Introdução
As válvulas de esfera são conhecidas por sua durabilidade e confiabilidade, e são a válvula preferida em uma ampla variedade de aplicações on/off. Embora as válvulas de esfera geralmente resistam bem em ambientes intensos, como qualquer outro componente do sistema, elas apresentam o risco de danos ou falhas. Diversos fatores afetam a vida útil de uma válvula de esfera, inclusive o meio do sistema, a temperatura do meio, a pressão do meio, a frequência do ciclo, o tipo de atuação e o tempo de vida útil. manutenção adequada da válvula de esfera. Continue lendo para conhecer algumas das causas mais comuns de falha da válvula de esfera e suas soluções.
Fatores que afetam a vida útil da válvula de esfera
Muitos fabricantes fornecem uma vida útil estimada para suas válvulas de esfera, mas essa faixa pode ser afetada - reduzida ou ampliada - por diversos fatores.
Acionamento:
Dependendo da velocidade de ciclo pretendida para o seu sistema e das fontes de energia disponíveis, as válvulas de esfera serão acionadas por atuações pneumáticas (ar), elétricas (motorizadas) ou hidráulicas (fluido). Atuadores incompatíveis e condições do sistema podem levar à falha da válvula; no entanto, na maioria dos casos, os atuadores durarão muito mais do que as válvulas de esfera que eles controlam.
Design:
As válvulas de esfera de uma e duas peças não permitem manutenção ou reparo no sistema, o que significa que elas devem ser substituídas quando os componentes falham. As válvulas de esfera de três peças, entretanto, são projetadas de modo que as sedes e as vedações possam ser removidas e substituídas sem remover a válvula inteira do sistema. Por esse motivo, as válvulas de esfera de três peças durarão muito mais do que as válvulas de esfera de uma e duas peças, se a manutenção for adequada.
Mídia:
As válvulas de esfera são geralmente destinadas ao controle de liga/desliga de fluidos e gases sem partículas sólidas, uma vez que qualquer partícula no meio pode desgastar as vedações da válvula e reduzir sua vida útil. Os meios lubrificantes, como os óleos, podem de fato reduzir o desgaste da vedação e prolongar a vida útil da válvula.
Facilidade de manutenção:
As vedações geralmente são o primeiro componente a falhar em um válvula de esferaAs válvulas de esfera de uma peça e de duas peças devem ser substituídas quando suas vedações expiram. As válvulas de esfera de uma e duas peças devem ser substituídas quando suas vedações expiram; no entanto, a válvula normalmente pode ser substituída sem substituir o atuador, que normalmente é a parte de maior custo do conjunto. Por outro lado, as válvulas de esfera de três peças permitem a fácil substituição das vedações.
Fonte:
Em geral, é uma boa prática adquirir válvulas de esfera fabricadas no mesmo país que o equipamento de seu sistema para garantir compatibilidade e vida útil máxima.
Classificação de temperatura e pressão:
As válvulas de esfera usadas em aplicações de alta pressão ou alta temperatura precisarão de manutenção ou substituição com mais frequência do que aquelas usadas em aplicações de baixa pressão.
Frequência do ciclo:
A vida útil de uma válvula de esfera está diretamente relacionada à frequência com que a válvula é submetida a ciclos (ligada ou desligada). Uma válvula em uma aplicação de alta pressão que faz ciclos apenas uma ou duas vezes por dia pode durar muito mais do que uma válvula em uma aplicação de baixa pressão que faz ciclos a cada minuto.
Materiais da válvula:
Em geral, as válvulas de esfera de metal têm uma vida útil mais longa do que as fabricadas com PVC ou outros materiais sintéticos. O meio é um dos principais determinantes dos materiais para corpos e acessórios de válvulas de esfera, portanto, é essencial garantir a compatibilidade entre material e meio.
Riscos potenciais resultantes da falha da válvula de esfera
A falha da válvula de esfera significa mais do que apenas o tempo e o dinheiro necessários para substituí-la. Os riscos potenciais variam de meramente incômodos a absolutamente perigosos.
Vazamento de mídia:
Uma válvula com defeito pode fazer com que o meio no sistema de tubulação vaze para o ambiente ao redor. Dependendo do meio, isso pode expor os trabalhadores e os equipamentos a produtos químicos tóxicos, gases venenosos, temperaturas extremas ou pressão perigosamente alta.
Tempo de inatividade da produção:
Uma válvula com defeito interrompe a produção, o que resulta em perda de receita, perda de tempo e funcionários sem nada para fazer enquanto aguardam os reparos.
Custos de reparo:
Os reparos periódicos de equipamentos são esperados em qualquer ambiente industrial, mas os reparos resultantes de falhas evitáveis nas válvulas podem acabar custando mais do que o previsto no orçamento.
Esses riscos potenciais ilustram a importância das inspeções regulares e da manutenção preventiva. Para garantir a segurança dos funcionários, a longevidade dos equipamentos e a otimização dos custos, certifique-se de que sua instalação realize inspeções regulares e procedimentos de manutenção.
14 falhas comuns em válvulas de esfera e como consertá-las
-
Incompatibilidade do atuador:
Os atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos que são muito potentes para a válvula que controlam correm o risco de danificar a própria válvula. Por outro lado, alguns atuadores podem não ter saída de torque suficiente para girar a válvula
Solução: Escolha um atuador que seja adequado ao tipo de válvula que ele controla e às condições do sistema. Se você não tiver certeza se o problema está no atuador ou na própria válvula, remova a válvula de esfera do atuador e tente fazer o ciclo da válvula manualmente. Se a válvula girar livremente, você saberá que o problema está no atuador. Se o seu atuador tiver uma alavanca de acionamento manual, você poderá tentar fazer isso sem remover a válvula do atuador. Se possível, tente adquirir a válvula e o atuador do mesmo fabricante para garantir a compatibilidade.
-
Cavitação:
A cavitação ocorre quando a pressão do meio líquido dentro de uma válvula cai abaixo da pressão de vapor. Isso gera pequenas bolhas, que podem entrar em colapso e danificar a válvula.
Solução: Verifique se está usando a válvula correta para a pressão e a velocidade do meio no sistema. Também é possível usar uma válvula de controle de vários estágios para diminuir a queda de pressão.
-
Danos ao elastômero:
As sedes das válvulas, as gaxetas e as vedações geralmente são feitas de elastômeros (polímeros elásticos), como o Viton® ou EPDM. Em geral, eles são considerados um componente de desgaste e exigem substituição mais frequente. Isso pode ser agravado pela incompatibilidade entre o meio e a vedação.
Solução: Verifique se os componentes de elastômero da sua válvula são compatíveis com o meio do sistema. Se necessário, selecione componentes de um material mais compatível. As válvulas de esfera de três peças permitem a substituição desses componentes sem remover ou substituir a válvula inteira.
-
Tamanho inadequado da válvula:
O tamanho da porta da válvula afeta o fluxo de mídia, por isso é importante calcular corretamente o tamanho da válvula de acordo com a taxa de fluxo de mídia e o tamanho da tubulação. Uma válvula superdimensionada pode causar uma diminuição na pressão, enquanto uma válvula de esfera muito pequena pode causar gargalos na mídia e uma possível explosão.
Solução: As calculadoras de vazão para líquidos e gases podem informar o tamanho da válvula necessária, dependendo da pressão do meio em seu sistema de tubulação. As classificações de pressão nas válvulas são representadas pelo valor Cv (imperial) ou pelo valor Kv (métrico).
-
Instalação incorreta:
Uma válvula que não esteja instalada corretamente, de acordo com as especificações do fabricante, pode causar grandes interrupções no funcionamento adequado do sistema.
Solução: Certifique-se de que a instalação e a manutenção de suas válvulas sejam sempre feitas por alguém com o treinamento e o conhecimento adequados. Em caso de dúvida sobre a técnica de instalação adequada, consulte o OEM.
-
Manutenção e reparo incorretos:
A manutenção negligenciada ou inadequada pode resultar em danos, riscos no local de trabalho, interrupção da produção, perda de tempo e de receita.
Solução: Programe manutenções preventivas regulares e certifique-se de que o técnico que estiver trabalhando em suas válvulas de esfera e sistema de tubulação tenha conhecimento e experiência. Sempre siga as instruções do fabricante para instalação e manutenção.
-
Diferencial de pressão operacional e de ajuste inadequado:
Quando a pressão definida pelo operador do sistema é diferente da pressão operacional real, ela pode tensionar ou comprometer as válvulas.
Solução: Verifique se há danos, desgaste ou vazamento nos componentes da válvula e redefina a pressão do sistema adequadamente.
-
Vazamentos após inatividade:
As válvulas que ficam sem uso por um tempo podem desenvolver bloqueios, seja por acúmulo de mídia ou corrosão das peças.
Solução: Antes de reativar um sistema ou segmento de tubulação inativo, verifique se todas as válvulas estão lubrificadas e livres de acúmulos.
-
Incompatibilidade de materiais:
Certos tipos de meios podem corroer os corpos ou componentes das válvulas de esfera muito mais rapidamente do que outros, por isso é importante selecionar os materiais corretos da válvula de esfera para o seu sistema.
Solução: A descrição do produto da válvula de esfera lhe dirá de que materiais ela é feita, bem como suas aplicações ideais e compatibilidade de meios. Uma ferramenta útil para isso é a Banco de dados de compatibilidade química Cole-Parmer que pode ser usado para garantir que os materiais da válvula sejam compatíveis com meios específicos.
-
Vazamento da vedação ou do parafuso:
Vedações de elastômero danificadas ou porcas e parafusos soltos podem causar vazamento de mídia para fora da válvula.
Solução: Verifique se os componentes de elastômero precisam ser substituídos ou se algum hardware precisa ser apertado.
-
Acúmulo de partículas e sedimentos:
As válvulas de esfera não são recomendadas para meios com partículas, mas às vezes ocorre contaminação ou acúmulo de sedimentos. As partículas sólidas podem ficar presas na válvula, causando danos aos componentes. A lubrificação incorreta também pode causar a gripagem dos componentes da válvula.
Solução: Programe inspeções e limpezas regulares para todos os componentes do seu sistema de tubulação. Sempre remova detritos ou acúmulos das válvulas para evitar danos ou falhas. Verifique com o fabricante da válvula antes de adicionar qualquer lubrificação, para garantir a compatibilidade com os materiais da válvula e o meio do sistema.
-
A pressão e a temperatura excedem os parâmetros exigidos:
Forçar uma válvula além de sua pressão ou temperatura nominal pode causar desgaste gradual ou falha abrupta da válvula.
Solução: Certifique-se de que as especificações do produto da válvula correspondam aos requisitos ou condições do sistema.
-
Desgaste da haste da válvula:
O movimento constante dos componentes da válvula e a falta de elasticidade do engaxetamento da haste podem contribuir para a falha da haste da válvula esférica.
Solução: A vedação da haste da válvula normalmente é o primeiro componente a falhar em uma válvula de esfera. Se você notar um vazamento na haste da válvula, é hora de substituir a válvula. Como alternativa, se você tiver uma válvula de três peças, poderá substituir a haste juntamente com a vedação da haste e as ferragens.
-
Golpe de aríete:
Mudanças bruscas de pressão no fluxo de meios líquidos podem causar ondas de choque perturbadoras que reverberam em um sistema de tubulação. Conhecido como golpe de aríete, essa é uma das principais causas de falha de válvulas em sistemas de processamento de fluidos.
Solução: As válvulas de estrangulamento podem minimizar os golpes de aríete, assim como as válvulas de esfera de ação lenta, sem estrondo e com acionamento elétrico. A adição de cotovelos e loops ao projeto do sistema de tubulação também pode reduzir o risco.
Vantagens da manutenção adequada da válvula de esfera
A maioria das válvulas de esfera é projetada para ser substituída em vez de receber manutenção. As válvulas de esfera de uma e duas peças são relativamente econômicas; em sistemas automatizados, elas normalmente podem ser substituídas sem substituir o atuador, que é o componente mais caro. Entretanto, para aplicações com válvulas de esfera de três peças, a manutenção das válvulas de esfera é a maneira proativa de reduzir o risco de falha. Se realizada de forma regular e correta, a manutenção da válvula de esfera traz benefícios significativos.
Redução da necessidade de paradas:
Com um risco menor de falha da válvula de esfera, há uma necessidade menor de interromper a produção.
Segurança e proteção:
Especialistas em manutenção devidamente treinados na avaliação de válvulas de esfera podem identificar possíveis problemas com facilidade e antecedência, reduzindo assim a chance de um reparo de emergência, acidente ou violação das normas de saúde e segurança no local de trabalho.
Economia de custos:
Menos problemas de manutenção significam mais economia. A realização de inspeções regulares e a manutenção preventiva reduzem o risco de paradas inesperadas e caras devido a falhas na válvula.
Longevidade:
Válvulas bem conservadas duram mais e exigem poucos ou nenhum reparo, o que ajuda a economizar dinheiro, evitar paralisações e manter a produção da fábrica dentro do cronograma.
Lembre-se de que a manutenção de algumas válvulas de esfera pode ser realizada enquanto a válvula estiver em operação, o que permite que a produção continue sem interrupções.
Práticas recomendadas para manutenção de válvulas de esfera
A instalação adequada e a manutenção regular e preventiva afetam diretamente a vida útil de suas válvulas. Certifique-se de que o técnico que instala suas válvulas tenha experiência e conhecimento em instalação e manutenção de válvulas de esfera, pois a instalação correta reduz a necessidade de reparos ou substituição.
Como regra, a manutenção preventiva ou preditiva deve começar muito antes do surgimento de qualquer problema com suas válvulas de esfera. Um programa abrangente de manutenção de válvulas de esfera deve incluir o seguinte:
Lubrificação:
A lubrificação correta evita a abrasão das peças, aumenta a eficácia das vedações e mantém suas válvulas de esfera operando sem problemas. Certifique-se de escolher um lubrificante que seja compatível com os materiais da válvula e com o meio do sistema; consulte o fabricante da válvula para confirmar se a lubrificação é recomendada.
Limpezas regulares:
Válvulas de esfera limpas simplesmente duram mais. Para limpar válvulas de esfera de três peças, remova a poeira e os detritos do interior e do exterior da válvula, usando agentes de limpeza que não reajam negativamente com os materiais da válvula. Os limpadores à base de gás ou ar comprimido funcionam bem para componentes metálicos, e os limpadores à base de álcool ou água são ideais para peças não metálicas. Certifique-se de usar agentes de limpeza que sejam compatíveis com os materiais de vedação da válvula.
Inspeções de rotina:
As inspeções anuais das válvulas de esfera são adequadas para a maioria das aplicações, mas as válvulas de esfera em ambientes de alto ciclo e alta pressão exigem inspeções mais frequentes. Durante as paradas programadas, remova as válvulas de esfera do sistema de tubulação, desmonte-as, limpe o interior e substitua os componentes quebrados ou desgastados.
Seguindo essas práticas recomendadas, você reduzirá o risco de falha da válvula de esfera e até mesmo estenderá a vida útil de suas válvulas de esfera além da estimativa do fabricante.
BIOGRAFIA DO AUTOR
George Packard é vice-presidente de marketing da Válvula GeminiA Gemini Valve, Inc., é um fabricante americano familiar de válvulas de esfera manuais e automatizadas. Fundada em 1974, a Gemini Valve tem anos de experiência em projeto e fabricação de válvulas para fornecer soluções confiáveis para qualquer tipo de aplicação.
