Válvula Redutora de Pressão de Vapor

O que é uma válvula redutora de pressão de vapor? 

Como tal, a válvula redutora de pressão de vapor é definida como uma válvula de controle automático usada para reduzir a pressão de entrada mais alta não regulada a uma pressão de saída reduzida e constante, independentemente das flutuações na pressão de vapor a montante.  Uma válvula redutora de pressão de vapor é uma válvula usada em muitas aplicações de vapor para controlar o fluxo de vapor. Essa válvula ajuda em funções críticas a fornecer o nível correto de pressão de vapor nas plantas. O vapor entra em uma válvula redutora de pressão de vapor a uma pressão alta em relação ao que é necessário a jusante. A válvula ajuda a reduzir a pressão até o nível necessário antes que ela seja entregue no local necessário. As válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas em aplicações industriais, comerciais e institucionais para controlar a pressão de vapor. Ela é usada em áreas como instalações de teste, linhas de óleo, autoclaves, radiadores simples, ferros a vapor, e vulcanizadores. Uma válvula redutora de pressão de vapor é uma válvula automática usada para assegurar que não haja excesso de pressão em um sistema. Essa válvula também é conhecida como um regulador redutor de pressão de vapor.

Figura: Válvula redutora de pressão de vapor

Como funciona uma válvula redutora de pressão de vapor? 

Em sua posição normal antes da partida, a válvula principal é fechada e a válvula piloto abre por pressão de ar de mola ou força de mola. O vapor passa através da válvula piloto para a câmara do diafragma e sai através do orifício de controle. Quando o fluxo através da válvula piloto se torna maior que o fluxo através do orifício, a pressão de controle do diafragma aumenta e a válvula principal se abre. Quando o vapor flui através da válvula principal, a pressão a jusante aumenta e ela retorna através da linha sensora de pressão para o lado inferior do diafragma de pressão. Como a força de compressão e a força abaixo do equilíbrio do diafragma, a válvula piloto estrangula. A pressão de controle do diafragma principal mantida coloca a válvula principal para liberar vapor suficiente necessário para a pressão de entrega. O ajuste da pressão de ar ou mola acima do diafragma altera a pressão a jusante. Quando nenhum vapor é necessário, a pressão da linha sensora é aumentada, o que fecha o piloto de pressão enquanto a pressão de controle flui de volta através do orifício de controle. Isso ajuda a válvula principal a manter a pressão necessária e ela pode fechar firmemente para melhorar o fechamento do ponto morto. 

Figura: Funcionamento de uma válvula redutora de pressão de vapor

Tipos de válvulas redutoras de pressão de vapor

Válvula redutora de pressão de vapor de ação direta

Essas são válvulas redutoras de pressão de vapor adequadas para uso em cargas pequenas, onde não é necessário um controle específico da pressão. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de vapor projetam essas válvulas de maneira a torná-las de tamanho compacto, de fácil instalação, e baratas. No entanto, a pressão dessas válvulas é mais variável em relação à válvula redutora de pressão de vapor operada por piloto. Essas válvulas são usadas em uma instalação de ponto de uso.

A válvula redutora de pressão de vapor de ação direta é uma válvula simples que opera usando foles enrolados ou diafragma plano. A operação dessa válvula não necessita de linha de detecção externa a jusante, uma vez que é autocontida. As válvulas redutoras de pressão de vapor de ação direta têm molas de ajuste que se movem para ajudar na abertura direta da válvula. A compressão da mola aumenta a força de abertura na válvula redutora de pressão de vapor para aumentar o fluxo. Quando a pressão aumenta a jusante, o equilíbrio ocorre quando a pressão a jusante se desloca para um lado inferior da mola de ajuste causando uma força ascendente para contrabalançar a compressão da mola. A força compressiva da mola é restrita para aumentar a sensibilidade suficiente para equalizar as mudanças na pressão a jusante. Isso resulta em um controle simples da pressão através do orifício da válvula. 

Figura: Válvula redutora de pressão de vapor de ação direta

Válvula redutora de pressão de vapor operada por piloto

Essas são válvulas redutoras de pressão de vapor que são usadas para grandes cargas que precisam de um controle próximo da pressão. Essas válvulas oferecem uma resposta rápida à variação de carga e são adequadas para uma ampla gama de vazões de vapor em relação às válvulas de ação direta. As válvulas redutoras de pressão de vapor operadas por piloto são feitas de tamanho maior e são mais caras.

Essa válvula emprega uma válvula piloto para carregar o diafragma ou pistão para aumentar a força para baixo necessária para abrir a válvula principal maior. Essa abordagem ajuda a aumentar a capacidade de fluxo maior com menor variação de pressão. Quando a força entre a pressão secundária e a mola de ajuste é equilibrada, o fechamento e abertura da válvula piloto são controlados. Esse tipo de válvula redutora de pressão de vapor operada por piloto ajuda a fornecer pressão ao diafragma ou ao pistão da válvula primária. A área do diafragma ou do pistão ajuda a amplificar a força para baixo produzida pela pressão de fluxo do piloto. Isso ajuda a abrir uma válvula principal maior para fornecer a capacidade para altas taxas de vazão. 

Devido à amplificação da força, a abertura da válvula piloto por uma pequena mudança leva a uma grande mudança de fluxo e pressão a jusante através da válvula principal. Como tal, uma pequena mudança no ajuste da força da mola resulta em resposta rápida sobre uma ampla gama de vazões. Uma das vantagens da válvula piloto de redução de pressão de vapor operada por piloto é a resposta rápida e o controle rigoroso da pressão a jusante. As válvulas redutoras de pressão de vapor operadas por piloto são de dois tipos que são de pistão pilotado internamente e válvula pilotada externamente. A válvula de pistão operada internamente emprega duas válvulas principais e a válvula piloto em uma unidade. Essa válvula pode fornecer uma precisão de +/- 5%. 

A válvula pilotada externamente emprega um diafragma duplo que substitui o operador do pistão na válvula operada internamente. Essa válvula de redução de pressão de vapor pilotada externamente pode fornecer +/-1% de precisão. 

Figura: Válvula redutora de pressão de vapor operada por piloto

Práticas que ajudam a melhorar a vida útil de uma estação de válvulas redutoras de pressão de vapor 

Assegurar que a válvula redutora de pressão de vapor esteja de acordo com a aplicação

Selecione a válvula correta para essa aplicação específica. Isso significa, em primeiro lugar, descobrir as vazões mínimas e máximas de vapor. A válvula redutora de pressão de vapor precisa ser capaz de lidar com a vazão mínima, já que será o ponto mais comum e crítico a ser controlado. 

O nível de ruído deve ser 85dBA ou inferior.

O estabelecimento do nível de ruído mais alto a ser 85dBA para a válvula redutora de pressão de vapor ajudará a administrar a velocidade na saída e prolongar a vida útil da válvula, além de ajudar a reduzir o ruído. As válvulas redutoras de pressão de vapor que têm velocidade de saída muito alta têm vida operacional curta. Se a válvula redutora de pressão de vapor tiver um baixo nível de ruído ou funcionar a velocidades muito baixas, ela terá uma vida útil muito longa. Algumas das maneiras de reduzir os níveis de ruído nessas válvulas são aumentar o tamanho do tubo da válvula de saída ou acrescentar um revestimento especial. 

Adicionar um filtro de vapor que tenha uma válvula de sopro.

Esse coador é necessário a montante da válvula redutora de pressão de vapor para protegê-la de materiais corrosivos. As linhas de vapor tendem a ter materiais residuais da corrosão. O uso do coador ajuda a filtrar o fluxo e assim evitar que tais materiais se alojem na válvula, o que poderia causar falha prematura. 

Acrescente a bolsa de gotejamento da linha de vapor 

Uma válvula redutora de pressão de vapor precisará de uma bolsa de gotejamento para a remoção do condensado encanado a montante. Isso ajuda a remover o condensado das linhas de vapor e assim evitar que o condensado passe através da válvula. A importância dessa característica é que ela assegurará que o condensado não possa entrar na válvula porque pode causar erosão e vida útil curta. 

Localização da válvula redutora de pressão de vapor 

A localização adequada da válvula na estação de vapor ajuda a melhorar o bom funcionamento. Como tal, assegure-se de que após a válvula redutora de pressão de vapor a distância mínima seja de 10 diâmetros de tubo antes de uma linha de vapor ou antes de mudar o sentido do fluxo de vapor. 

Orientação da válvula redutora de pressão de vapor

As válvulas redutoras de pressão de vapor terão mais vida útil se instaladas na orientação horizontal do que na posição vertical. Quando instalada na posição vertical, a válvula não terá a capacidade de remover o acúmulo de condensado antes da entrada da válvula. Isso porque, quando o condensado passa por uma válvula redutora de pressão de vapor, ele afeta negativamente a vida útil da válvula. 

Empregar válvulas de aquecimento e bypass

Em uma estação de válvula redutora de pressão de vapor, uma válvula de aquecimento ajudará a aquecer a linha de vapor no intervalo de tempo recomendado para essa linha de vapor. A válvula de by-pass precisará ter um coeficiente de fluxo menor que o da válvula redutora de pressão de vapor. 

Instalação de manômetros de pressão 

A estação de válvulas redutoras de pressão de vapor precisará de manômetros de pressão antes e depois. Isso vai ajudar a diagnosticar a válvula. Além disso, seria necessário instalar uma válvula de isolamento e um tubo sifão para ajudar na manutenção. 

Aplicações de válvulas redutoras de pressão de vapor

• As válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas para reduzir a pressão de entrada variável ou constante para aumentar a pressão de saída ajustável constante. Nesse caso, a pressão de entrada opera a válvula. Como a pressão de saída se aproxima do ajuste da mola em um piloto, a válvula redutora de pressão de vapor começa a modular e mantém a pressão ajustada. 
• As válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas para reduzir a pressão de entrada alta para a pressão de saída baixa para a entrega do vapor. 
• Válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas para fornecer vapor de compensação para a conduta de exaustão da turbina. Quando a carga em uma turbina reduz e a exaustão da turbina não é suficiente para a carga de vapor, alguma ligeira queda na pressão de exaustão faz com que a válvula alimente a quantidade correta de vapor de acordo com a demanda. 
• A válvula redutora de pressão de vapor é usada para distribuir vapor de caldeiras sobrecarregadas em serviços essenciais. 
• As válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas em esterilizadores e aquecedores de unidade para baixar a pressão de entrada variável ou constante para pressão de entrega constante. 

Vantagens das válvulas redutoras de pressão de vapor 

• As válvulas redutoras de pressão de vapor não precisam de uma fonte de energia externa. 
• Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de vapor empregam um projeto simples que torna essas válvulas de baixo custo. 
• Elas oferecem uma resposta rápida. 
• Essas válvulas não precisam de controladores de feedback ou elementos de medição separados. 
• As válvulas redutoras de pressão de vapor são altamente confiáveis e fáceis de manter. 
• Essas válvulas eliminam vazamentos externos e alto atrito, já que não têm vedação da haste. 

Desvantagens das válvulas redutoras de pressão de vapor 

• As válvulas redutoras de pressão de vapor não têm ação de reposição. 
• Essas válvulas têm valores e tamanhos de pressão limitados. 

Resolução de problemas de válvulas redutoras de pressão de vapor 

Sob carga normal, a pressão controlada sobre as rajadas

• Há materiais estranhos ou sujeira alojada entre a cabeça da válvula piloto e o assento. Desaperte o parafuso e remova as conexões da tubulação para ajudar na limpeza ou substituição, se necessário. 
• Há materiais estranhos entre o assento principal da válvula e o cabeçote. Fazer inspeção e limpar o assento e o cabeçote. 
• A linha ou orifício sensor de pressão está entupido. Remova, faça uma inspeção e limpe as linhas e os orifícios. 

Pressão de vapor que reduz a pressão controlada da válvula somente sob cargas leves

• O assento e a cabeça da válvula principal estão gastos ou têm sujeira entre eles. Faça a inspeção e limpe o assento e a cabeça. Válvula de tamanho excessivo. Ajuste o parafuso para fornecer a pressão necessária para cargas leves. 
• Uma válvula de desvio está vazando ou não está fechada hermeticamente. Verifique a válvula de desvio e conserte-a quando necessário. 
• Material estranho ou sujeira alojada na válvula principal. Faça a inspeção e limpe essa sujeira. 

A válvula redutora de pressão de vapor não está abrindo. 

• Ruptura na válvula principal. Desaparafusar as conexões da tubulação e a válvula de desvio de fenda. Caso haja um fluxo de vapor da válvula principal, o diafragma está com defeito e precisa ser substituído. 
• Orifício entupido. Remova o orifício e limpe-o. 
• Sujeira obstruída no assento da válvula piloto. Remover o assento e o conjunto do cabeçote. Inspecione a sujeira e limpe ou substitua conforme necessário. 
• Bloqueio no filtro da tubulação. Inspecione e limpe o coador. 

Válvula redutora de pressão de vapor tem baixa pressão de entrega. 

• O ajuste da válvula piloto não é feito corretamente. Ajuste o parafuso para a pressão correta. 
• Válvula de tamanho inferior ao normal. Verifique a carga necessária em relação à classificação de uma válvula para confirmar se é a causa principal. 
• Pressão de alimentação de vapor muito baixa. Verifique a pressão de alimentação e corrija conforme necessário. 
• Ruptura da válvula de diafragma principal. Desaparafusar a conexão da tubulação e a válvula de desvio de rachadura. Caso haja um fluxo de vapor do diafragma, então o diafragma precisa ser substituído, pois está com defeito. 
• Falta um orifício de sangramento. Substituir a conexão adequada. 

A válvula redutora de pressão de vapor não está fechando. 

• Vazamento na válvula de desvio ou esta válvula está aberta. Verificar e fechar ou consertar conforme necessário. 
• A linha de detecção do piloto não está instalada ou está bloqueada. Remova, inspecione, instale ou limpe, conforme necessário. 
• Um piloto é uma ruptura, portanto, vapor. O conjunto do diafragma piloto precisa ser substituído. 

Resumo 

As válvulas redutoras de pressão de vapor são válvulas que são usadas para melhorar o controle preciso de vapor a jusante. Essas válvulas podem ajustar automaticamente a abertura da válvula para ajudar a manter a pressão constante mesmo quando há flutuação no fluxo por molas, diafragmas, ou pistões. As válvulas redutoras de pressão de vapor empregam componentes de fechamento e abertura no corpo da válvula para alterar o fluxo de vapor, reduzir a pressão de vapor, e controlar o nível de fechamento e grau de abertura das partes usando a pressão por trás da válvula.

Há dois tipos de válvulas redutoras de pressão de vapor que são válvulas redutoras de pressão de vapor de ação direta e válvulas redutoras de pressão de vapor operadas por piloto. O fabricante da válvula redutora de pressão de vapor de ação direta faz com que a válvula seja usada onde há uma pequena carga e onde a queda de pressão a jusante pode ser aceita. Essas válvulas de ação direta são as mais adequadas para aplicações de carga leve. Os fabricantes de válvulas redutoras de pressão de vapor operadas por piloto fazem com que as válvulas respondam facilmente às mudanças de carga enquanto mantêm uma pressão secundária estável com controle preciso da pressão.

As válvulas redutoras de pressão de vapor operadas por piloto são mais adequadas para aplicações de grandes cargas. As válvulas redutoras de pressão de vapor são usadas em muitas indústrias, tais como aplicações comerciais, institucionais e industriais, entre outras. Os usos dessas válvulas incluem radiadores simples, vulcanizadores, autoclaves, equipamentos de teste, linhas de óleo, ferros de vapor, entre outros, para controlar o fluxo de vapor. As válvulas redutoras de pressão de vapor têm várias vantagens que as tornam amplamente usadas em diferentes indústrias, tais como desenho simples, baixo custo, sem necessidade de energia externa, alta confiabilidade e manutenção mais fácil, a resposta rápida, entre outras.