispositivo de travamento necessário.
• Dispositivo anti-estático
• O mecanismo operacional que é a engrenagem, alavanca ou atuador (pneumático, elétrico ou hidráulico).
• Materiais dos anéis de vedação, corpo da válvula, munhão. Vedações, guarnições, parafusos, porcas, gaxetas e embalagens.
• Orientação da válvula.
• Detalhes de pintura, se necessário.
• Tipo de assento que é de metal ou com assento macio

Aplicações da válvula de esfera de entrada lateral

• As válvulas de esfera de entrada lateral são utilizadas nas refinarias. Estas válvulas têm sido utilizadas para isolamento e fechamento de unidades de craqueamento térmico e linhas de fundo de torres, linhas de separação de óleo e gás, medição de distribuição de gás, regulação e medição de pressão, controle de carga de óleo, estações de compressão e bombeamento, unidades de refino, entre outras.
• A válvula de esfera de entrada lateral é utilizada em complexos petroquímicos e químicos para controle de baixa pressão diferencial, controle de emissões, manuseio de fluidos de alta viscosidade, controle do fluxo de polpas abrasivas entre outros.
• As válvulas de esfera de entrada lateral são utilizadas na geração de energia. Estas válvulas são usadas para controlar a água de alimentação da caldeira, para controlar e desligar o vapor, entre outros.
• Eles são utilizados na produção de petróleo e gás. As válvulas de esfera de entrada lateral são utilizadas em instalações de desligamento, controle de sarja de tubulação e isolamento de cabeça de óleo, armazenamento, separação de processamento, distribuição e transmissão, entre outros.
• Eles são utilizados nas indústrias de papel e celulose. Válvulas de esfera de entrada lateral têm sido usadas como válvulas de fechamento, controle de circulação e enchimento de licor, controle de lama de cal, controle de água de diluição, controle de fluxo em digestores de fábrica na produção de celulose, entre outros.
• As válvulas de esfera de entrada lateral são usadas para controlar o transporte de água.
• Eles são utilizados no controle de sólidos no transporte marítimo.
• Eles são utilizados na indústria de alimentos e bebidas.

Vantagens da válvula de esfera de entrada lateral

• As válvulas de esfera de entrada lateral empregam um desenho simples.
• Estas válvulas são de pequeno peso e volume em relação a outras válvulas.
• As válvulas de esfera de entrada lateral são fáceis de desmontar e reparar.
• As válvulas de esfera de entrada lateral são fáceis e rápidas de operar.
• Estas válvulas giram sem movimento axial, o que dificulta a danificação da vedação da haste da válvula.
• Estas válvulas proporcionam uma perfeita vedação.
• Estas válvulas podem proporcionar baixas quedas de pressão e altas taxas de fluxo.
• As válvulas de esfera de entrada lateral abrem e fecham rapidamente.
• As válvulas de esfera de entrada lateral giram 90 graus para fechar ou abrir. Em casos de emergência que necessitam de isolamento rápido da tubulação, o fechamento e a abertura da válvula podem ser feitos muito rapidamente.
• As válvulas de esfera de entrada lateral são à prova de bolhas.
• Estas válvulas podem ser usadas em aplicações limpas e de polpas abrasivas.
• Há variedades de válvulas de esfera de entrada lateral que podem ser usadas em aplicações de alta temperatura e alta pressão.

Desvantagens da válvula de esfera de entrada lateral

• A válvula de esfera de entrada lateral não é adequada para estrangulamento sustentado.
• Quando usados em aplicações de polpa, os sólidos em suspensão podem se assentar e quando presos no corpo causam desgaste e vazamento e finalmente falha da válvula.

Resolução de problemas na válvula de esfera de entrada lateral

Vazamentos externos

Vazamento na conexão da tomada

• Isso pode ser devido a fios impróprios. Verificar o tamanho das roscas e substituir ou instalar.
• Devido ao aperto excessivo da junta de rosca, o conector é dividido. Substitua o conector da extremidade rachada.
• Utilizado selante de rosca impróprio. Reinstale a conexão da rosca conforme os procedimentos recomendados e verifique a compatibilidade com a pasta/vedante.

Vazamento nas porcas da união

• Desalinhamento do conector final. Verificar o alinhamento do sistema. Os conectores terminais precisam ser paralelos. Certifique-se de que haja suporte de válvula suficiente.
• A porca de união está solta; aperte-a.
• Anel O-ring danificado ou deslocado. Há partículas no sulco do anel em forma de O. Remover a válvula para inspeção do O-ring para verificar se há danos químicos ou físicos. Verifique também a compatibilidade do O-ring e substitua-o, se necessário. Limpar o anel de acordo.

No caule

• O O-ring do tronco está danificado. Desmontar a haste da válvula e inspecionar se há danos químicos ou físicos. Verifique também a compatibilidade com o O-ring. Limpe o O-ring e substitua-o, se necessário.

Vazamento interno

• A bola está obstruída. Verificar se a bola está em sua posição recomendada de fechamento completo. Caso contrário, remover a válvula de esfera de entrada lateral para verificar se há partículas que possam estar bloqueando o furo da esfera. Limpe-a e reinstale-a.
• O caule está quebrado. Remova o conector final e verifique se a esfera pode girar enquanto você opera a válvula. Substitua-a, se necessário.
• Assento de PTFE danificado ou carregado de detritos. Desmontar o assento da válvula. Verificar danos físicos e detritos em excesso. Limpe-o e substitua-o se necessário.
• O-ring do assento danificado, deslocado ou carregado de detritos. Desmontar o O-ring do assento e verificar se há danos químicos ou físicos. Garantir a compatibilidade química do O-ring. Limpar o anel e substituí-lo, se necessário.
• Bola danificada. Remover e desmontar a válvula de esfera de entrada lateral. Verificar se ela apresenta danos físicos que são cortantes, marcando na superfície de vedação do assento. Limpar a superfície da sede e substituir a esfera, se necessário. Verifique a compatibilidade química com o material da válvula (CPVC, PVC, etc. ) e verifique se há danos químicos.
• Danos térmicos que causam distorção dos componentes. Verificar a temperatura de operação, calor de fontes externas e calor produzido pelo projeto do sistema.

Movimentos congelados

Este é o caso em que a válvula é difícil de fechar/abrir acompanhada de ruptura da haste. As causas e soluções prováveis são:

• Obstruções internas; acúmulo de partículas ou sedimentos; cimento solvente acumulado sobre a esfera. Remover a válvula de esfera de entrada lateral para verificar se há detritos, sólidos ou depósitos de cimento bloqueando o interior da válvula ou da esfera. Verificar se os sólidos de sedimentos estão alojados nas áreas esfera a esfera. Verificar o mesmo para a haste e limpar e reinstalar quando necessário. 

Danos estruturais

• Cabo quebrado. Pode ser devido a impactos externos ou movimentos congelados. Identificar, corrigir ou substituir quando necessário.
• O tronco quebrou-se/ouvido. Pode ser devido a impactos externos ou movimentos congelados. Substitua de acordo.
• Punho desnudado. Pode ser devido à exposição excessiva à luz solar, tornando-o mais macio ou aumentando excessivamente o alcance próximo/aberto. Válvula de proteção contra a luz solar direta e substitua se necessário.
• Corpo quebrado. Excesso de pressão interna ou devido a impacto externo. Verificar a fonte e verificar a pressão de pico e a pressão do sistema.

Sumário

A válvula esférica de entrada lateral é uma válvula esférica pela qual uma esfera é montada a partir da parte interna. As válvulas de esfera de entrada lateral são montadas em duas ou três peças. Cada peça de montagem utiliza parafusos ou pinos semelhantes a duas peças de flange. As válvulas de esfera de entrada lateral são feitas de metal forjado para ajudar a reduzir os defeitos que ocorrem quando a válvula é feita por fundição. O uso de pinos para montar as peças das válvulas de esfera de entrada lateral facilita o alinhamento. Estas válvulas são fabricadas utilizando sedes compostas ou metálicas configuradas com efeito de pistão simples ou duplo que melhoram os blocos duplos e sangram em posições abertas e fechadas. Estas válvulas são utilizadas em diversas aplicações, tais como baixas emissões, criogênicas, petróleo bruto, altas temperaturas, petróleo bruto, gás natural, tubulações de transmissão, linhas de transmissão, estações de medição, bombeamento e reinjeção de compressão, entre outras. As válvulas de esfera de entrada lateral encontram muitas aplicações devido a suas muitas vantagens, tais como design simples, pequeno peso e volume, fácil de desmontar e reparar, operação rápida, oferece vedação à prova de bolhas, entre outras.