aperto de 4 bolas
O material de vedação mais importante paraválvulas de esferaO politetraoxietileno (PTFE) é um material sensível a quase todas as substâncias químicas, com baixo coeficiente de atrito, desempenho estável, baixa taxa de envelhecimento, ampla faixa de temperatura de aplicação e excelente desempenho de vedação. No entanto, as propriedades físicas do PTFE, incluindo alto coeficiente de expansão, sensibilidade ao fluxo a frio e baixa condutividade térmica, exigem que o projeto das vedações da sede da válvula leve em consideração essas características. Outros materiais plásticos utilizados na vedação da sede da válvula incluem PTFE com carga, náilon e muitos outros. Contudo, quando o material de vedação endurece, a confiabilidade da vedação fica comprometida, especialmente em casos de baixa diferença de pressão. Além disso, borrachas sintéticas, como a borracha butílica, também podem ser utilizadas como material de vedação da sede da válvula, mas seu fluido de aplicação e faixa de temperatura são limitados. Ademais, se o fluido não for lubrificado, o uso de borracha sintética pode causar o travamento da esfera.
Para atender às exigências de aplicações industriais, como alta temperatura, alta pressão, forte erosão e longa vida útil, as válvulas de esfera com vedação metálica evoluíram significativamente nos últimos dez anos. Em países industrializados, como Estados Unidos, Itália, Alemanha, Espanha e Holanda, a estrutura das válvulas de esfera tem sido continuamente aprimorada, com o surgimento de válvulas de esfera de corpo totalmente soldado para instalação direta no solo, válvulas de esfera para elevação e válvulas de esfera para dutos de longa distância, equipamentos de refino de petróleo, entre outros. O uso dessas válvulas no setor industrial tem se expandido cada vez mais, com o surgimento de válvulas de esfera de grande diâmetro (3050 mm), alta pressão (70 MPa) e ampla faixa de temperatura (-196 °C a 8159 °C), elevando a tecnologia das válvulas de esfera a um novo patamar.
5. Projeto e fabricação de válvulas de esfera
Devido à aplicação de projetos auxiliados por computador (CAD), manufatura auxiliada por computador (CAM) e do Sistema de Manufatura Mulberry (FMS) na indústria de válvulas, o projeto e a fabricação de válvulas de esfera atingiram um novo patamar. Além de inovar completamente o método de cálculo do projeto de válvulas, reduziu-se o trabalho rotineiro, pesado e repetitivo de projeto realizado por profissionais e técnicos, permitindo que estes dediquem mais tempo ao aprimoramento, à melhoria do desempenho dos produtos e ao desenvolvimento de novos produtos, além de encurtar o ciclo de pesquisa e desenvolvimento. Isso resulta em um aumento abrangente da produtividade. No processo de pesquisa e desenvolvimento de uma válvula de esfera com vedação metálica tipo haste de elevação, a aplicação de CAD/CAM possibilitou a criação de uma válvula de esfera com vedação metálica em espiral, fabricada por meio de projeto auxiliado por computador e máquinas-ferramenta CNC. Essa vedação metálica elimina arranhões e desgastes durante os processos de abertura e fechamento, melhorando significativamente o desempenho da vedação e a vida útil da válvula. Quando a válvula de esfera está totalmente aberta, a resistência ao fluxo é muito pequena, quase igual a zero. Por isso, a válvula de esfera de diâmetro igual é amplamente utilizada em oleodutos e gasodutos, pois facilita a limpeza da tubulação. Como a esfera da válvula é limpa durante o processo de abertura e fechamento, a maioria das válvulas de esfera pode ser usada em fluidos com partículas sólidas em suspensão. Dependendo do material do anel de vedação, também pode ser usada em fluidos pulverulentos e granulares.
6. Ocasiões de aplicação da válvula de esfera
Como a válvula de esfera geralmente utiliza borracha, náilon e politetraoxietileno como material do anel de vedação da sede, sua temperatura de operação é limitada pelo material desse anel. O efeito de corte da largura da esfera é obtido pela pressão exercida sobre as esferas metálicas entre as sedes plásticas da válvula, sob a ação do fluido (válvula de esfera flutuante). Sob a ação de uma determinada pressão de contato, o anel de vedação da sede da válvula deforma-se elasticamente e plasticamente em algumas áreas. Essa deformação compensa a precisão de fabricação e a rugosidade superficial da esfera, garantindo o desempenho de vedação da válvula de esfera.
Além disso, como o anel de vedação da sede da válvula de esfera geralmente é feito de plástico, ao selecionar a estrutura e o desempenho da válvula de esfera, é necessário considerar a resistência ao fogo e a capacidade de prevenção de incêndios da válvula, especialmente nos setores de petróleo, químico, metalúrgico e outros, em meios inflamáveis ​​e explosivos. O uso de válvulas de esfera em equipamentos e sistemas de tubulação nos Estados Unidos deve dar mais atenção à resistência ao fogo e à prevenção de incêndios.
De modo geral, em sistemas de tubulação com ajuste de duas posições, recomenda-se o uso de válvulas de esfera com excelente vedação, resistência à lama, abrasão e estreitamento do canal, ação rápida de abertura e fechamento (1/4 de volta), corte de alta pressão (grande diferença de pressão), baixo ruído, baixa cavitação e vaporização. Essas válvulas são indicadas para sistemas com pequena quantidade de vazamento para a atmosfera, baixo torque de operação e baixa resistência do fluido.
As válvulas de esfera também são adequadas para sistemas de tubulação com estrutura leve, corte de baixa pressão (pequena diferença de pressão) e fluidos corrosivos.
As válvulas de esfera também podem ser usadas em dispositivos de baixa temperatura (criogênicos) e em sistemas de tubulação.
No sistema de tubulação de oxigênio da indústria metalúrgica, são necessárias válvulas de esfera que tenham passado por um rigoroso tratamento de desengorduramento.
Quando as tubulações principais de oleodutos e gasodutos precisam ser enterradas, são necessárias válvulas de esfera soldadas de diâmetro total.
Quando for necessário ajustar o desempenho, deve-se selecionar uma válvula de esfera com estrutura especial e abertura em forma de V.
Nas indústrias de petróleo, petroquímica, química, energia elétrica e construção urbana, as válvulas de esfera com vedação metal-metal podem ser utilizadas em sistemas de tubulação com temperaturas de operação acima de 200°C.
7 Princípios de aplicação de válvulas de esfera
Para oleodutos e gasodutos, tubulações que necessitam de limpeza e são enterradas, utilize válvulas de esfera de passagem total ou totalmente soldadas; para tubulações enterradas, escolha válvulas de esfera de passagem total soldadas ou flangeadas; para ramais, escolha conexão flangeada, conexão soldada, válvula de esfera de passagem total ou de diâmetro reduzido.
Para oleodutos de transporte e equipamentos de armazenamento de petróleo refinado, utilize válvulas de esfera flangeadas.
Para gasodutos de gás natural e gás de cidade, utilize válvulas de esfera flutuantes com conexão flangeada e conexão de rosca interna.
No sistema de tubulação de oxigênio em um sistema metalúrgico, deve-se utilizar uma válvula de esfera fixa que tenha passado por um rigoroso tratamento de desengorduramento e com conexão flangeada.
Para sistemas e dispositivos de tubulação de baixa temperatura, devem ser utilizadas válvulas de esfera de baixa temperatura com tampa. No sistema de tubulação da unidade de craqueamento catalítico de uma refinaria de petróleo, pode-se selecionar uma válvula de esfera do tipo elevador.
Em equipamentos e sistemas de tubulação para meios corrosivos, como ácidos e álcalis em sistemas químicos, é recomendável o uso de válvulas de esfera totalmente em aço inoxidável, fabricadas em aço inoxidável austenítico, com politetraoxietileno como sede e anel de vedação.
As válvulas de esfera com vedação metal-metal podem ser utilizadas em sistemas de tubulação ou dispositivos para fluidos de alta temperatura em sistemas metalúrgicos, sistemas de energia, instalações petroquímicas e sistemas de aquecimento urbano.
Quando for necessário ajustar o fluxo, pode-se selecionar uma válvula de esfera com acionamento por engrenagem helicoidal, pneumática ou elétrica, com abertura em forma de V.