Válvula Trunnion Ball

O que é uma Válvula Trunnion Ball

A válvula de esfera de munhão é um dispositivo essencial para regular o fluxo de fluidos – vapor, gás, ou petróleo em tubagem. Tem um desenho de um quarto de volta com uma esfera capaz de rodar 90 graus no seu eixo para bloquear ou permitir o fluxo de fluido. Estas válvulas têm um desenho de disco esférico no centro, que gira para regular o ciclo de início e fim do fluxo. O disco frequentemente chamado esfera vem concebido com um pequeno eixo saliente na parte superior e inferior, que são mecanicamente suportados. Neste caso, o fluxo é controlado pela posição de um orifício no centro da esfera. Pela sua versatilidade, as válvulas de esfera montadas em Trunnion são úteis em indústrias onde tal operação de fecho é necessária.

As válvulas de esfera Trunnion têm um suporte adequado para a esfera. O suporte tem uma forma semelhante a um eixo, e é chamado de munhão. O munhão absorve qualquer pressão adicional proveniente do fluxo, baixando assim a pressão sobre o assento da válvula e a esfera. As válvulas de esfera montadas em munhão encontram a sua utilização em implementações de grande escala que requerem baixo torque de funcionamento.

Como Funciona uma Válvula de Esfera Trunnion

A válvula Trunnion é um dispositivo que controla o fluxo de fluidos nas condutas regulando o ciclo de corte. Contém os elementos necessários para activar ou desactivar o fluxo de fluidos através da tubagem. É construída para integrar secções de tubos ou condutas para actualizar esta função.

Qual é a Estrutura da Válvula de Esfera Trunnion

As válvulas de esfera Trunnion têm uma estrutura semelhante às válvulas de esfera tradicionais vistas em redor. A diferença que traz é que as válvulas de esfera têm mais âncoras mecânicas para suportar a esfera. A esfera recebe um apoio sólido das duas extremidades no seu eixo x. Mantém-na no seu lugar e torna-a muito fácil de controlar.

Na válvula de esfera montada em munhão, o desenho vem com eixos dismal tendidos no seu topo e fundo, que são mecanicamente suportados. Com isto, é feita adequada para diâmetros maiores e pressão mais elevada. No desenho montado no munhão, a esfera é mantida em posição, comprimindo os anéis do assento nas duas extremidades.

A bola, pela sua flexibilidade, permite uma boa medida de movimento. Enquanto em uso, flutua moderadamente para jusante em direcção ao anel da sede para fazer uma vedação. Se as cargas sobre a esfera flutuante forem muito mais elevadas, os anéis da sede não poderão dar o apoio necessário à bola. Isto é quando a força do munhão entra. Num desenho de munhão, os anéis de assento são as partes flutuantes contra o desenho tradicional onde a bola flutua.

Corpo

O corpo da válvula é o invólucro que a mantém no lugar e oferece apoio ao interior da válvula de esfera. O material para este desenho pode ser feito de diferentes produtos, dependendo do tipo de aplicação para a qual é utilizado. Alguns dos materiais normalmente utilizados são aço carbono, aço carbono de baixa temperatura, aço inoxidável, duplex, Inconel, e super duplex.

Bola

Este é um disco em forma de esfera através do qual gira para parar ou iniciar o fluxo num sólido movimento rotativo. Está ligado ao munhão numa extremidade e à haste na outra extremidade. A esfera é fixada numa posição enquanto gira. As sedes da válvula de esfera do munhão estão frequentemente em contacto com esta esfera, o que reduz o torque.

Lugar

A sede da válvula de esfera Trunnion é uma característica de desenho que rodeia a esfera. Quando o actuador é ligado, as sedes mantêm a esfera firmemente no seu lugar, bloqueando o acesso à mesma. Existem dois tipos, ou seja, metal ou macio (Teflon). Isto faz com que se mova na direcção da bola.

Lugar

Trunnion

Há um eixo extra na válvula de esfera do munhão que agarra a esfera em posição a partir de baixo. Este eixo simples é o munhão. A sua função é manter a bola firmemente presa. Por vezes, o munhão é uma extensão da esfera esférica, enquanto que, em outras válvulas de esfera montadas no munhão, é fixado ao disco esférico de esfera através de juntas soldadas.

Haste

A haste da válvula de esfera do munhão ajuda a ligar a esfera e o actuador em conjunto. É ligada à esfera um eixo adicional que ajuda a fixar a esfera no seu lugar. Além disso, regula o movimento da esfera. As válvulas de esfera montadas no munhão reforçaram as hastes anti-explosão, razão pela qual são capazes de lidar com temperaturas pressurizadas e intensas sem causar qualquer dano.

Injecção

Os acessórios de injecção são concebidos na zona do assento e da haste. Quando a vedação é comprometida, e a fuga é causada, a graxa pode ser injectada através de um acessório de injecção de selante. O vedante injectado funciona como um vedante parcial para impedir mais fugas.

Injecção

No entanto, é de notar que os acessórios de injecção de selante são apenas para fins de emergência.

Padrão de desenho da válvula Trunnion Ball

A válvula de esfera de munhão é concebida por API6D ou API608, e está em conformidade com as normas exigidas pela indústria, tais como ASME B16.5, ASME B16.34 e ASME B16.10. São construídas para serem resistentes ao fogo de acordo com a API 607.

Material Típico

A válvula de esfera Trunnion é acessível em materiais de corpo forjado ou fundido (fendido ou monobloco). As estruturas forjadas são frequentemente utilizadas para válvulas de alta pressão e furos de maiores dimensões.

Os materiais típicos para o desenho de válvulas de esfera montadas em munhão incluem:

A. Corpo/Closures – F304L, A105, A182 F304, F316, F51, F316L, F53, A350 LF2, LF3, Inconel, Monel, Hastelloy(Forja), A351 CF3, A351 CF8, A216 WCB, A351 CF3M, A351 CF8M, A890 4A/ 5A, A352 LCC/ LCB (Fundição)

B. Ball- CS+ENP, F304L, F316, A182 F304, F316L, F51, CS+TCC, CS+Ni60, F53

C. Retentor do assento – A182 F304, CS+ENP, F304L, F316, F51, F53, F316L, CS+Ni55, CS+TCC.

D. Haste – A182 F51, A182 F6a, A182 F316, 17-4PH,

E. Embalagem – RPTFE, Grafite, PTFE,

MATERIAL DO ASSENTO

PTFE: O PTFE virgem é de longe o material de vedação de qualidade excepcional mais comummente utilizado. Tem atributos adequados para a maioria dos serviços. É de resistência química excepcional através da válvula e tem também um baixo coeficiente de fricção.

RPTFE: O RPTFE (conhecido como PTFE Reforçado) é normalmente criado pela adição de 15% de fibra de vidro ao PTFE virgem. Tem melhores capacidades de pressão-temperatura do que o PTFE virgem e vem com maior resistência ao desgaste. É eficaz contra a deformação quando em carga.

PCTFE: PCTFE é um homopolímero de clorotrifluoroetileno com elevada tensão de tracção e tem uma baixa deformação quando em carga.

Nylon 6: O nylon é um material de assento ascendente para Válvulas da Classe 600. É extremamente robusto e pode ser útil em óleo, ar, e outros meios. É apropriado para agentes oxidantes fortes.

Devlon: Devlon é uma poliamida de forte peso molecular especialmente adequada para aplicações a altas temperaturas e pressões na indústria do gás e do petróleo. Além disso, é um material de absorção de humidade mínima.

PEEK: PEEK é um termoplástico avançado de alto desempenho. É realmente bom em exposição contínua a água quente e produtos químicos devido à sua alta resistência.

PPL: PPL(Poliparafenileno) é um material de assento excepcional que tem um baixo coeficiente de fricção. Pode resistir à pressão extrema e também à temperatura.

TFM: O TFM (PTFE modificado) é um desenho melhorado de PTFE modificado com propriedades melhoradas, mantendo ao mesmo tempo os benefícios comprovados do PTFE convencional.

Metal: Os assentos de metal (tipicamente stellite) são utilizados em situações de choque hidráulico, meios abrasivos intermitentes, e em situações extremas.

MATERIAL DE O-RINGS

NBR Buna-N: NBR Buna-N (NBR) é um polímero durável e polimérico universal de água dura, óleo, solvente, e fluidos hidráulicos.

HNBR: HNBR (NBR hidrogenado) pode ser comparado ao NBR em termos de estabilidade dos meios mas vem com muito melhor oxidação e estabilidade térmica.

Viton: Viton (fluorocarbono) é um elastómero de fluorocarbono que está em conformidade com uma grande variedade de substâncias químicas. Produz um forte desempenho em ácidos minerais, hidrocarbonetos clorados, soluções salinas, e óleo de petróleo.

EPDM: EPDM tem boa resistência à abrasão e ao rasgamento, com uma excelente resistência química a uma gama de alcalinos e ácidos. Isto é susceptível ao óleo, ácidos fortes e alcalinos fortes e não deve ser aplicado em companhias aéreas comprimidas.

FVMQ Fluorosilcione: FVMQ Fluorosilcione é uma cadeia de polímeros de silicone de cadeia lateral fluorada para melhor resistência ao óleo. As propriedades físicas e mecânicas imitam de perto as do silicone.

Estas e muito mais alguns dos materiais típicos utilizados para o desenho da válvula de bola de munhão.

Quais são as principais características da válvula de bola Trunnion

Há muitas características da válvula de esfera montada no munhão. Entre as principais estão:

Vedação de emergência

Para uma válvula de esfera montada em munhão, é concebida para ter uma injecção de selante no assento e na haste. Em caso de falha de vedação, uma vedação de emergência temporária poderia ser obtida através de selantes de injecção.

Estático Antic

Pela razão de que a haste e a esfera de uma válvula de esfera de munhão estão suspensas em partes não metálicas, existe a probabilidade de uma carga estática se acumular na haste/bolha. Para tal, uma esfera antiestática e uma mola metálica estão incluídas no desenho para reter o contacto metal-metal dentro da haste ou esfera rotativa e o corpo da válvula que ajuda a ligar as cargas ao corpo da válvula do desenho.

Haste à prova de rebentamento

A haste da válvula do munhão é feita com um ombro na extremidade do fundo. É fixada pela caixa de enchimento no caso de o tronco, em determinadas condições de trabalho, explodir por engano. Existem vários desenhos para isto.

Desenho à prova de fogo

O desenho da válvula trunnion esférica é testado e certificado à prova de fogo, evitando assim a propagação do fogo e a poluição ambiental. O produto é testado e considerado em conformidade com a API 607 ou API 6FA.

Quais são os tipos de Válvula de Bola Trunnion

Baseado na configuração do corpo

As características de configuração do corpo dizem como uma válvula de esfera pode ser utilizada e a facilidade de reparação e manutenção. Com base nestes parâmetros, serão examinados três tipos de válvulas de esfera de munhão:

Válvula de esfera de munhão de entrada lateral

Este tipo de desenho é também referido como a válvula de esfera montada em munhão de corpo dividido. Ela monta a sua esfera de lado. São frequentemente feitas de metal forjado. Neste desenho, o corpo é frequentemente dividido em três ou duas peças que são unidas como extensões. Um pedaço do corpo é frequentemente maior do que o resto do desenho. Esta peça maior segura o recheio que serpenteia à volta da bola e da própria bola. Para este desenho, são facilmente reparáveis e podem ser inspeccionados, uma vez que a peça mais pequena pode ser puxada para fora para aceder à válvula.

Vantagens

• O desenho reduz os defeitos normalmente associados a um desenho de fundição
• São simples e fáceis de construir
• São fáceis de reparar
• Os seus mecanismos de acabamento são muito fáceis de alinhar
• Oferecem a vantagem de um desempenho fiável, envelope compacto, e uma solução rentável.
• São amplamente utilizados e por isso devem estar prontamente disponíveis

Desvantagens

• Pode ser difícil de limpar
• O estrangulamento provoca a ferrugem do assento parcialmente exposto

Válvula Trunnion Ball de entrada superior

Esta válvula de munhão é um desenho único que monta a bola a partir do topo. São na sua maioria feitas de metal fundido.

A válvula de esfera é concebida com uma tampa do castelo amovível no topo da válvula de esfera. As partes interiores podem ser facilmente acedidas removendo a tampa do castelo. As válvulas são fáceis de desmontar e montar. A manutenção e reparação da válvula de esfera de munhão pode ser feita facilmente, puxando-a para fora da tubagem.

Vantagens

• A construção requer uma ligação de rosca mínima
• Oferece uma estrutura fácil
• Vem com um pequeno volume
• É um desenho leve
• Oferece uma selagem fiável
• Oferece fácil manutenção
•  Dá fácil acesso a outros internos da válvula
• Minimiza as vias de fuga

Desvantagens

• Possui fraca capacidade de regulação e estrangulamento devido à sua concepção para desligamento e não para modulação de fluxo.
• É propensa à cavitação

Válvula de esfera de munhão de corpo soldado

Este desenho é principalmente uma aplicação para a transmissão de gás em gasodutos enterrados. Têm tamanhos maiores, até cerca de 60 polegadas. Têm classes de pressão média tanto como ASME 900 psi. O material RAM para o desenho pode ser fundido centrífugo ou forjado. São feitos de uma variedade de materiais, incluindo SS martensíticos e aços de carbono. As principais características técnicas das válvulas incluem uma haste anti-excitação e um desenho do assento da válvula acessível em três vários padrões de desenho:

• DPE (Double Piston Effect): aqui, o assento pode ser energizado ou por pressão a montante ou por pressão da cavidade do corpo.
• SPE (Efeito de Pistão Único): Neste desenho, o assento pode ser energizado por pressão a montante e nenhuma outra.
• DUAL (SPE a montante e DPE a jusante): Combina os desenhos de dois assentos acima descritos. Um bloqueio duplo pode ser garantido em caso de falha de vedação do assento.

Vantagens

• Tem construção compacta e menor peso
• Tem menos vias de fuga

Desvantagens

• Difícil de realizar a manutenção da válvula onde está instalada

Baseado em Bore

Um furo numa válvula de bola é o buraco presente no centro da bola. Existem dois tipos deste desenho para válvulas de esfera de munhão com base no tamanho do furo.

Furo total

No caso do desenho de válvulas de esfera de munhão com furo total, o diâmetro do furo alinha-se com a tubagem conectada. Quando a válvula é aberta, o meio pode fluir sem impedimentos a partir do diâmetro do furo. São úteis em áreas ou plantas onde é necessária a pigagem.

Vantagens

• São desenhos de tamanho mais pequeno
• Minimizam a queda de pressão resultante da redução das válvulas de bombagem

Desvantagens

• São mais pesadas
• São mais caros

Furo Reduzido

Uma válvula de furo reduzido é um desenho que tem um diâmetro de furo inferior ao diâmetro da tubagem conectada. A trajectória do canal é limitada e resulta numa maior perda de energia. São aplicáveis à indústria do gás e do petróleo.

Vantagens

• Criam uma queda de pressão num tubo
• São menores em tamanho
• Ter um baixo custo

Desvantagem

• A bola oca pode aprisionar o fluido quando está numa posição fechada.

Com base no Material de Vedação

Uma válvula de esfera é composta por dois estilos de assento, com assento macio, e o de metal. As válvulas de esfera com sede macia são assentadas utilizando um material termoplástico como o PTFE e o Devlon. As válvulas de esfera com sede metálica utilizam metais como material do assento, como Inconel e Hastelloy. O tipo de assento da válvula de esfera tem a sua própria característica e, portanto, tem as suas próprias vantagens e desvantagens.

Assento macio

Os assentos macios são normalmente construídos com substâncias termoplásticas como o PTFE. São excelentes para ambientes onde a compatibilidade química é necessária e para o ambiente onde a vedação mais apertada é essencial.

Assento macio

No entanto, os assentos macios não devem ser utilizados em líquidos sujos ou abrasivos. Em tais condições, as sedes macias podem quebrar-se, levando a válvula a fugas.

Vantagens

• Bom para serviços de fluidos limpos

Desvantagens

• Não adequado para meios abrasivos

Assento metálico

A principal diferença entre as válvulas com sede metálica e as válvulas de esfera com sede macia é a sua capacidade de sobreviver a altas temperaturas e duras condições de serviço. Podem resistir a choques hidráulicos severos, intermitentes, fluido de processo abrasivo e temperaturas mais elevadas até e acima de 1.000 °F. São também adequadas para utilização em aplicações de alta corrosão ou erosão.

Assento metálico

Vantagens

• Excelente resistência à corrosão e ao desgaste.
• Menor taxa de torque.
• Desligamento apertado e controlo suave.
• Estabilidade sob pressão e ampla gama de temperatura e pressão.
• Pode resistir a líquidos ásperos e lodosos.

Desvantagens

• Não reparável no campo
• Desenho pesado
• Ter uma elevada taxa de fugas.

Com base na estrutura corporal

O corpo de uma válvula de esfera de munhão pode ter uma ou mais peças unidas entre si através de juntas soldadas. Existem dois tipos de válvulas de esfera de munhão com base no seu número de peças.

Válvula de esfera bipartida de duas peças

Esta válvula vem com dois pedaços do invólucro que estão ligados um ao outro através de ligações roscadas. Uma peça do invólucro pode ser facilmente aberta para chegar à válvula para reparação ou limpeza. No entanto, a válvula deve ser separada da tubagem; depois, a cobertura pode ser instalada.

Válvula de esfera bipartida de três peças

As válvulas de três peças de munhão de esferas estão um passo à frente da sua versão de duas peças. Têm três pedaços do invólucro que são aparafusados juntos. Deve-se remover uma secção para aceder ao interior da válvula para manutenção e reparação. No entanto, não há necessidade de desligar a válvula da sua tubagem para a remover para manutenção.

Baseado no Material Corporal

Válvula de bola forjada

As válvulas de esfera de munhão de aço forjado são feitas usando um processo de ‘forjamento’. A forja baseia-se na aplicação de energia térmica a blocos sólidos de aço e depois utiliza forças mecânicas para continuar a processar o aço num produto acabado. Este método é utilizado para produzir válvulas extremamente sólidas e duráveis. As válvulas de aço forjado SIO, por exemplo, são utilizadas na mineração e processamento mineiro, agricultura e manuseamento de gado, aeronáutica, indústria automóvel, fábricas de tijolos, fábricas de águas pluviais, fábricas de transformação de subprodutos, fábricas de asfalto, indústrias de energia e água, indústria farmacêutica, indústria química, indústria cosmética e muito mais.

Vantagens

• Ter tolerância dimensional e espessura uniformes
• Ter alta intensidade e integridade
• Ter uma trajectória de fluxo direccional aceitável

Desvantagem

• Vem com um custo mais elevado

Válvula de Bola Fundida

A fundição é uma espécie de moldagem por injecção, deitando metal líquido derretido no molde preparado. Após refrigeração, dá forma a peças fundidas. Tecnicamente, a fundição pode ser categorizada em fundição em areia, fundição por pressão, fundição por revestimento, fundição sem cavidade, fundição com baixa pressão, fundição com gravidade, etc.

Fundição com válvulas significa que as peças, incluindo a armação, e o castelo são fundidos. Ao contrário da forja, a fundição faz uso de metal líquido para produzir válvulas. A fundição é eficaz na fabricação de válvulas com tamanhos, padrões e formas complexos.

Vantagens

• São fáceis de fabricar em desenhos complexos
• Vem em custo inferior ao das válvulas forjadas

Desvantagens

• Susceptível à corrosão intergranular
• Ter problemas de porosidade
• Defeitos nas bolsas de areia
• Sofre fraqueza de stress em grande proporção

Onde é utilizada a Válvula Trunnion Ball

As válvulas de esfera Trunnion são incrivelmente versáteis. São utilizadas em muitos tipos diferentes de indústrias, devido às suas características personalizáveis. Por exemplo, a Válvula de Esfera Montada em Trunnion possui O-rings e conjuntos de hastes à prova de fogo que impedem fugas. Vem também com acessórios de vedação de injecção em aço inoxidável para vedação de emergência da haste ou do assento. As válvulas de esfera montadas em munhão são amplamente utilizadas nas indústrias química, petroquímica, petróleo e gás, GNL, e hidrocarbonetos.

São também utilizadas para uma variedade de aplicações, incluindo patins como turbinas, compressores, geradores e separadores, gás de campo, polímeros, GNL, instalações de processamento de petróleo bruto e gás industrial, parques de tanques, aplicações de processo automatizado, processamento de hidrocarbonetos, e linhas de alimentação de refinarias de petróleo. As válvulas de esfera Trunnion são adequadas para aplicações em larga escala, de alta pressão, e compactas, a baixa temperatura.

As aplicações específicas incluem:

• Aplicações aéreas, gasosas, a e líquidas
• Sistemas de arrefecimento de água e água de alimentação
• Serviço a vapor
• Válvulas de raiz de instrumento

Porquê e como manter as válvulas Trunnion Ball

É importante manter as válvulas de esfera Trunnion em óptimo desempenho. É por isso que a manutenção de todas as válvulas é vital. A manutenção das válvulas de esfera Trunnion torna-as disponíveis para utilização na instalação por muito mais tempo.

As válvulas de sede macia, embora oferecendo as vantagens de um quarto de volta, são apenas adequadas para um serviço limpo. Como a maior parte do serviço não é completamente limpo, existem opções de manutenção. Como se verá no caso das válvulas de esfera de munhão, o uso de injecção de selante de emergência pode muitas vezes atrair detritos para o assento para o danificar ainda mais.

A lavagem é Necessária

Um agente de descarga deve ser utilizado por este motivo para facilitar a limpeza.  É necessária uma lubrificação contínua nas partes móveis para evitar a ferrugem e o desgaste.

A válvula de esfera montada em Trunnion assegura que as instalações de injecção do selante têm as válvulas de controlo internas correctas e também assegura que a válvula está equipada com corpo, acessórios de ventilação e drenagem, injectores de embalagem e linhas de elevação, se necessário. Para a injecção de selante de emergência, a injecção de lubrificantes sintéticos no assento e na área de selagem permite que o assento com fugas seja selado numa emergência.

As inserções macias do assento podem ser afectadas apenas pela mais pequena quantidade de poluentes retidos no tecido.

Como mencionado acima, os agentes de lavagem devem ser utilizados para remover a gordura da zona do assento, uma vez que isto pode causar mais danos ao assento à medida que mais detritos são atraídos.

Os detritos de construção deixados na linha irão causar estragos nas válvulas dos assentos macios, uma vez que as partes a montante serão contaminadas. Recomenda-se que a linha seja purgada de nitrogénio antes de virar uma válvula de sede macia. Ao injectar selante na área de assento, o torque da válvula pode ser reduzido até 40 por cento, e muitos operadores optam por reter o lubrificante sintético na área de assento para o efeito.

Reparações e Pulverização são Cruciais

A pulverização é outro método de manutenção da válvula de esfera Trunnion. A não pulverização das impurezas do assento da válvula aumentará o torque em 80%. Isto torna a paragem de emergência e as válvulas funcionais um grande problema.

A inspecção e reparação contínuas são necessárias para manter uma operação saudável nas plantas. Como sempre, consulte um profissional de reparação de válvulas em linha, pois existem vários cenários dependendo da operação, tamanho, classe & desenho do sistema que está a utilizar.

Resumo

A válvula Ntgd é um fabricante profissional de válvulas de esfera Trunnion, se tiver alguma dúvida, não hesite em contactar-nos.