Como escolher os acessórios certos para válvulas esfera flutuantes

As válvulas de esfera flutuante são projetadas para permitir ou restringir o fluxo de fluidos girando um elemento esférico com um orifício no centro. A esfera “flutua” dentro do corpo da válvula, permitindo que ela se alinhe com a direção do fluxo quando a válvula está aberta. Este projeto oferece diversas vantagens, incluindo capacidade de fechamento hermético e desgaste mínimo dos componentes da válvula.

I. Dimensões de seleção de núcleo para válvulas de esfera flutuantes

A seleção é crucial para garantir a estabilidade do sistema. Concentre-se nos quatro aspectos a seguir para evitar compras cegas:

1. Correspondência de tamanho e vazão

O tamanho da válvula deve ser totalmente compatível com o diâmetro do tubo; caso contrário, surgirão problemas. Usar uma válvula DN80 para um tubo DN100 estreita o canal de fluxo, aumenta a resistência, acelera o desgaste e aumenta o consumo de energia. Por outro lado, usar uma válvula DN100 para um tubo DN80 desperdiça custos e pode aumentar os riscos de vazamento devido a lacunas na conexão.
As válvulas de esfera flutuante disponíveis comercialmente podem ter até 24 polegadas, mas modelos de 12 polegadas ou menores são mais comumente usados ​​na indústria. Válvulas de grande porte possuem núcleos esféricos pesados, que exercem alta pressão na superfície de vedação durante a 'flutuação' de longo prazo e têm uma vida útil curta. Para tubos maiores que 12 polegadas, as válvulas de esfera montadas em munhão são mais adequadas. Ao selecionar, alinhe-se com as taxas de vazão reais e as especificações dos tubos – não há necessidade de buscar tamanhos grandes desnecessariamente.

2. Compatibilidade de materiais e condições de trabalho

A seleção incorreta do material leva facilmente à falha precoce da válvula. Escolha materiais com base nas características do fluido:

• Aço inoxidável (304, 316): Oferece forte resistência à corrosão e tolerância a altas temperaturas (alguns tipos suportam temperaturas acima de 400°C), adequado para cenários corrosivos ou de alta temperatura, como engenharia química e farmacêutica.

• Aço Carbono (A105): Apresenta alta resistência e baixo custo, mas fraca resistência à corrosão, ideal para sistemas que transportam fluidos neutros (por exemplo, petróleo bruto, gás natural) com temperaturas não superiores a 350°C.

• Latão: Oferece boa relação custo-benefício e processabilidade, mas tem resistência à pressão (≤1,6MPa) e tolerância à temperatura (≤200°C) limitadas, usado principalmente em tubulações de água encanada civil ou ambientes industriais de baixa pressão.
  Além disso, considere concentração média e pressão de trabalho. Por exemplo, o aço inoxidável 316 funciona com ácido clorídrico de baixa concentração, enquanto o ácido clorídrico de alta concentração requer ligas especiais.

3. Adaptação à Pressão e Temperatura

As válvulas devem lidar com condições extremas do sistema, não apenas com parâmetros normais:

• Pressão: A pressão nominal deve ser ≥ a pressão máxima de trabalho do sistema. Por exemplo, um sistema com pressão máxima de 200 psi requer uma válvula ANSI Classe 150 (pressão nominal máxima de 285 psi), enquanto um sistema com pressão de até 1.200 psi precisa de uma válvula Classe 600 (pressão nominal máxima de 1.480 psi) para manter uma margem de segurança suficiente.

• Temperatura: Diferentes materiais têm diferentes limites máximos de temperatura. O latão perde resistência acima de 200°C e o aço carbono tende a se deformar acima de 350°C. Por exemplo, tubulações de vapor (300°C) requerem aço inoxidável ou ligas resistentes a altas temperaturas.

4. Seleção do Método de Atuação

Os métodos de atuação são divididos em manuais e automáticos; escolha com base nas condições de trabalho:

• Manual (Volante, Manopla): Estrutura simples e de baixo custo, adequada para cenários com baixa frequência de chaveamento (ex. válvula de drenagem de tanque de armazenamento de água operada 1 a 2 vezes ao dia) e sem necessidade de controle remoto.

• Automático:

• Elétrica: Alta precisão de controle (suporta ajuste de abertura) e operação remota, adequada para cenários com alimentação estável e requisitos de alta precisão (ex.: válvulas dosadoras em tratamento de água municipal).

• Pneumático: Acionado por ar comprimido, possui resposta rápida (≤1 segundo) e sem faíscas elétricas, ideal para ambientes inflamáveis ​​e explosivos (por exemplo, válvulas de tanques de armazenamento de campos de petróleo), mas requer compressores de ar de apoio.

• Hidráulica: Oferece alto torque de saída, adequado para cenários de serviço pesado de alta pressão de grande porte (12 polegadas e acima) (por exemplo, oleodutos), mas precisa de uma estação hidráulica e tem altos custos de manutenção.

II. Acessórios essenciais para válvulas esfera flutuantes

A combinação de acessórios apropriados aumenta a funcionalidade e a confiabilidade. Abaixo estão os tipos comuns usados ​​na indústria:

1. Posicionadores de válvula

Permite controle de fluxo preciso, especialmente para cenários de ajuste fino (por exemplo, controle de fluxo em reações químicas). Eles recebem sinais do sistema de controle (por exemplo, 4-20mA) e ajustam a força de saída do atuador em tempo real para manter a abertura estável da válvula. Por exemplo, quando é necessário fluxo de 50%, se a abertura for muito grande, o posicionador reduz a força motriz; se for muito pequeno, aumenta a força, evitando desvios de abertura causados ​​por erros ou flutuações de pressão.

2. Atuadores

Além dos volantes manuais, os atuadores automáticos são fundamentais para a automação:

• Atuadores Elétricos: Controláveis ​​remotamente com precisão de ajuste de abertura de ±1%, adequados para cenários com potência estável e demandas de alta precisão.

• Atuadores Pneumáticos: Resposta rápida e sem faíscas elétricas, adequados para ambientes inflamáveis ​​e explosivos, mas requerem tubulações de ar.

• Atuadores Hidráulicos: Saída de alto torque para válvulas de grande porte, adequadas para condições de serviço pesado de alta pressão, mas precisam de um sistema de circuito de óleo.

3. Interruptores de limite

Posição da válvula de feedback (totalmente aberta, totalmente fechada, posição intermediária). Instalados no atuador, eles acionam sinais (por exemplo, sinais de contato seco) quando a válvula atinge posições extremas. Por exemplo, em linhas de produção automatizadas, se o feedback do interruptor mostrar que a válvula não está totalmente fechada, o sistema interrompe os processos subsequentes para evitar vazamentos. Durante as inspeções, os operadores podem verificar rapidamente o status da válvula por meio de luzes indicadoras, sem observação de perto.

4. Dispositivos de feedback de posição

Ao contrário dos interruptores de limite que indicam apenas 'totalmente aberto/totalmente fechado', estes dispositivos fornecem feedback em tempo real sobre a abertura contínua (por exemplo, 10%, 50%):

• Potenciômetros: Refletem a abertura através de alterações de resistência, baixo custo com precisão de ±5%, adequados para cenários de baixa demanda.

• Codificadores: calculam a abertura usando sinais de pulso, com precisão de ±0,1%, ideal para cenários de alta demanda (por exemplo, válvulas de administração de medicamentos em produtos farmacêuticos, onde o desvio de fluxo é ≤1%).
  Eles permitem o monitoramento da abertura em tempo real na sala de controle, permitindo a solução oportuna de anormalidades (por exemplo, quedas repentinas de abertura).

5. Terminar conexões

Conecte as válvulas aos tubos; selecione com base nas necessidades:

• Conexões roscadas: Fácil de instalar e desmontar, adequado para tubos DN50 e menores, cenários de baixa pressão (por exemplo, água da torneira), mas as superfícies de vedação podem vazar devido à instalação inadequada.

• Conexões flangeadas: fixadas por parafusos, bom desempenho de vedação, adequadas para tubos DN80 e maiores, cenários de alta pressão (por exemplo, tubulações químicas), mas o alinhamento dos furos do flange é demorado.

• Conexões soldadas: Melhor efeito de vedação, adequado para cenários críticos de alta pressão, alta temperatura ou corrosivos (por exemplo, tubulações de água de resfriamento de usinas de energia nuclear), mas não destacáveis ​​após a soldagem – o corte da tubulação é necessário para manutenção.