As válvulas podem ser encontradas em praticamente qualquer lugar hoje: em nossas casas, debaixo da rua, em prédios comerciais e em milhares de lugares em usinas de energia e água, fábricas de papel, refinarias, fábricas de produtos químicos e outras instalações industriais e de infraestrutura.
A indústria de válvulas é realmente ampla, com segmentos que variam de distribuição de água a energia nuclear, petróleo e gás upstream e downstream.Cada uma dessas indústrias de usuário final usa alguns tipos básicos de válvulas;no entanto, os detalhes de construção e materiais são muitas vezes muito diferentes.Aqui está uma amostra:
OBRAS DE ÁGUA
No mundo da distribuição de água, as pressões são quase sempre relativamente baixas e as temperaturas ambientes.Esses dois fatos de aplicação permitem uma série de elementos de projeto de válvula que não seriam encontrados em equipamentos mais desafiadores, como válvulas de vapor de alta temperatura.A temperatura ambiente do serviço de água permite o uso de elastômeros e vedações de borracha não adequadas em outros lugares.Esses materiais macios permitem que as válvulas de água sejam equipadas para vedar hermeticamente as gotas.
Outra consideração nas válvulas de serviço de água é a escolha dos materiais de construção.Ferros fundidos e dúcteis são usados extensivamente em sistemas de água, especialmente em linhas de grande diâmetro externo.Linhas muito pequenas podem ser manuseadas muito bem com materiais de válvula de bronze.
As pressões que a maioria das válvulas hidráulicas veem são geralmente bem abaixo de 200 psi.Isso significa que projetos de alta pressão com paredes mais espessas não são necessários.Dito isto, há casos em que as válvulas de água são construídas para lidar com pressões mais altas, até cerca de 300 psi.Essas aplicações são geralmente em aquedutos longos próximos à fonte de pressão.Às vezes, válvulas de água de alta pressão também são encontradas nos pontos de pressão mais alta em uma barragem alta.
A American Water Works Association (AWWA) emitiu especificações que abrangem muitos tipos diferentes de válvulas e atuadores usados em aplicações de abastecimento de água.
RESÍDUOS
O outro lado da água potável fresca que entra em uma instalação ou estrutura é a saída de águas residuais ou de esgoto.Essas linhas coletam todos os resíduos líquidos e sólidos e os direcionam para uma estação de tratamento de esgoto.Essas estações de tratamento apresentam muitas tubulações e válvulas de baixa pressão para realizar seu “trabalho sujo”.Os requisitos para válvulas de águas residuais em muitos casos são muito mais brandos do que os requisitos para serviços de água limpa.As válvulas de portão e retenção de ferro são as escolhas mais populares para este tipo de serviço.As válvulas padrão neste serviço são construídas de acordo com as especificações da AWWA.
INDÚSTRIA DE ENERGIA
A maior parte da energia elétrica gerada nos Estados Unidos é gerada em usinas a vapor usando combustível fóssil e turbinas de alta velocidade.Retirar a tampa de uma usina de energia moderna produziria uma visão dos sistemas de tubulação de alta pressão e alta temperatura.Essas linhas principais são as mais críticas no processo de geração de energia a vapor.
As válvulas gaveta continuam a ser a principal escolha para aplicações liga/desliga de usinas de energia, embora também sejam encontradas válvulas globo com padrão em Y para fins especiais.Válvulas de esfera de alto desempenho e serviço crítico estão ganhando popularidade com alguns projetistas de usinas de energia e estão fazendo incursões neste mundo antes dominado por válvulas lineares.
A metalurgia é fundamental para válvulas em aplicações de energia, especialmente aquelas que operam nas faixas de operação supercríticas ou ultrasupercríticas de pressão e temperatura.F91, F92, C12A, juntamente com vários Inconel e ligas de aço inoxidável são comumente usados nas usinas de energia atuais.As classes de pressão incluem 1.500, 2.500 e, em alguns casos, 4.500. A natureza moduladora das usinas de pico (aquelas que operam apenas quando necessário) também coloca uma enorme pressão sobre válvulas e tubulações, exigindo projetos robustos para lidar com a combinação extrema de ciclagem, temperatura e pressão.
Além das válvulas de vapor principais, as usinas de energia são carregadas com dutos auxiliares, preenchidos por uma infinidade de válvulas de gaveta, globo, retenção, borboleta e esfera.
As usinas nucleares operam com o mesmo princípio de turbina a vapor/alta velocidade.A principal diferença é que em uma usina nuclear, o vapor é criado pelo calor do processo de fissão.As válvulas de usinas nucleares são semelhantes aos seus primos movidos a combustível fóssil, exceto por seu pedigree e pelo requisito adicional de confiabilidade absoluta.As válvulas nucleares são fabricadas com padrões extremamente altos, com a documentação de qualificação e inspeção preenchendo centenas de páginas.
PRODUÇÃO DE PETRÓLEO E GÁS
Poços de petróleo e gás e instalações de produção são grandes usuários de válvulas, incluindo muitas válvulas de serviço pesado.Embora não seja mais provável a ocorrência de jatos de petróleo a centenas de metros no ar, a imagem ilustra a pressão potencial do petróleo e do gás subterrâneos.É por isso que as cabeças dos poços ou árvores de Natal são colocadas no topo de uma longa linha de tubos de um poço.Esses conjuntos, com sua combinação de válvulas e conexões especiais, são projetados para lidar com pressões acima de 10.000 psi.Embora raramente encontrados em poços cavados em terra nos dias de hoje, as pressões extremamente altas são frequentemente encontradas em poços profundos em alto mar.
O projeto do equipamento de cabeça de poço é coberto pelas especificações da API, como 6A, Especificação para Equipamento de Cabeça de Poço e Árvore de Natal.As válvulas cobertas em 6A são projetadas para pressões extremamente altas, mas temperaturas modestas.A maioria das árvores de Natal contém válvulas de gaveta e válvulas globo especiais chamadas estranguladores.As bobinas são usadas para regular o fluxo do poço.
Além das próprias cabeças de poços, muitas instalações auxiliares povoam um campo de petróleo ou gás.O equipamento de processo para pré-tratar o óleo ou gás requer várias válvulas.Essas válvulas são geralmente de aço carbono classificadas para classes mais baixas.
Ocasionalmente, um fluido altamente corrosivo – sulfeto de hidrogênio – está presente no fluxo de petróleo bruto.Este material, também chamado de gás ácido, pode ser letal.Para vencer os desafios do gás ácido, materiais especiais ou técnicas de processamento de materiais de acordo com a especificação NACE International MR0175 devem ser seguidas.
INDÚSTRIA OFFSHORE
Os sistemas de tubulação para plataformas de petróleo offshore e instalações de produção contêm uma infinidade de válvulas construídas para muitas especificações diferentes para lidar com a ampla variedade de desafios de controle de fluxo.Essas instalações também contêm vários circuitos de sistema de controle e dispositivos de alívio de pressão.
Para instalações de produção de petróleo, o coração arterial é o sistema real de tubulação de recuperação de petróleo ou gás.Embora nem sempre na própria plataforma, muitos sistemas de produção usam árvores de Natal e sistemas de tubulação que operam em profundidades inóspitas de 10.000 pés ou mais.Este equipamento de produção é construído de acordo com muitos padrões exigentes do American Petroleum Institute (API) e referenciado em várias práticas recomendadas da API (RPs).
Na maioria das grandes plataformas de petróleo, processos adicionais são aplicados ao fluido bruto proveniente da cabeça do poço.Isso inclui separar a água dos hidrocarbonetos e separar os líquidos de gás e gás natural do fluxo de fluido.Esses sistemas de tubulação de árvores pós-Natal são geralmente construídos de acordo com os códigos de tubulação B31.3 da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos com as válvulas projetadas de acordo com as especificações de válvulas API, como API 594, API 600, API 602, API 608 e API 609.
Alguns desses sistemas também podem conter válvulas de gaveta, esfera e de retenção API 6D.Como quaisquer tubulações na plataforma ou navio de perfuração são internas à instalação, os requisitos rigorosos para usar válvulas API 6D para tubulações não se aplicam.Embora vários tipos de válvulas sejam usados nesses sistemas de tubulação, o tipo de válvula escolhido é a válvula de esfera.
TUBULAÇÕES
Embora a maioria dos pipelines esteja oculta, sua presença geralmente é evidente.Pequenos sinais indicando “duto de petróleo” são um indicador óbvio da presença de tubulação de transporte subterrâneo.Essas tubulações são equipadas com muitas válvulas importantes ao longo de todo o seu comprimento.Válvulas de fechamento de tubulação de emergência são encontradas em intervalos especificados por normas, códigos e leis.Essas válvulas servem ao serviço vital de isolar uma seção de uma tubulação em caso de vazamento ou quando for necessária manutenção.
Também espalhadas ao longo de uma rota de oleoduto estão as instalações onde a linha emerge do solo e o acesso à linha está disponível.Essas estações abrigam os equipamentos de lançamento “porcos”, que consistem em dispositivos inseridos nas tubulações para inspecionar ou limpar a linha.Essas estações de lançamento de pig geralmente contêm várias válvulas, do tipo gaveta ou esfera.Todas as válvulas em um sistema de tubulação devem ser de passagem total (abertura total) para permitir a passagem de pigs.
As tubulações também precisam de energia para combater o atrito da tubulação e manter a pressão e o fluxo da linha.São usadas estações compressoras ou de bombeamento que parecem pequenas versões de uma planta de processo sem as altas torres de craqueamento.Essas estações abrigam dezenas de válvulas de comporta, esfera e de retenção.
As próprias tubulações são projetadas de acordo com vários padrões e códigos, enquanto as válvulas de tubulação seguem as válvulas de tubulação API 6D.
Existem também tubulações menores que alimentam casas e estruturas comerciais.Essas linhas fornecem água e gás e são protegidas por válvulas de corte.
Grandes municípios, particularmente na parte norte dos Estados Unidos, fornecem vapor para as necessidades de aquecimento de clientes comerciais.Estas linhas de fornecimento de vapor estão equipadas com uma variedade de válvulas para controlar e regular o fornecimento de vapor.Embora o fluido seja vapor, as pressões e temperaturas são mais baixas do que as encontradas na geração de vapor da usina.Uma variedade de tipos de válvulas é usada neste serviço, embora a venerável válvula macho ainda seja uma escolha popular.
REFINARIA E PETROQUÍMICA
As válvulas de refinaria são responsáveis por mais uso de válvulas industriais do que qualquer outro segmento de válvulas.As refinarias abrigam fluidos corrosivos e, em alguns casos, altas temperaturas.
Esses fatores determinam como as válvulas são construídas de acordo com as especificações de projeto de válvulas API, como API 600 (válvulas de gaveta), API 608 (válvulas de esfera) e API 594 (válvulas de retenção).Devido ao serviço severo encontrado por muitas dessas válvulas, muitas vezes é necessária uma tolerância extra de corrosão.Essa permissão é manifestada por meio de espessuras de parede maiores especificadas nos documentos de design da API.
Praticamente todos os principais tipos de válvulas podem ser encontrados em abundância em uma grande refinaria típica.A onipresente válvula de gaveta ainda é a rainha da colina com a maior população, mas as válvulas de um quarto de volta estão tomando uma parcela cada vez maior de sua participação no mercado.Os produtos de um quarto de volta que fazem incursões bem-sucedidas neste setor (que também já foi dominado por produtos lineares) incluem válvulas borboleta de deslocamento triplo de alto desempenho e válvulas de esfera com sede metálica.
Válvulas de gaveta, globo e de retenção padrão ainda são encontradas em massa e, devido ao vigor de seu design e economia de fabricação, não desaparecerão tão cedo.
As classificações de pressão para válvulas de refinaria variam de Classe 150 a Classe 1500, sendo a Classe 300 a mais popular.
Aços-carbono simples, como o grau WCB (fundido) e A-105 (forjado) são os materiais mais populares especificados e usados em válvulas para serviço de refinaria.Muitas aplicações de processos de refino ultrapassam os limites superiores de temperatura dos aços carbono simples, e ligas de alta temperatura são especificadas para essas aplicações.Os mais populares são os aços cromo/molibdênio, como 1-1/4% Cr, 2-1/4% Cr, 5% Cr e 9% Cr.Aços inoxidáveis e ligas com alto teor de níquel também são usados em alguns processos de refino particularmente severos.
Horário da postagem: 10 de julho de 2020