Como selecionar o material apropriado para uma válvula esfera DBB de acordo com as condições de trabalho

Princípios básicos e estrutura das válvulas esfera DBB
A função principal de uma válvula esfera DBB (Double Block and Bleed) é controlar o liga-desliga do fluido por meio da rotação da esfera da válvula. Seu desenho estrutural inclui uma esfera fixada no interior do corpo da válvula, com furo passante na esfera. Quando o furo passante se alinha com a tubulação, o fluido pode fluir livremente; quando é perpendicular à tubulação, o fluido é interrompido. Outra característica importante das válvulas esfera DBB é sua função de bloqueio duplo: no estado fechado, o fluido em ambos os lados da esfera pode ser isolado de forma confiável e a pressão na cavidade da válvula pode ser liberada com segurança através de uma porta de sangria.

A estrutura de uma válvula esfera DBB normalmente inclui o corpo da válvula, a esfera da válvula, a sede da válvula, a haste da válvula e o atuador. O corpo da válvula serve como revestimento externo, alojando a esfera e a sede da válvula; a esfera da válvula é o componente crítico para controlar o fluxo de fluido; a sede da válvula veda a folga entre a esfera e o corpo da válvula; e a haste da válvula conecta o atuador à esfera, permitindo a operação rotacional da esfera.

I. Fatores-chave para seleção de materiais com base nas condições de trabalho

(I) Características do Fluido

Fluidos Corrosivos

• Descrição da condição de trabalho: Se a válvula esfera DBB for usada para lidar com fluidos ácidos, alcalinos ou outros fluidos corrosivos (por exemplo, ácido sulfúrico, hidróxido de sódio), a seleção do material deve priorizar a resistência à corrosão.

• Materiais recomendados: O aço inoxidável (por exemplo, 316L) é uma escolha comum devido ao seu alto teor de cromo e níquel, que forma uma película densa de óxido para resistir eficazmente à corrosão. Para ambientes corrosivos mais severos, ligas à base de níquel (por exemplo, Hastelloy) ou ligas de titânio são preferíveis. Esses materiais oferecem resistência superior à corrosão, mas têm um custo mais elevado.

Fluidos Abrasivos

• Descrição das condições de trabalho: Fluidos contendo partículas sólidas (por exemplo, areia, escória) causam desgaste na esfera e na sede da válvula.

• Materiais recomendados: São preferidos materiais duros, como carbonetos cimentados (por exemplo, ligas de tungstênio-cobalto) ou revestimentos cerâmicos. Esses materiais possuem alta dureza e resistência ao desgaste, resistindo efetivamente à abrasão de partículas.

Fluidos Não Corrosivos

• Descrição das condições de trabalho: Para fluidos não corrosivos como água ou gás natural, as opções de materiais são mais diversas.

• Materiais recomendados: O aço inoxidável permanece confiável devido à sua resistência à corrosão e resistência suficiente. Em aplicações sensíveis ao custo, o aço carbono ou o ferro fundido podem ser considerados, mas é necessário tratamento anticorrosivo.

(II) Faixa de temperatura

Condições de alta temperatura

• Descrição das condições de trabalho: Em ambientes de alta temperatura (por exemplo, craqueamento de óleo, reações químicas), os materiais da válvula devem suportar altas temperaturas sem deformação ou degradação de desempenho.

• Materiais recomendados: Ligas para altas temperaturas (por exemplo, Inconel) e aço inoxidável (por exemplo, 310S) são ideais, pois oferecem excelente resistência à oxidação e resistência mecânica em altas temperaturas.

Condições de baixa temperatura

• Descrição das condições de trabalho: Em ambientes de baixa temperatura (por exemplo, armazenamento e transporte de GNL), os materiais da válvula devem manter boa tenacidade e resistência.

• Materiais recomendados: Aço carbono de baixa temperatura e ligas de alumínio são escolhas comuns, pois não se tornam quebradiços em baixas temperaturas e podem suportar pressão em ambientes frios.

(III) Classificação de Pressão

Condições de alta pressão

• Descrição da condição de trabalho: Em ambientes de alta pressão (por exemplo, extração de petróleo e gás em águas profundas, reações químicas de alta pressão), os materiais da válvula devem resistir à alta pressão sem vazamento ou deformação.

• Materiais recomendados: Aço carbono e aço inoxidável são os preferidos. O aço carbono oferece alta resistência e tenacidade para suportar pressão, enquanto o aço inoxidável mantém um bom desempenho de vedação sob alta pressão.

Condições de baixa pressão

• Descrição das condições de trabalho: Em ambientes de baixa pressão (por exemplo, sistemas urbanos de abastecimento de água, sistemas de vapor de baixa pressão), a seleção de materiais é mais flexível.

• Materiais recomendados: Opções econômicas como ferro fundido ou plástico (por exemplo, PVC) são adequadas, pois atendem aos requisitos de desempenho em ambientes de baixa pressão com boa economia.

(IV) Condições Ambientais

Ambientes úmidos

• Descrição das condições de trabalho: Em ambientes úmidos (por exemplo, plataformas offshore, fábricas de produtos químicos costeiros), os materiais das válvulas devem ter boa resistência à corrosão.

• Materiais recomendados: Aço inoxidável e ligas à base de níquel são ideais, pois resistem eficazmente à corrosão em condições úmidas.

Ambientes expostos a UV

• Descrição das condições de trabalho: Em ambientes externos, as válvulas podem estar sujeitas à radiação UV de longo prazo, causando envelhecimento do material.

• Materiais recomendados: Aço inoxidável e ligas de alumínio são preferidos pela sua boa resistência aos raios UV. Para plásticos, devem ser selecionados materiais resistentes a UV.

II. Recomendações específicas de materiais

(E) Aço Inoxidável

O aço inoxidável é um dos materiais mais comumente usados ​​para válvulas esfera DBB, oferecendo boa resistência à corrosão, resistência e tenacidade. As classes comuns incluem 304, 316 e 316L. Dentre eles, o aço inoxidável 316L, com baixo teor de carbono, proporciona melhor resistência à corrosão intergranular, tornando-o adequado para indústrias químicas, de processamento de alimentos e outras indústrias.

( II) Aço Carbono

O aço carbono possui alta resistência e boa tenacidade, permitindo-lhe suportar altas pressões e temperaturas. É uma escolha econômica para aplicações sensíveis ao custo. Entretanto, em ambientes corrosivos, o aço carbono requer tratamento anticorrosivo (por exemplo, pintura ou galvanização por imersão a quente).

(III) Ligas à Base de Níquel

Ligas à base de níquel (por exemplo, Hastelloy, Inconel) oferecem excelente resistência à corrosão e desempenho em altas temperaturas, tornando-as adequadas para ambientes corrosivos extremos e condições de alta temperatura e alta pressão. Embora dispendiosos, são indispensáveis ​​em certas aplicações especializadas.

(IV) Ligas de Titânio

As ligas de titânio apresentam alta resistência, baixa densidade e excelente resistência à corrosão, tornando-as ideais para aplicações sensíveis ao peso, como engenharia aeroespacial e naval. Sua combinação de resistência à corrosão e resistência as torna a melhor escolha para de alto desempenho válvulas esfera DBB .