Válvula de esfera trunnion

O que é uma válvula de esfera trunnion?

 

O válvula de esfera trunnion é um dispositivo essencial para regular o fluxo de fluidos - vapor, gás ou óleo - em tubulações. São projetos de um quarto de volta com uma esfera capaz de girar 90 graus em seu eixo para bloquear ou permitir o fluxo de fluido. Essas válvulas têm um projeto de disco esférico no centro, que gira para regular o ciclo de fluxo de partida-parada. O disco, geralmente chamado de esfera, é projetado com um pequeno eixo saliente na parte superior e inferior, que é mecanicamente suportado. Nesse caso, o fluxo é controlado pela posição de um orifício no centro da esfera. Por sua versatilidade, as válvulas de esfera montadas em munhão são úteis em setores em que essa operação de fechamento é necessária.

As válvulas de esfera Trunnion têm um suporte adequado para a esfera. O suporte tem o formato semelhante ao de um eixo e é chamado de munhão. O munhão absorve qualquer pressão adicional proveniente do fluxo, diminuindo assim a pressão na sede da válvula e na esfera. As válvulas de esfera montadas em munhão são usadas em implementações de larga escala que exigem baixo torque operacional.

 

Como funciona uma válvula de esfera trunnion?

 

A válvula munhão é um dispositivo que controla o fluxo de fluidos em tubulações, regulando o ciclo de fechamento. Ela contém os elementos necessários para ativar ou desativar o fluxo de fluidos pela tubulação. Ela é construída para integrar seções de tubos ou canos para realizar essa função.

 

Qual é a estrutura da válvula de esfera trunnion?

 

As válvulas de esfera Trunnion têm uma estrutura semelhante à das válvulas de esfera tradicionais encontradas no mercado. A diferença é que as válvulas de esfera têm mais âncoras mecânicas para apoiar a esfera. A esfera recebe um suporte sólido das duas extremidades em seu eixo x. Isso a mantém no lugar e facilita o controle. Isso a mantém no lugar e facilita muito o controle.

Na válvula de esfera montada em munhão, o projeto é fornecido com eixos de tendência desanimadora na parte superior e inferior, que são apoiados mecanicamente. Com isso, ela se torna adequada para diâmetros maiores e pressão mais alta. No projeto montado em munhão, a esfera é mantida em posição pela compressão dos anéis de sede nas duas extremidades.

A esfera, por sua flexibilidade, permite uma boa medida de movimento. Quando em uso, ela flutua moderadamente rio abaixo em direção ao anel da sede para fazer uma vedação. Se as cargas sobre a esfera flutuante forem muito maiores, os anéis da sede não conseguirão dar o suporte necessário à esfera. É aí que entra a força do munhão. Em um projeto de munhão, os anéis da sede são as peças que flutuam, ao contrário do projeto tradicional em que a esfera flutua.

Corpo

O corpo da válvula é o invólucro que a mantém no lugar e oferece suporte ao interior da válvula de esfera. O material para esse projeto pode ser feito de diferentes produtos, dependendo do tipo de aplicação para a qual é usado. Alguns dos materiais comumente usados são aço carbono, aço carbono de baixa temperatura, aço inoxidável, duplex, Inconel e super duplex.

Bola

Trata-se de um disco esférico em forma de esfera através do qual ele gira para interromper ou iniciar o fluxo em um movimento rotacional sólido. Ele é conectado ao munhão em uma extremidade e à haste na outra. A esfera é fixada em uma posição enquanto gira. As sedes da válvula de esfera trunnion geralmente estão em contato com essa esfera, o que reduz o torque.

Assento

A sede da válvula de esfera Trunnion é um recurso de projeto que envolve a esfera. Quando o atuador é ligado, as sedes mantêm a esfera firmemente no lugar, bloqueando o acesso. Há dois tipos, ou seja, de metal ou macia (Teflon). Isso faz com que ela se mova na direção da esfera.

Assento

Munhão

Há um eixo extra na válvula de esfera trunnion que prende a esfera na posição por baixo. Esse eixo simples é o munhão. Sua função é manter a esfera firmemente presa. Às vezes, o munhão é uma extensão da esfera esférica, ao passo que, em outras válvulas de esfera montadas em munhão, ele é preso ao disco da esfera esférica por meio de juntas soldadas.

Caule

A haste da válvula de esfera trunnion ajuda a conectar a esfera e o atuador. Ela é conectada à esfera por um eixo adicional que ajuda a fixar a esfera no lugar. Além disso, ela regula o movimento da esfera. As válvulas de esfera montadas em munhão têm hastes antiexpulsão reforçadas e, por isso, são capazes de suportar temperaturas pressurizadas e intensas sem causar nenhum dano.

Injeção

As conexões de injeção são projetadas na área da sede e da haste. Quando a vedação é comprometida e há vazamento, a graxa pode ser injetada por meio de uma conexão de injeção de selante. O selante injetado funciona como uma vedação parcial para impedir mais vazamentos.

Injeção

Entretanto, deve-se observar que as conexões de injeção de selante são apenas para fins de emergência.

 

Padrão de projeto de válvula de esfera trunnion

 

A válvula de esfera trunnion é projetada pela API6D ou API608 e está em conformidade com os padrões exigidos pelo setor, como ASME B16.5, ASME B16.34 e ASME B16.10. Elas 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 (dividido ou monobloco). As estruturas forjadas são geralmente usadas para válvulas de alta pressão e tamanhos de furo maiores.

 

Os materiais típicos para o projeto de válvula de esfera montada em munhão incluem:

 

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

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

C. Retentor da sede - A182 F304, CS+ENP, F304L, F316, F51, F53, F316L, CS+Ni55, CS+TCC.

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

E. Gaxeta - RPTFE, grafite, PTFE,

 

 

MATERIAL DO ASSENTO

PTFE: O PTFE virgem é, de longe, o material de vedação de qualidade excepcional mais comumente usado. Ele tem atributos adequados para a maioria dos serviços. Possui excelente resistência química em toda a válvula e também tem baixo coeficiente de atrito.

RPTFE: O RPTFE (conhecido como PTFE reforçado) geralmente é criado com a adição de 15% de fibra de vidro ao PTFE virgem. Ele tem melhores capacidades de pressão-temperatura do que o PTFE virgem e apresenta maior resistência ao desgaste. É eficaz contra a deformação quando está sob carga.

PCTFE: O PCTFE é um homopolímero de clorotrifluoretileno com alta tensão de tração e baixa deformação quando sob carga.

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

Devlon: O Devlon é uma poliamida de peso molecular forte, especialmente adequada para aplicações de alta temperatura e pressão no setor de gás e petróleo. Além disso, é um material de absorção mínima de umidade.

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

PPL: O PPL (poliparafenileno) é um material de assento excepcional que tem um baixo coeficiente de atrito. Ele pode suportar pressões extremas e também é resistente à temperatura.

TFM: O TFM (PTFE modificado) é um projeto aprimorado de PTFE modificado quimicamente com propriedades melhoradas, mantendo os benefícios comprovados do PTFE convencional.

Metal: As sedes metálicas (normalmente de estelita) são empregadas em situações de choque hidráulico, meios abrasivos intermitentes e em situações extremas.

MATERIAL DOS O-RINGS

NBR Buna-N: O NBR Buna-N (NBR) é um polímero durável e para todos os fins, resistente a água dura, óleo, solvente e fluidos hidráulicos.

HNBR: O HNBR (NBR hidrogenado) pode ser comparado ao NBR em termos de estabilidade do meio, mas apresenta uma estabilidade muito melhor à oxidação e ao calor.

Viton: O Viton (fluorocarbono) é um elastômero de fluorocarbonos compatível com uma ampla variedade de substâncias químicas. Ele produz um desempenho excelente em ácidos minerais, hidrocarbonetos clorados, soluções salinas e óleo de petróleo.

EPDM: O EPDM tem boa resistência à abrasão e ao rasgo, com excelente resistência química a uma variedade de alcalinos e ácidos. É suscetível a óleo, ácidos fortes e alcalinos fortes e não deve ser aplicado em linhas aéreas comprimidas.

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

Esses e muitos outros são alguns dos materiais típicos usados no projeto da válvula de esfera trunnion.

 

Quais são as principais características da válvula de esfera trunnion?

 

Há muitos recursos da válvula de esfera montada em munhão. Entre os principais estão:

Selo de emergência

Para uma válvula de esfera montada no munhão, ela é projetada para ter uma injeção de selante na sede e na haste. No caso de falha na vedação, uma vedação de emergência temporária pode ser obtida por meio de selantes de injeção.

Estática Antic

Como a haste e a esfera de uma válvula de esfera trunnion estão suspensas em peças não metálicas, existe a probabilidade de formação de uma carga estática na haste/esfera. Para isso, uma esfera antiestática e uma mola metálica são incluídas no projeto para manter o contato metal-metal entre a haste ou esfera rotativa e o corpo da válvula, o que ajuda a aterrar as cargas no corpo da válvula do projeto.

Haste à prova de explosão

A haste da válvula trunnion é feita com um ressalto na extremidade inferior. Ela é fixada pela caixa de enchimento caso a haste, em determinadas condições de trabalho, acabe estourando por engano. Há vários projetos para isso.

Projeto à prova de fogo

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

 

Quais são os tipos de válvula de esfera trunnion?

 

Com base na configuração da carroceria

As características da configuração do corpo indicam como uma válvula de esfera pode ser usada e a facilidade de reparos e manutenção. Com base nesses parâmetros, serão examinados três tipos de válvulas de esfera trunnion:

Válvula de esfera trunnion de entrada lateral

Esse tipo de projeto também é conhecido como válvula de esfera montada em munhão com corpo dividido. Ela monta sua esfera pela lateral. Geralmente são feitas de metal forjado. Nesse projeto, o corpo geralmente é dividido em três ou duas peças que são unidas como extensões. Uma parte do corpo é geralmente maior do que o restante do projeto. Essa peça maior contém o enchimento que envolve a bola e a própria bola. Para esse projeto, elas são facilmente reparáveis e podem ser inspecionadas, pois a peça menor pode ser puxada para fora para acessar a válvula.

Vantagens

• O projeto reduz os defeitos comumente associados a um projeto de fundição
• Eles são simples e fáceis de construir
• São fáceis de consertar
• Seus mecanismos de acabamento são muito fáceis de alinhar
• Eles oferecem a vantagem de desempenho confiável, envelope compacto e uma solução econômica.
• Eles são amplamente utilizados e, portanto, devem estar prontamente disponíveis

Desvantagens

• Pode ser difícil de limpar
• O estrangulamento faz com que a sede parcialmente exposta enferruje

 

Válvula de esfera trunnion de entrada superior

Essa válvula de munhão é um projeto exclusivo que monta a esfera pela parte superior. Elas são feitas principalmente de metal fundido.

A válvula de esfera é projetada com uma tampa do castelo removível sobre a válvula de esfera. As partes internas podem ser acessadas facilmente com a remoção do castelo. As válvulas são fáceis de desmontar e montar. A manutenção e o reparo da válvula de esfera trunnion podem ser feitos facilmente puxando-a para fora da tubulação.

Vantagens

• A construção requer uma conexão mínima de rosca

• Oferece uma estrutura fácil

• Vem com um pequeno volume
• Seu design é leve
• Oferece vedação confiável
•  Oferece fácil manutenção
•  Permite fácil acesso a outros componentes internos da válvula
• Ele minimiza os caminhos de vazamento

Desvantagens

• Possuem recursos ruins de regulagem e estrangulamento devido ao seu projeto para fechamento e não para modulação de fluxo.
• É propenso à cavitação

Válvula de esfera trunnion com corpo soldado

Esse projeto é principalmente uma aplicação para a transmissão de gás em tubulações enterradas. São tamanhos maiores, de até 60 polegadas. Eles têm classes de pressão média de até 900 psi da ASME. O material RAM para o projeto pode ser fundido por centrifugação ou forjado. Elas são feitas de uma variedade de materiais, incluindo aço inoxidável martensítico e aços carbono. As principais características técnicas das válvulas incluem haste antiexpulsão e um projeto de sede de válvula acessível em três padrões de projeto diferentes:

• DPE (Double Piston Effect): aqui, a sede pode ser energizada pela pressão a montante ou pela pressão da cavidade do corpo.
• SPE (Single Piston Effect, efeito de pistão único): Nesse projeto, a sede pode ser energizada pela pressão a montante e nenhuma outra.
• DUAL (SPE upstream e DPE downstream): Combina os projetos de dois assentos descritos acima. Um bloqueio duplo pode ser garantido em caso de falha na vedação da sede.

Vantagens

• Tem construção compacta e peso menor
• Tem menos caminhos de vazamento

Desvantagens

• Dificuldade para realizar a manutenção da válvula quando instalada

 

Com base no furo

O furo em uma válvula de esfera é o orifício presente no centro da esfera. Há dois tipos desse projeto para válvulas de esfera trunnion com base no tamanho do furo.

Furo completo

No caso do projeto de válvulas de esfera trunnion de diâmetro total, o diâmetro do furo se alinha com a tubulação conectada. Quando a válvula é aberta, o meio pode fluir sem nenhum obstáculo do orifício. Elas são úteis em áreas ou fábricas em que é necessário fazer a pigagem.

Vantagens

• São designs de tamanho menor
• Eles minimizam a queda de pressão resultante de válvulas de porta reduzida

Desvantagens

• Elas são mais pesadas
• Eles são mais caros

Furo reduzido

Uma válvula de furo reduzido é um projeto que tem um tamanho de furo menor do que o diâmetro da tubulação conectada. O caminho do fluxo do canal é limitado e resulta em maior perda de energia. Elas são aplicáveis ao setor de gás e petróleo.

Vantagens

• Eles criam uma queda de pressão em um tubo
• São menores em tamanho
• Ter um custo baixo

Desvantagem

A esfera oca pode reter o fluido quando estiver em uma posição fechada.

Com base no material de vedação

Uma válvula de esfera compreende dois estilos de sede, com sede macia e com sede metálica. As válvulas de esfera trunnion com sede macia são assentadas usando um material termoplástico, como PTFE e Devlon. As válvulas de esfera com sede metálica usam metais como material da sede, como Inconel e Hastelloy. O tipo de sede da válvula de esfera tem sua própria característica e, portanto, tem suas próprias vantagens e desvantagens.

Assento macio

As sedes macias são normalmente construídas com substâncias termoplásticas, como o PTFE. Elas são ótimas para ambientes em que a compatibilidade química é necessária e para ambientes em que a vedação mais firme é essencial.

Assento macio

No entanto, as sedes macias não devem ser usadas em líquidos sujos ou abrasivos. Nessas condições, as sedes macias podem se romper, causando vazamento na válvula.

Vantagens

Bom para serviços com fluidos limpos

Desvantagens

Não é adequado para meios abrasivos

Assento de metal

A principal diferença entre as válvulas com sede metálica e as válvulas de esfera trunnion com sede macia é sua capacidade de sobreviver a altas temperaturas e condições de serviço adversas. Elas podem suportar choques hidráulicos severos, flashing, fluido de processo abrasivo e temperaturas mais altas, acima de 1.000 °F. Elas também são adequadas para uso em aplicações de alta corrosão ou erosão.

Assento de metal

Vantagens

• Excelente resistência à corrosão e ao desgaste.
• Menor taxa de torque.
• Fechamento apertado e controle suave.
• Estabilidade sob pressão e ampla faixa de temperatura e pressão.
• Suporta líquidos agressivos e pastosos

Desvantagens

• Não pode ser reparado em campo
• Design pesado
• Têm uma alta taxa de vazamento.

Com base na estrutura corporal

O corpo da válvula de uma válvula de esfera trunnion pode ter uma ou mais peças unidas por meio de juntas soldadas. Há dois tipos de válvulas de esfera trunnion com base em seu número de peças.

Válvula de esfera bipartida de duas peças

Essa válvula é fornecida com duas peças da carcaça que são presas uma à outra por meio de conexões rosqueadas. Uma peça da carcaça pode ser facilmente aberta para alcançar a válvula para reparo ou limpeza. No entanto, a válvula deve ser separada da tubulação; em seguida, a cobertura pode ser instalada.

Válvula de esfera bipartida de três peças

As válvulas de esfera trunnion de três peças são um passo à frente de sua versão de duas peças. Elas têm três partes da carcaça que são parafusadas juntas. É necessário remover uma seção para acessar o interior da válvula para manutenção e reparo. Entretanto, não há necessidade de desconectar a válvula da tubulação para removê-la para manutenção.

 

 

Com base no material da carroceria

Válvula de esfera forjada

As válvulas de esfera trunnion de aço forjado são fabricadas por meio de um processo de "forjamento". O forjamento se baseia na aplicação de energia térmica a blocos de aço sólidos e, em seguida, no uso de forças mecânicas para processar ainda mais o aço em um produto acabado. Esse método é usado para produzir válvulas extremamente sólidas e resistentes. As válvulas de aço forjado da SIO, por exemplo, são usadas em mineração e processamento de mineração, agricultura e manejo de gado, aeronáutica, indústria automotiva, fábricas de tijolos, usinas de águas pluviais, usinas de processamento, usinas de asfalto, indústrias de energia e água, produtos farmacêuticos, indústria química, indústria de cosméticos e muito mais.

Vantagens

• Ter tolerância dimensional e espessura uniformes
• Ter alta intensidade e integridade
• Ter um caminho de fluxo direcional aceitável

Desvantagem

• Tem um custo mais alto

Válvula de esfera fundida

A fundição é um tipo de moldagem por injeção, despejando metal líquido derretido no molde preparado. Após a refrigeração, ele molda as peças fundidas. Tecnicamente, a fundição pode ser categorizada em fundição em areia, fundição sob pressão, fundição de investimento, fundição em casca, fundição sem cavidade, fundição com baixa pressão, fundição com gravidade etc.

A fundição de válvulas significa que as peças, incluindo a estrutura e o castelo, são fundidas. Diferentemente do forjamento, a fundição utiliza 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 projetos complexos
• Tem um custo mais baixo do que as válvulas forjadas

Desvantagens

• Susceptível à corrosão intergranular
• Tem problemas de porosidade
• Sofrem defeitos de bolsões de areia
• Sofrem de fraqueza por estresse em alta proporção

 

Onde a válvula de esfera munhão é usada?

 

As válvulas de esfera Trunnion são incrivelmente versáteis. Elas são usadas em muitos tipos diferentes de setores devido às suas características personalizáveis. Por exemplo, a válvula de esfera montada no munhão apresenta anéis O-ring e pacotes de haste à prova de fogo que evitam vazamentos. Ela também vem com conexões de injeção de vedação de aço inoxidável para vedação de emergência da haste ou da sede. As válvulas de esfera montadas em munhão são amplamente usadas nos setores químico, petroquímico, de petróleo e gás, GNL e de hidrocarbonetos.

Elas também são usadas em diversas aplicações, incluindo skids como turbina, compressor, gerador e separador, gás de campo, polímero, GNL, petróleo bruto e plantas de processamento de gás industrial, fazendas de tanques, aplicações de processos automatizados, processamento de hidrocarbonetos e linhas de matéria-prima de refinaria de petróleo. As válvulas de esfera trunnion são adequadas para aplicações em larga escala, de alta pressão, compactas e de baixa temperatura.

As aplicações específicas incluem:

• Aplicações de ar, gases, a e líquidos
• Sistemas de água de resfriamento e água de alimentação
• Serviço de vapor
• Válvulas de raiz do instrumento

 

Por que e como fazer a manutenção de válvulas de esfera trunnion

 

É importante manter as válvulas de esfera Trunnion com desempenho ideal. É por isso que a manutenção de todas as válvulas é vital. A manutenção das válvulas de esfera Trunnion faz com que elas fiquem disponíveis para uso na instalação por muito mais tempo.

As válvulas de sede macia, embora ofereçam as vantagens de um quarto de volta, são adequadas apenas para serviços limpos. Como a maior parte do serviço não é totalmente limpa, há opções de manutenção. Como você verá no caso das válvulas de esfera trunnion, o uso de injeção de selante de emergência pode, muitas vezes, atrair detritos para a sede, danificando-a ainda mais.

A lavagem é necessária

Por esse motivo, é necessário usar um agente de lavagem para facilitar a limpeza. A lubrificação contínua é necessária nas partes móveis para evitar ferrugem e desgaste.

A válvula de esfera montada no munhão garante que as instalações de injeção de selante tenham as válvulas de controle interno corretas e também garante que a válvula seja equipada com conexões de corpo, ventilação e drenagem, injetores de gaxeta e linhas de elevação, se necessário. Para injeção de selante de emergência, a injeção de lubrificantes sintéticos na sede e na área de vedação permite que a sede com vazamento seja vedada em uma emergência.

As inserções macias dos assentos podem ser afetadas pela menor quantidade de poluentes presos no tecido.

Conforme mencionado acima, os agentes de lavagem devem ser usados para remover a graxa da área do assento, pois isso pode causar mais danos ao assento à medida que mais detritos são atraídos.

Os resíduos de construção deixados na linha causarão estragos nas válvulas de sede macia, pois as peças a montante ficarão contaminadas. Recomenda-se que a linha seja purgada com nitrogênio antes de girar uma válvula de sede macia. Ao injetar selante na área de assentamento, o torque da válvula pode ser reduzido em até 40%, e muitos operadores optam por manter o lubrificante sintético na área de assentamento para isso.

Os reparos e a pulverização são cruciais

A pulverização é outro método de manutenção da válvula de esfera Trunnion. A não pulverização para remover as impurezas da sede da válvula aumentará o torque em 80%. Isso torna o desligamento de emergência e as válvulas funcionais um grande problema.

A inspeção e os reparos contínuos são necessários para manter uma operação saudável nas fábricas. Como sempre, consulte um profissional de reparos de válvulas em linha, pois há vários cenários, dependendo da operação, do tamanho, da classe e do projeto do sistema que você está usando.

Resumo

 

A válvula Ntgd é profissional Fabricante de válvula de esfera munhãoSe tiver alguma dúvida, não hesite em entrar em contato conosco.