As válvulas de plugue têm um plugue de formato cilíndrico ou cônico que pode ser girado 90°. Nos plugues de válvulas cilíndricas, a passagem é geralmente retangular, enquanto nos plugues de válvulas cônicas, a passagem é trapezoidal. Esses formatos tornam a estrutura da válvula de plugue mais leve, mas, ao mesmo tempo, também produzem uma certa perda de fluxo. A válvula de plugue é mais adequada como meio de corte e conexão e bypass. Mas, dependendo da natureza da aplicação e da resistência à erosão da superfície de vedação, às vezes ela pode ser usada para estrangulamento.

1. Definição de válvula de plugue

A válvula de plugue é uma válvula de abertura rápida e de passagem direta. Como o movimento entre as superfícies de vedação tem um efeito de limpeza e pode impedir completamente o contato com o meio de fluxo quando está totalmente aberta, ela também pode ser usada para meios com partículas flutuantes. Outro recurso importante da válvula de plugue é que ela pode ser projetada para tubulações de várias portas, uma válvula pode ser projetada para duas, três ou até quatro portas. Isso simplificará o projeto do sistema de tubulação, reduzirá a quantidade de válvulas e alguns acessórios de conexão necessários no sistema de tubulação.

 

2. Princípios de funcionamento da válvula de plugue

Use um plugue com um furo passante como componente para a abertura e o fechamento. O plugue gira com a haste da válvula para realizar as ações de abertura e fechamento. O plugue da válvula de plugue é, em sua maioria, um cone (também um cilindro), que se combina com a superfície do orifício do cone do corpo da válvula para formar a vedação. A válvula de plugue é a mais antiga das válvulas usadas, com estrutura simples, comutação rápida e baixa resistência a fluidos. As válvulas de plugue comuns são vedadas por contato direto entre o plugue de metal usinado e o corpo da válvula, de modo que a vedação é ruim, a força de abertura e fechamento é grande e é fácil de desgastar.

 

3. Tipos de válvula de plugue

Com base na aplicação, os tipos de válvulas de plugue incluem válvula de plugue de vedação macia, válvula de plugue de vedação rígida lubrificada a óleo, válvula de plugue de elevação, válvula de plugue de 3 vias e válvula de plugue de 4 vias

A. Válvula de plugue com vedação macia

As válvulas de plugue com vedação suave são frequentemente usadas em ambientes adversos, como meios corrosivos, altamente tóxicos e de alto risco, onde o vazamento é estritamente proibido e onde o material da válvula não contamina o meio. O corpo da válvula pode ser construído em aço carbono, aço-liga e aço inoxidável, de acordo com o meio de trabalho.

Válvula de plugue com vedação macia

a. O material das buchas de baixo atrito, como F4, F46, PVDF, PP, PO e PE, pode ser usado de acordo com a temperatura de operação e o meio de trabalho. O coeficiente de atrito da peça de vedação é pequeno durante todo o processo de trabalho, portanto, o plugue tem rotação suave e prolonga a vida útil.

b. O projeto das portas de entrada e saída do corpo da válvula e a estrutura do anel de vedação com ranhura de porta dupla, durante a rotação do plugue, a pressão entre sua vedação muda gradualmente até atingir a posição totalmente aberta ou totalmente fechada, gerando pressão de vedação suficiente e atingindo vazamento zero.

c. O anel de vedação com ranhura de porta dupla pode tornar a bucha estável no corpo da válvula, mas também absorve a leve deformação causada pela diferença de temperatura. Ao mesmo tempo, o atrito entre a bucha e o plugue é forte e tem um efeito de limpeza automática que prolonga a vida útil da válvula.

d. O projeto exclusivo de vedação de lábio reverso na parte superior do plugue, a combinação de um diafragma de material de vedação macio e um diafragma de metal e o equilíbrio da pressão entre as superfícies de vedação farão com que o plugue gire suavemente e garantirão que as extremidades de entrada e saída sejam adequadamente vedadas com o flange de conexão.

e. Adequado para meio líquido/gás de alta erosão. Como PVC, ureia, anidrido acético, equipamento de produção de soda cáustica ou tubulação de requisitos proibidos de vazamento externo, como HF, fosgênio etc.

f. O meio pode fluir em ambas as direções, e a direção de instalação não é limitada. Realiza manutenção on-line e é de fácil utilização.

g. O design exclusivo é eletricamente estático e seguro contra incêndio.

B. Válvula de plugue com vedação metálica lubrificada a óleo

Válvula de plugue lubrificada podem ser divididas em válvulas de plugue com lubrificação convencional e válvulas de plugue com balanceamento de pressão. Uma graxa especial é injetada na parte superior do plugue entre o orifício do cone e o plugue para formar uma película de óleo que reduz o torque de abertura e fechamento e melhora o desempenho da vedação e a vida útil. A pressão de trabalho pode chegar a 420 MPa, a temperatura máxima de trabalho pode chegar a 325 ℃ e o diâmetro máximo pode chegar a 24".

Válvula de plugue lubrificada a óleo

① Válvula de bujão lubrificada com óleo normal

a. Válvula de plugue normal com vedação rígida, o método de instalação do cone do plugue é padrão. Para reduzir o atrito entre o corpo da válvula e a superfície de vedação do plugue, o assento projetado é hermeticamente vedado com óleo lubrificado. O óleo de vedação de alta pressão é injetado ao redor do plugue e forma um anel de vedação de alta pressão. A camada de filme de óleo entre o corpo da válvula e a superfície de vedação do cone do plugue confirmará a vedação estanque e suavizará a operação de abertura/fechamento.

b. Para reduzir ainda mais o torque de abertura e fechamento da válvula de plugue, geralmente é usado o método de redução do diâmetro do plugue, de modo que a válvula de plugue geralmente usa uma porta de fluxo retangular. Esse método aumenta a resistência do fluido da válvula de plugue e, ao mesmo tempo, reduz o torque de abertura e fechamento da válvula de plugue.

c. A superfície de vedação do cone do plugue é soldada com material de liga Stellite ou endurecimento de superfície para aumentar a resistência ao desgaste e à corrosão da superfície de vedação e prolongar a vida útil

d. A superfície de vedação do cone do plugue é esmerilhada para obter um acabamento espelhado, e é lapidada com a sede da válvula para formar uma vedação firme e reduzir o torque de operação.

② Válvula de plugue com pressão balanceada

Para reduzir o torque das válvulas de plugue de vedação rígida normais, as válvulas de plugue balanceadas por pressão são frequentemente usadas. Além das características das válvulas de plugue normais lubrificadas com óleo, as válvulas de plugue balanceadas por pressão têm as seguintes características.

Válvula de plugue com pressão balanceada

a. O método de instalação do cone do plugue da válvula de plugue de pressão balanceada é de baixo para cima. Há uma válvula de retenção na parte superior do cone do plugue.

Quando a válvula é fechada, devido à diferença na área da seção transversal do cone do plugue, o óleo de vedação de alta pressão injetado faz com que o plugue receba uma força de elevação para cima, resultando em uma boa vedação.

b. Quando a válvula é aberta, a pressão na câmara inferior do corpo da válvula é equilibrada com a pressão média na tubulação. O óleo de vedação de alta pressão na câmara superior faz com que o plugue seja empurrado para baixo, e uma pequena folga aparece entre o cone do plugue e a superfície de vedação do corpo da válvula. O torque ao girar o plugue é reduzido e protege a superfície de vedação.

c. Em condições de alta temperatura, a expansão térmica do plugue pode ser absorvida por sua subida e descida, para evitar que a vedação emperre.

As válvulas de bujão de vedação rígida lubrificadas a óleo, embora o uso de lubrificação a óleo possa reduzir adequadamente o torque de abertura e fechamento, pode contaminar o meio. Portanto, a seleção do lubrificante de vedação deve se basear nas condições reais de trabalho.

C. Válvula do plugue de elevação

Válvulas de bujão de elevação têm vários projetos. As válvulas de plugue de elevação são divididas em vedações macias e vedações rígidas de acordo com o material da superfície de vedação. O princípio básico é levantar o plugue quando ele é aberto e, em seguida, girar o plugue 90 graus para abrir totalmente a válvula e reduzir o atrito com a superfície de vedação do corpo da válvula; ao fechar a válvula, gire o plugue 90 graus para a posição fechada e, em seguida, abaixe-o para vedar com a superfície da sede do corpo da válvula para vedar.

Válvula do plugue de elevação

① Válvula de plugue de elevação de vedação dupla

A válvula de plugue de elevação de vedação dupla tem uma estrutura de vedação suave. O plugue é um plugue cilíndrico composto de três placas, e as superfícies de vedação de borracha são embutidas nas placas em ambos os lados, e o plugue cilíndrico em cunha fica no meio.

Quando a válvula é aberta, o mecanismo de transmissão eleva o plugue, une os dois lados da placa e, em seguida, destaca o corpo combinado do plugue e a superfície de vedação da válvula. Em seguida, aciona o plugue para girar 90 graus até a posição totalmente aberta da válvula

Quando a válvula é fechada, o mecanismo de transmissão gira o plugue combinado 90° para a posição fechada e, em seguida, empurra o plugue para baixo. Depois que as duas placas laterais entram em contato com a parte inferior do corpo da válvula, ela não se move para baixo novamente. As extremidades de entrada e saída se movem, de modo que a superfície de vedação macia da placa lateral entra em contato com a superfície de vedação do corpo da válvula e é comprimida para obter a vedação

A válvula de bujão de elevação com vedação dupla tem funções de bloqueio e sangria duplas. A válvula é equipada com um dispositivo de balanceamento de pressão para evitar o aumento anormal da pressão do sistema e reduzir a resistência no momento da abertura e do fechamento da válvula. Como as superfícies metálicas entram em contato uma com a outra depois que o anel de vedação é comprimido, a válvula tem uma função à prova de fogo. A manutenção da válvula é muito conveniente. Sem remover o corpo da válvula da tubulação, as duas placas laterais podem ser removidas e substituídas removendo-se a tampa da extremidade na parte inferior do corpo da válvula. Portanto, ela também é amplamente usada em vários setores, como petróleo, gás natural, minas metalúrgicas, engenharia de gás, têxteis industriais leves, terminais de navios, alimentos e tratamento ambiental de água para regular e abrir e fechar fluidos de tubulação.

② Válvula de plugue de elevação com sede metálica

As válvulas de plugue de elevação com sede metálica podem ser vedadas em ambos os lados da superfície de vedação da sede, o uso da válvula não é restrito pela direção do fluxo do meio. Quando a válvula de plugue de elevação com sede metálica é fechada, a superfície de vedação da sede da válvula pode ser pressurizada pelo volante e pela haste. Ao aumentar a pressão de vedação específica, a válvula de plugue pode ter melhor desempenho de vedação. A superfície de vedação da sede da válvula é convexa, o que é conveniente para a limpeza da superfície de vedação, e a superfície de vedação não é fácil de acumular meio cristalino ou partículas sólidas. É frequentemente usada em aplicações de alta temperatura em fábricas de produtos químicos. Há muitos tipos de válvulas de plugue de elevação com vedação metálica, e há dois tipos comuns.

a. Válvula de plugue de elevação com volante e alça, princípio de funcionamento: subindo, faça com que o plugue e a válvula fiquem totalmente abertos. Ao fechar, primeiro gire a alavanca para girar a torneira 90 graus até a posição fechada e, em seguida, gire o volante para abaixar a torneira e alcançar a vedação.

Durante a abertura e o fechamento da válvula, o plugue é separado da sede da válvula, de modo que a abertura e o fechamento da válvula são muito fáceis. E a superfície de vedação é à prova de arranhões durante o processo de abertura ou fechamento. Portanto, a válvula tem vida útil mais longa. No entanto, o torque de acionamento da alavanca é pequeno, de modo que o tamanho nominal da válvula geralmente não é grande. A válvula de plugue do tipo de elevação com alça de volante tem uma estrutura compacta, volume pequeno e baixa resistência a fluidos.

b. Válvula de plugue de elevação de acionamento cruzado mecânico. O princípio de funcionamento da válvula de plugue de elevação de acionamento cruzado mecânico é que, quando a válvula é aberta, o dispositivo de transmissão gira a rosca da haste da válvula para fazer o corpo do plugue subir. Depois que as superfícies de vedação do plugue e do corpo da válvula são separadas, o plugue é acionado para girar 90 graus até que a válvula seja totalmente aberta. Ao fechar, o dispositivo de transmissão faz com que o plugue gire 90 graus para a posição fechada primeiro, e o plugue não gira mais. Depois que a força motriz gira a rosca, o plugue é abaixado e entra em contato com a superfície de vedação do corpo da válvula para obter a vedação.

O mecanismo mecânico de transmissão cruzada pode ser conectado a um atuador pneumático, atuador de motor elétrico, atuador hidráulico, etc. para controle remoto.

A válvula de plugue do tipo elevador com acionamento cruzado mecânico resolve a limitação do torque de entrada insuficiente do dispositivo de acionamento e faz com que a válvula se desenvolva na direção de grande diâmetro e alta pressão.
A passagem do plugue da válvula de plugue de elevação de acionamento cruzado mecânico é igual ao diâmetro da tubulação, e a resistência do fluido é pequena, o que é conveniente para a pigagem. O desenvolvimento de oleodutos e gasodutos de longa distância está ficando cada vez maior.

D. Tríplice e Válvula de plugue de quatro vias

As válvulas de plugue de três e quatro vias são adequadas para tubulações complexas, onde a direção do fluxo do meio é alterada ou o meio é distribuído. De acordo com os requisitos das condições de trabalho, você pode escolher uma bucha de vedação macia ou uma válvula de plugue de elevação com vedação macia e vedação rígida

 

4. Padrão de projeto da válvula de plugue

Não	Tipo	Padrão de projeto
1	Válvula de plugue com vedação macia	BS 5353
2	Válvula de plugue de 3 vias	JIS B2191/ MSS-SP-78/ BS 5158
3	Válvula de plugue lubrificada	API 6D/ API 599
4	Válvula de plugue de equilíbrio de pressão	API 6D

5

Válvula do plugue de elevação

ASME B16.34

 

5. Vantagens da válvula de plugue

1) Para operação frequente, abertura e fechamento rápidos e leves

2) Pequena resistência ao fluxo

3) Design simples, tamanho menor, peso leve e fácil manutenção

4) Vedação estanque

5) Sem limitação da direção do fluxo

6) Sem vibração e com baixo ruído

 

6. Aplicação da válvula de plugue

As válvulas de plugue são amplamente utilizadas em campos de petróleo, campos de gás, mineração, transporte e equipamentos de refino, mas também são amplamente utilizadas na indústria petroquímica, na indústria química, no gás de carvão, no gás natural, no gás liquefeito de petróleo, na indústria de HVAC e na indústria em geral.

 

 

7. Diretriz de instalação da válvula de plugue

Ao instalar a válvula de obturador, para evitar danos à válvula de obturador e garantir o desempenho total da válvula de obturador, os quatro pontos a seguir devem ser observados:

1） Certifique-se de que a válvula esteja aberta. Primeiro aqueça a tubulação e transfira o máximo de calor possível da tubulação para a válvula. Evite prolongar o tempo de aquecimento da própria válvula de plugue.

2） Use gaze ou escova de aço para remover o tubo e as peças de corte para dar brilho à superfície do metal. O uso de palha de aço não é recomendado.

3） Primeiro, corte o tubo na direção vertical, apare e remova as rebarbas e meça o diâmetro do tubo

4） Aplique o fluxo na parte externa do tubo e na parte interna da proteção de soldagem. O fluxo deve cobrir completamente a superfície de soldagem. Use o fluxo com moderação.

 

8. Guia de seleção da válvula de plugue

De acordo com as características e funções estruturais, a válvula de plugue pode ser selecionada de acordo com os seguintes princípios

1） Se a aplicação for a distribuição do meio e a alteração da direção do fluxo do meio, a temperatura de trabalho não for superior a 300°C, a pressão nominal PN≤1,6MPa, o diâmetro nominal não for superior a 300 mm, recomenda-se escolher a válvula de plugue multicanal.

(2) Para os equipamentos e tubulações de empresas alimentícias, como fábricas de leite, suco, cerveja e produtos farmacêuticos, recomenda-se o uso de válvulas de plugue cônico de aço inoxidável austenítico.

3） Em mineração de campos de petróleo, mineração de campos de gás natural, oleodutos de transporte de petróleo e gás, equipamentos de refino e limpeza, o nível de pressão nominal não é superior à Classe 300 e o diâmetro nominal não é superior a 300 mm. Recomenda-se o uso de válvulas de plugue cônico vedadas a óleo.

4） Em mineração de campos de petróleo, mineração de gás natural, tubulações de ramais de transporte de dutos, equipamentos de refino e limpeza, o nível de pressão nominal não é superior à Classe 1500, o diâmetro nominal não é superior a 900 mm e a temperatura de operação não é superior a 340 ℃. Recomenda-se o uso de válvulas de plugue cônico vedadas a óleo.

5）Na indústria química de grande porte, as tubulações e os equipamentos que contêm meios corrosivos exigem velocidades rápidas de abertura ou fechamento. Para meios à base de ácido nítrico, pode ser usada uma válvula de plugue cônico com vedação de luva de Teflon; para ácido acético, pode ser selecionada a válvula de plugue cônico com vedação de luva de PTFE incrustada em aço inoxidável Crl8Nil 2M02Ti.

6）No equipamento de neutralização de tubulação de gás, gás natural, sistema HVAC, o diâmetro nominal não é superior a 200 nm, e deve ser usada a válvula de plugue cônico com gaxeta.

 

O fim:

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