Prefácio:A válvula de esfera surgiu na década de 1950. Com o rápido desenvolvimento da ciência e da tecnologia, e o aprimoramento contínuo da tecnologia de produção e da estrutura do produto, ela se tornou rapidamente um dos principais tipos de válvulas em apenas 50 anos. Nos países desenvolvidos do Ocidente, o uso de válvulas de esfera vem aumentando ano a ano.
A válvula de esfera é usada principalmente para interromper, distribuir e alterar a direção do fluxo do fluido na tubulação. Basta girá-la 90 graus e aplicar um pequeno torque para fechá-la hermeticamente. A válvula de esfera é ideal para uso como interruptor e válvula de bloqueio.
Como a válvula de esfera geralmente utiliza borracha, náilon e politetrafluoroetileno como material da vedação da sede, sua temperatura de operação é limitada pelo material dessa vedação. A função de bloqueio da válvula de esfera é realizada pela pressão da esfera metálica contra a sede plástica 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 sofre deformação elastoplástica em áreas localizadas. Essa deformação pode compensar a precisão de fabricação e a rugosidade da superfície da esfera, garantindo o desempenho de vedação da válvula de esfera.
E como o anel de vedação da sede da válvula de esfera geralmente é feito de plástico, ao escolher a estrutura e o desempenho da válvula de esfera, a resistência ao fogo e a proteção contra incêndio devem ser consideradas, especialmente nos setores de petróleo, químico, metalúrgico e outros, em meios inflamáveis e explosivos. Se as válvulas de esfera forem usadas em equipamentos e sistemas de tubulação, deve-se dar ainda mais atenção à resistência ao fogo e à proteção contra incêndio.
Características da válvula de esfera
1. Possui a menor resistência ao fluxo (praticamente zero). 2. Não trava quando opera sem lubrificante, podendo ser aplicada com segurança em meios corrosivos e líquidos com baixo ponto de ebulição. 3. Garante 100% de vedação em uma ampla faixa de pressão e temperatura. 4. Permite abertura e fechamento ultrarrápidos, com tempos de abertura e fechamento de apenas 0,05 a 0,1 s em algumas estruturas, garantindo sua utilização em sistemas automatizados de bancada de testes. A abertura e o fechamento rápidos da válvula não causam impacto durante a operação. 5. O fechamento esférico pode ser posicionado automaticamente. 6. O fluido de trabalho é vedado de forma confiável em ambos os lados. 7. Quando totalmente aberta ou totalmente fechada, as superfícies de vedação da esfera e da sede da válvula ficam isoladas do fluido, evitando a erosão da superfície de vedação mesmo com o fluido passando pela válvula em alta velocidade. 8. Com estrutura compacta e leve, pode ser considerada a estrutura de válvula mais adequada para sistemas com fluidos de baixa temperatura. 9. O corpo da válvula é simétrico, especialmente quando a estrutura do corpo da válvula é soldada, o que permite suportar bem a tensão da tubulação. 10. A peça de fechamento suporta a alta diferença de pressão durante o fechamento. 11. A válvula de esfera com corpo totalmente soldado pode ser enterrada diretamente no solo, evitando a erosão dos componentes internos e atingindo uma vida útil máxima de 30 anos. É a válvula ideal para oleodutos e gasodutos.
Aplicação da válvula de esfera
As diversas características únicas das válvulas de esfera determinam a sua ampla utilização. Geralmente, apresentam ajuste em duas posições, vedação rigorosa, resistência à lama, desgaste e contração dos canais, abertura e fechamento rápidos (abertura e fechamento em 1/4 de volta), corte em alta pressão (as válvulas de esfera são recomendadas para sistemas de tubulação com grande diferença de pressão), baixo ruído, baixa cavitação e gaseificação, pequena quantidade de vazamento para a atmosfera, baixo torque de operação e baixa resistência ao fluido.
A válvula de esfera também é adequada para sistemas de tubulação de estrutura leve, corte de baixa pressão (pequena diferença de pressão) e meios corrosivos. As válvulas de esfera também podem ser usadas em instalações e sistemas de tubulação criogênicos. Em sistemas de tubulação de oxigênio na indústria metalúrgica, são necessárias válvulas de esfera que tenham passado por um rigoroso tratamento de desengraxe. Quando a linha principal em oleodutos e gasodutos precisa ser enterrada, deve-se usar uma válvula de esfera soldada de passagem plena. Quando é necessário um desempenho de ajuste, deve-se selecionar uma válvula de esfera com estrutura especial com abertura em V. Nas indústrias de petróleo, petroquímica, química, energia elétrica e construção urbana, as válvulas de esfera com vedação metal-metal podem ser selecionadas para sistemas de tubulação com temperatura de trabalho acima de 200 graus.
Princípio de funcionamento da válvula de esfera
Para linhas principais de transmissão de petróleo e gás natural, dutos que necessitam de limpeza e são enterrados, escolha uma válvula de esfera com estrutura totalmente soldada e de passagem total; para dutos enterrados, escolha uma válvula de esfera com conexão soldada ou flangeada de passagem total; para ramais, escolha válvulas de esfera com conexão flangeada, soldada, de passagem total ou de diâmetro reduzido. Os dutos e equipamentos de armazenamento de petróleo refinado utilizam válvulas de esfera flangeadas. Em dutos de gás natural e gás de cidade, selecione a válvula de esfera flutuante com conexão flangeada e rosca interna. No sistema de dutos de oxigênio em instalações metalúrgicas, é recomendável o uso de uma válvula de esfera fixa que tenha passado por rigoroso tratamento de desengraxe e seja flangeada. Em sistemas de dutos e equipamentos para fluidos de baixa temperatura, deve-se selecionar a válvula de esfera para baixa temperatura com tampa. No sistema de dutos da unidade de craqueamento catalítico de uma refinaria de petróleo, pode-se selecionar a válvula de esfera com haste de elevação. Em dispositivos e sistemas de tubulação com fluidos corrosivos, como ácidos e álcalis em sistemas químicos, devem ser selecionadas válvulas de esfera totalmente em aço inoxidável austenítico com anel de vedação da sede em PTFE. Válvulas de esfera com vedação metal-metal podem ser utilizadas em sistemas de tubulação ou dispositivos com fluidos de alta temperatura em sistemas metalúrgicos, sistemas de energia, plantas petroquímicas e sistemas de aquecimento urbano. Quando for necessário o ajuste de vazão, pode-se optar por uma válvula de esfera com regulagem pneumática ou elétrica, acionada por engrenagem helicoidal, com abertura em V.
Resumo:O uso de válvulas de esfera é muito amplo, a variedade e a quantidade de aplicações continuam a se expandir, e elas estão se desenvolvendo na direção de alta pressão, alta temperatura, grande diâmetro, alto desempenho de vedação, longa vida útil, excelente capacidade de ajuste e multifuncionalidade em uma única válvula. Sua confiabilidade e outros indicadores de desempenho atingiram um alto nível, e elas substituíram parcialmente as válvulas de gaveta, as válvulas globo e as válvulas reguladoras. Com o progresso técnico das válvulas de esfera, seu uso será ainda mais difundido em um futuro próximo, especialmente em oleodutos e gasodutos, unidades de craqueamento em refinarias de petróleo e na indústria nuclear. Além disso, as válvulas de esfera também se tornarão um dos tipos de válvulas dominantes em aplicações de grande e médio calibre e média e baixa pressão em outros setores industriais.
Data da publicação: 01/04/2022