ENGENHARIA DE APLICAÇÃO PARA VÁLVULAS DE CONTROLE

Fábio Lazzarine Peruchi, Metso Automation do Brasil Ltda, Aracruz, Brasil

RESUMO

Este trabalho visa apresentar casos de estudos de aplicações, para válvulas automáticas, realizados

com o objetivo de recomendar soluções de problemas originados por falhas de aplicação em

equipamentos, indicando válvulas, atuadores e instrumentos de acordo com a sua função no

processo, fluido, segurança e aspectos preditivos de manutenção.

O objetivo central é tratar os vários fatores para um bom desempenho das válvulas no que se diz

respeito a sólidos em suspensão, gases em altas velocidades, altos diferenciais de pressões,

erosividade, ruído elevado, cavitação, flashing e ataques químicos, além de aspectos de controle

como banda morta, velocidade de resposta, histerese, entre outros. Para que esses problemas

possam ser resolvidos da melhor forma possível, é muito importante o papel da engenharia de

aplicação para minimizá-los, com base nos materiais que serão utilizados para construção do corpo e

internos da válvula, além dos acessórios instalados para obtermos um controle rigoroso no processo.

Além disto, é de grande importância a utilização de ferramentas preditivas que permitem a

monitoração de diversas variáveis diferentes como posição atual da válvula, set point de posição,

fator de carga, pressão diferencial no atuador e etc., sabendo que a ferramenta mencionada na

aplicação para monitoramento, têm como objetivo determinar a performance da válvula e apresentar

diagnósticos referentes ao processo. No desenvolvimento do trabalho serão citados casos específicos

e reais que tiveram os problemas acima mencionados durante seu processo e foram solucionados

com a utilização das ferramentas e acessórios corretos, além dos resultados alcançados com

sucesso.

ABSTRACTThis paper aims to present case studies of applications for automatic valves, made with the aim of

recommending solutions to problems caused by failures in equipment for the application, indicating

valves, actuators and instruments according to their function in the process, fluid, and security aspects

of predictive maintenance.

The central objective is to address the various factors to a performance valve as relates to suspended

solids, gases at high speeds, the high differential pressure, erosivity, high noise, cavitation, flashing

and chemical attacks, and aspects of dead band as control, speed of response, hysteresis, and

others. For these problems can be solved in the best possible way, is very important the role of

engineering application to minimize them, based on the materials to be used for construction of the

valve body and internal, in addition to the accessories fitted to obtain a control rigorous in the process.

Furthermore, it is of great importance the use of predictive tools that allow monitoring of different

variables such as current position of the valve, set point of position, load factor, the differential

pressure actuator and so on., Knowing that the tool mentioned in the application for monitoring, are

designed to determine the performance of the valve and provide for the diagnostic process. In

developing the work will be cited specific cases that have real problems mentioned above during their

process and have been solved with the use of correct tools and accessories, in addition to the results

achieved with success.

Palavras chave: estudo, aplicação, válvula, controle, dimensionamento.Key words: study, application, valve, control, design.

1. INTRODUÇÃO

Por definição, uma válvula é um acessório destinado a bloquear, restabelecer, controlar ou

interromper o fluxo de uma tubulação. As válvulas de hoje podem, além de controlar o fluxo, controlar

o nível, o volume, a pressão, a temperatura e a direção dos líquidos e gases nas tubulações. Essas

válvulas, por meio da automação, podem ligar e desligar, regular, modular ou isolar. Podem ser

fabricadas em linhas de produção, em bronze fundido, muito simples e disponível em qualquer loja de

ferramentas ou até ser o produto de um projeto de precisão, com um sistema de controle altamente

sofisticado, fabricada de uma liga exótica de metal para serviço em um reator nuclear.

As válvulas podem controlar fluidos de todos os tipos, do gás mais fino a produtos químicos altamente

corrosivos, vapores superaquecidos, abrasivos, gases tóxicos e materiais radioativos. Podem

suportar temperaturas criogênicas à de moldagem de metais, e pressões desde altos vácuos até

pressões altíssimas.

Uma válvula de controle consiste basicamente de dois conjuntos principais o corpo e o atuador. O

corpo e a parte da válvula que executa a ação de controle permitindo a passagem do fluido no seu

interior, conforme a necessidade do processo. O conjunto do corpo divide-se basicamente em corpo

propriamente dito e internos. Sendo o conjunto do corpo, a parte da válvula que entra em contato

direto com fluido, deve satisfazer os requisitos de pressão, temperatura e compatibilidade química

com o fluido.

2. TIPOS DE CORPOS

Existe uma grande variedade de válvulas, e, em cada tipo, existem diversos subtipos, cuja escolha

depende não apenas da natureza da operação a realizar, mas também das propriedades físicas e

químicas do fluido considerado, da pressão e da temperatura a que se achará submetido, e da forma

de acionamento pretendida. Podemos agrupar os principais tipos de válvulas em deslocamento linear

e deslocamento rotativo. Define-se por válvula de deslocamento linear, a válvula na qual a peça

móvel vedante descreve um movimento retilíneo, acionada por uma haste deslizante, enquanto que

uma válvula de deslocamento rotativo é aquela na qual a peça móvel vedante descreve um

movimento de rotação acionada por um eixo girante. Para cada tipo de processo ou fluido sempre

temos pelo menos um tipo de válvula que satisfaça os requisitos teóricos de processo, independente

da consideração econômica. Cada um desses tipos de válvulas possuem as suas vantagens,

desvantagens e limitações para este ou aquele processo.

2

3. MATERIAIS PARA A CONSTRUÇÃO DE UMA VÁLVULA DE CONTROLE

A seleção do adequado material para construção de uma válvula é um fator de fundamental

importância. A sua escolha depende das propriedades e características do fluido em processo como

pressão, temperatura, corrosividade e erosividade.

É costume utilizar como guia de orientação, as diversas tabelas publicadas em compêndios técnicos,

quanto a capacidade de resistência à corrosão dos diversos materiais. Toda orientação neste sentido

não deve ser considerada como definitiva, já que é praticamente impossível, catalogar com absoluta

certeza as inúmeras aplicações, face às variações que a pressão, temperatura e concentração,

exercem sobre a característica corrosiva do fluido.

As partes internas que incluem obturador, anel da sede, haste do obturador e partes da caixa de

gaxetas, apresentam uma maior variedade de possibilidades técnicas e econômicas de materiais para

construção. A seleção dos materiais para internos é geralmente definida levando em consideração

parâmetros como corrosividade, erosão e temperatura do fluido.

4. ATUADORES PARA VÁLVULAS DE CONTROLE

O atuador constitui-se no elemento responsável em proporcionar a necessária força motriz ao

funcionamento da válvula de controle. O atuador em si, é um dispositivo que em resposta ao sinal

enviado pelo controlador, produz a força motriz necessária para movimentar o elemento vedante da

válvula de controle. O atuador utilizado em aplicações de controle modulado, baseado no meio de

produção de sua força motriz, classifica-se basicamente em cinco principais tipos:

Atuador pneumático tipo mola e diafragma

O atuador pneumático tipo mola e diafragma é o atuador que utiliza um diafragma flexível, conforme

fig. 1, sobre o qual age uma pressão de carga variável em oposição à força produzida por uma mola.

O diafragma é alojado entre dois tampos, formando duas câmaras, uma das quais totalmente

estanque, por onde entra o sinal da pressão de carga. A força motriz é obtida pelo produto da pressão

de carga, que é o sinal proveniente do controlador ou do posicionador, pela área útil do diafragma.

Fig.1 – Atuador pneumático tipo mola e diafragma

Atuador pneumático tipo pistão

3

O princípio de funcionamento do atuador tipo pistão é idêntico ao tipo mola e diafragma, visto que a

única diferença entre os mesmos é a troca do diafragma por um pistão, conforme mostrado na fig. 2.

Fig.2 – Atuador pneumático tipo pistão

Atuador elétrico

Os atuadores elétricos consistem de um motor com um conjunto de engrenagens, que disponibiliza

uma elevada faixa de torque de saída, para operação tanto de válvulas com deslocamento linear

quanto de deslocamento rotativo.

Atuador eletro-hidráulico

Este tipo de atuador consiste de uma unidade de bombeamento de óleo a altas pressões e de uma

bobina, que ao ser sensibilizada por um sinal de corrente, gera um campo magnético que faz o

deslocamento de uma palheta provocando a obstrução maior ou menor de um bocal, através do qual

escoa óleo a uma alta pressão. O escoamento deste óleo para o pistão origina o deslocamento do

mesmo e produz uma elevada força motriz.

Hidráulico

Utilizam óleo como fluido sob pressão para produzir energia mecânica.

5. POSICIONADORES INTELIGENTES

A grande diferença entre um posicionador eletro-pneumático comum e um posicionador inteligente

está na possibilidade de se ter diferentes curvas para abertura e fechamento de uma válvula de

controle. Aliados a isso temos uma tecnologia digital, calibração via teclado ou programador, e em

alguns modelos a realimentação da posição da válvula é feita por sensores magnéticos ao invés de

link mecânico. Atualmente alguns fabricantes incorporaram ao posicionador inteligente, interfaces

inteligentes para válvulas, que possuem sensores de posição e de pressão incorporados que

permitem funções de diagnóstico de performance da válvula de controle.

6. SELEÇÃO DE UMA VÁLVULA DE CONTROLE

4

Nos tópicos precedentes foram abordados assuntos referentes aos tipos de válvulas de controle,

materiais para construção e atuadores. Agora focalizaremos de forma objetiva os diversos e principais

fatores que orientam a correta seleção de uma válvula de controle.

6.1 Fatores que definem a seleção de uma válvula de controle

O procedimento para a seleção da válvula de controle mais adequado para uma determinada

aplicação, baseia-se num conjunto de dados e informações muito importantes como as condições de

operação e as informações referentes ao processo e fluído. É a partir desses dados que o próprio

usuário ou fabricante da válvula poderá selecionar de forma correta a melhor válvula para uma

determinada aplicação. Tal procedimento de seleção, embora não seja de todo fácil, é bastante

facilitado se realizarmos uma análise por etapas dos diversos e principais fatores que influenciam na

escolha de uma válvula. Tais fatores são:

1) Considerações quanto ao tipo de controle;

2) Considerações quanto ao tipo de válvula;

3) Considerações quanto ao custo da válvula;

4) Considerações quanto a pressão e queda de pressão;

5) Considerações quanto a temperatura;

6) Considerações quanto ao fluido;

7) Considerações quanto ao nível de vazamento;

8) Considerações quanto a característica de vazão;

9) Considerações quanto aos materiais do corpo e internos;

10) Considerações quanto ao dimensionamento;

11) Considerações quanto a cavitação e “flashing”;

12) Considerações quanto a erosão;

13) Considerações quanto ao nível de ruído.

6.1.1 Considerações quanto ao tipo de controle

Existem basicamente dois tipos de sinais: (1) duas posições (controle biestável) e (2) analógico

(controle modulado). Válvulas de controle para funcionarem num sistema de controle biestável,

podem ser comandadas por simples contatos “abre-fecha” provenientes de chaves elétricas, eletro-

pneumáticas ou pneumáticas. É o tipo mais simples de controle automático, possibilitando a utilização

de uma válvula simples e de baixo custo. No caso de controle modulado, entretanto, onde a válvula

vai posicionar-se em função do valor do sinal analógico, a aplicação requer uma maior complexidade

e tecnologia, exigindo adequado desempenho por parte da válvula de controle, que deverá

posicionar-se precisamente e a tempo, em resposta ao sinal do instrumento.

6.1.2 Considerações quanto ao tipo de válvula

De todos os tipos de válvulas de controle apresentados, alguns apresentam características de

aplicabilidade particularizadas, enquanto que outros tipos são utilizados em uso geral. É nesse grupo

de válvulas de utilização mais geral, que residem as principais dúvidas quanto a decisão da escolha,

pois alguns desses modelos são conflitantes e concorrentes entre si. Nesse grupo encontram-se as

válvulas globo, borboleta, esfera, segmentada e de obturador excêntrico rotativo.

5

6.1.3 Considerações quanto ao custo da válvula

O custo unitário direto e indireto (manutenção) deve ser levado em consideração durante o

procedimento da seleção do tipo de válvula. O custo poderá ser um fator decisivo no caso de, por

exemplo, mais de um tipo de válvula ser considerado como adequado para uma determinada

aplicação.

6.1.4 Considerações quanto à pressão e queda de pressão

A maioria das válvulas de controle comercial preenche os requisitos quanto à pressão do ANSI

(“Americam National Standards Institute”), os quais estabelecem diversas classes de pressão em

função da pressão e temperatura do fluído e do respectivo material de construção. Desta forma, em

função da necessária classe de pressão da válvula, podemos realizar uma das primeiras etapas no

procedimento da seleção de uma válvula de controle.

Outro aspecto, no que diz respeito à pressão, é a queda de pressão através da válvula. Dependendo

do tipo de construção, umas apresentam maior capacidade de suportar altas quedas de pressão do

que outras. Um exemplo disso, o temos entre a válvula globo e a válvula borboleta.

A válvula globo, como também a globo gaiola, possuem uma alta capacidade de funcionamento

mesmo sob altas quedas de pressão estática, enquanto que a válvula borboleta é muito mais limitada.

As construções mais recentes e mais elaboradas tecnicamente têm apresentado resultados de maior

capacidade da queda de pressão do que o apresentado pelas válvulas borboleta convencional,

porém, mesmo assim, suportam quedas de pressão inferiores à linha de válvulas globo.

6.1.5 Considerações quanto à temperatura

A temperatura do fluído é outra importante consideração operacional. As precauções quanto à

seleção da válvula em função de sua capacidade de suportar determinada temperatura do fluído são

duplamente extremas: altas temperaturas e baixas temperaturas.

6.1.6 Considerações quanto ao fluído

O tipo de fluído de escoamento deve, sem dúvida alguma, entrar em considerações na escolha do

tipo de válvula. As propriedades corrosivas, erosivas, abrasivas e viscosas do fluído são altamente

significativas na determinação da válvula.

6.1.7 Considerações quanto ao nível de vazamento

Ao lado da temperatura e fluido, outro fator de importância na especificação do tipo de internos é a

capacidade de estanqueidade da válvula. O nível de vazamento apresentado quando a válvula está

totalmente fechada varia de tipo para tipo de válvula. Assim, dependendo da necessidade de

estanqueidade que o processo em questão requer, é que deve basear-se o procedimento da escolha

do tipo de construção de internos ou tipo de válvula.

A classe de vazamento para cada tipo de válvula é obtida conforme normas específicas.

6.1.8 Considerações quanto à característica de vazão

O principal objetivo e função da característica de vazão de uma válvula de controle é variar o ganho

da válvula para compensar as variações do ganho do processo face às flutuações da demanda. O 6

ganho da válvula indica sensibilidade da sua saída (vazão) conforme as variações da sua entrada

(sinal de comando no atuador). Portanto, uma válvula de alto ganho exibe uma grande variação da

sua vazão para uma pequena variação do seu curso, enquanto que o inverso ocorre para uma válvula

de baixo ganho.

6.1.9 Considerações quanto aos materiais do corpo e internos

A adequada seleção dos materiais é, uma importante etapa a ser considerada no procedimento da

seleção de uma válvula de controle. A escolha do material referente ao corpo da válvula procede-se

em função das condições do fluído quanto à pressão e temperatura, além das propriedades inerentes

ao tipo de fluído, como corrosão, abrasão, etc. De uma forma geral, o ferro fundido e os não ferrosos,

são materiais destinados à fabricação de corpos para aplicações leves em serviços auxiliares. Aço

carbono e aços ligados, destinam-se a grande parte das aplicações industriais não corrosivas. Aços

aos cromo-molibdênio e os aços inoxidáveis austeníticos (da série 300), constituem-se em soluções

adequadas para aplicações erosivas, corrosivas e à altas temperaturas. Outras ligas especiais como

Monel, Alloy 20, Hastelloy B e C, etc., destinam-se para certas aplicações altamente corrosivas, nas

quais materiais como os aços inoxidáveis 304 ou 316 não foram tecnicamente aceitáveis.

Determinados tipos de válvulas que permitem a possibilidade de um revestimento das paredes

internas do corpo com materiais sintéticos, vidros, etc., são soluções econômicas utilizadas em

aplicações corrosivas, erosivas e abrasivas. Para a fabricação das partes internas da válvula

convenciona-se a utilização de materiais nobres, resistentes à ação corrosiva e erosiva do fluído. Os

materiais mais amplamente utilizados são os aços inoxidáveis austeníticos 304 e 316, os

martensíticos 410, 416 e 440C, Stellite, 17-4PH, Monel, etc.

6.1.10 Considerações quanto ao dimensionamento

O procedimento do cálculo do diâmetro de uma válvula de controle constitui-se numa etapa

importantíssima e que deve ser executada após termos já selecionado o tipo da válvula e a sua

característica de vazão. O procedimento do dimensionamento consiste em determinar o diâmetro da

válvula que melhor se adapte para controlar o processo em questão. Ela não deverá nem ser

demasiadamente pequena, de tal forma a não permitir a passagem da requerida quantidade de fluxo,

nem demasiadamente grande, a ponto de operar numa posição muito fechada, o que irá, sem dúvida

alguma, provocar desgastes prematuros das partes internas, problemas de estabilidade do controle,

além de ser desnecessariamente onerosa.

6.1.11 Considerações quanto a cavitação e “flashing”

No escoamento de fluídos líquidos através de uma válvula de controle, existem três tipos diferentes

de regime de escoamento: não cavitante, cavitante e “flashing”. Cada um deles deve ser considerado

quando da escolha e especificação de uma determinada válvula, face aos diferentes potenciais de

tolerância a danificar mecanicamente a válvula e de produção de ruído. No caso de líquidos não

cavitantes e com formação de “flashing”, os níveis de ruído produzidos são geralmente baixos e

portanto não se constituem em grandes problemas. Quanto ao aspecto da formação do “flashing”,

este deve ser apenas previsto e proceder ao adequado dimensionamento, limitando-se a queda de

pressão efetiva, o que implica no cálculo de uma válvula um pouco maior, fato esse perfeitamente 7

lógico, pois o líquido, ao passar pelo orifício da válvula e vaporizar-se aumenta o seu volume

específico, necessitando, portanto, uma maior área de passagem para dar escoamento a mesma

quantidade de vazão. O principal problema produzido pelo “flashing” é o da erosão, requerendo

portanto materiais de especial dureza. Realmente é no escoamento cavitante que se encontram os

principais problemas decorrentes do escoamento de líquidos através de válvulas de controle. A

cavitação deve ser combatida e evitada. O resultado do surgimento do fenômeno da cavitação numa

válvula de controle consiste na produção de excessivos níveis de ruído hidrodinâmico e de

prematuros desgastes das partes da válvula, localizadas logo após o orifício de passagem, além da

tubulação adjacente à jusante. A cavitação deve, portanto, receber uma grande consideração quando

da seleção de uma válvula.

6.1.12 Considerações quanto a erosão

O procedimento de combate a erosão está mais amplamente ligado a escolha dos materiais dos

internos, do que dos materiais do corpo da válvula. Assim de uma forma geral, quando da utilização

de uma válvula de controle numa aplicação erosiva, deve-se especificar com muito critério os

materiais referentes aos internos, selecionando-se materiais mais duros quanto maior for a ação

erosiva, podendo nesse caso, operarmos inclusive com altas quedas de pressão. A utilização de

válvulas com revestimento interno de forros de elastômeros é mais propriamente indicada para

aplicações erosivas a moderadas quedas de pressão.

6.1.13 Considerações quanto ao nível de ruído

O nível de ruído é normalizado pela OSHA, devemos conhecer o porque do surgimento do ruído

numa válvula de controle, pois o melhor método para combatê-lo talvez seja combater a sua causa. O

ruído numa válvula pode ser provocado por três fatores: (1) ruído mecânico, devido à vibração das

partes internas; (2) ruído hidrodinâmico, produzida pelas colisões das bolhas de vapor durante o

fenômeno da cavitação nos líquidos e (3) ruído aerodinâmico, produzido pelo turbulento processo da

compressão e expansão dos gases e vapores através da válvula.

7. ANÁLISE DE PERFORMANCEUtilizamos um ferramenta que consiste num software baseado na tecnologia FDT(Field device tool) e

DTM(Device type manager), para análise de performance on-line/off-line em válvulas com

posicionadores inteligentes, através de uma seqüência de testes de abertura e fechamento da válvula

de 0 a 100%. Os testes fornecem informações como valores de desvios, contadores de cursos e

reversões, fator de carga e travamento. Essas informações sobre mensagens de erro e tendência de

falha indicam a necessidade de inclusão do equipamento na lista de manutenção a executar.

8. ESTUDO DE APLICAÇÃO PARA UM FLARENesta parte do trabalho vamos abordar um caso de alta complexidade sobre um flare na Venezuela.

O flare é um dispositivo de segurança utilizado em vários tipos de indústrias, como petroquímicas,

refinarias, siderúrgicas e plataformas de produção de petróleo para receber e queimar os gases

provenientes do processo industrial nas situações de emergência.

8

8.1 Estudo de caso FMT 100 mmsfcd

Este caso é de alta complexidade em termos de dimensionamento de válvulas, inclusive com adição

de elementos resistores para controle de alta velocidade em gases, com flashing em condição

extrema em um diferencial de pressão em torno de 900 psi.

Este estudo de caso foi realizado para aplicação de válvula de controle em flare na PDVSA Gás, onde

foi obtido grande sucesso em 2004, inclusive com a implementação da solução.

Nesta aplicação severa com gás natural em alta velocidade para flare, de acordo com as máximas

condições de fluxo, foi selecionada uma válvula de controle completa, e, juntamente com a válvula foi

necessário dimensionar componentes como placa atenuadora A-plate e placa de orifício, conforme

ilustrado na fig. 3. A aplicação em si trata-se de uma linha de flare de gás natural com fluxo de 100

mmsfcd numa linha de 6” até a tubulação principal do flare com 26”. Neste ponto da linha deveria ser

instalada uma válvula para manter a pressão de saída e garantir a segurança do sistema. Este flare é

o maior da Venezuela situado na região oriental do país próximo da cidade de Maturín no Complexo

de compressão de gás natural de Muscar.

Esta posição já vinha apresentando muitos problemas onde foram testadas várias válvulas sem

sucesso. Isto foi o que motivou um estudo detalhado do sistema.

Fig.3 – Esquema do caso do Flare FMT 100.

Porém deve ser prestada especial atenção sobre a seleção de válvula. É por isso que foi indicada a

utilização de uma válvula esfera com design robusto e com atenuador de ruído, que consiste numa

esfera multicanal que é capaz de suportar as estirpes do processo dando alto desempenho na

melhoria do nível sonoro. Este design especial com placas atenuadoras tem o objetivo de eliminar os

efeitos do flashing, reduzindo o nível de ruído e eliminando desgastes por arraste de material.

Especificação técnica da válvula para linha 100 mmscfd

Válvula esfera modelo QX-T5FE04DDY02

Atenuador de ruído multicanal QX para aplicações de gás

Passagem reduzida, flangeadas, sede única, face a face IEC 534-3 e ANSI / ISA S75.03-

1985

Classe de pressão ANSI 600#

Construção padrão, mancais PTFE, Faixa de temperaturas de -50 a +230 ° C

Válvula de 4”

Corpo WCB e internos CF8M + NiBo

9

100 mmsfcd flow line

6” 6”

QX-T5 4”

DownstreamA-plate 6”

Pip

e to

fl ar e

26”

Orifice Plate 6”

Contra sede, vedações da haste e da tampa top entry em grafite, mancais em PTFE

Esfera com face plana para balanço de pressão e sede especial ejetora com revestimento de

CrC para aplicações de controle em altos diferenciais de pressão.

A escolha dos materiais com internos em CF8M + Nibo também foram influenciadas pelo fluido que

tinha neste caso residual de H2S e partículas sólidas.

8.2 Estudo de caso FMT 300 mmsfcd

Este é outro caso de alta complexidade, porém mais complicado que o primeiro devido ao aumento

de fluxo considerável e linhas de maiores diâmetros, também com adição de elementos resistores

para controle de alta velocidade em gases, com flashing em condição extrema também com

diferencial de pressão em torno de 900 psi.

Este estudo de caso foi realizado para aplicação de válvula de controle em outro flare na PDVSA Gás

no mesmo sistema citado no caso anterior, onde também foi obtido grande sucesso em 2004,

inclusive com a implementação da solução no mesmo ano.

Nesta aplicação também com gás natural em alta velocidade para flare, foi selecionada uma válvula

de controle similar a anterior, porém com mais componentes como placas atenuadoras A-plate na

saída da válvula e na linha de 20”, além de placa de orifício, conforme ilustrado na fig. 4.

A aplicação em si trata-se de uma linha de flare de gás natural com fluxo de 300 mmsfcd numa linha

de 20” até a tubulação principal do flare com 26”. Neste ponto da linha também deveria ser instalada

uma válvula para manter a pressão de saída e garantir a segurança do sistema, porém de maior

capacidade que a anterior.

Esta posição também vinha apresentando muitos problemas onde foram testadas várias válvulas sem

sucesso. Isto também motivou um estudo detalhado do sistema para que se chegasse a uma solução

única para todo o complexo.

Fig.4 – Esquema do caso do Flare FMT 300

A válvula deste caso tem as mesmas características técnicas da anterior, porém leva uma placa

atenuadora na saída da mesma, além da placa atenuadora da tubulação principal antes da placa de

20” 20”

Original upstream OrificeInner diameter 3 11/16”

QXA-T5 10”A-plate 10”integrated in valve flow port

DownstreamA-plate 20”

300 mmsfcd flow lineP

ipe

to

flare

2 6

”

OriginalOrifice plate

10

orifício, como elemento resistor final para queda gradativa de pressão eliminando os efeitos

destrutivos do flashing.

Neste último caso, devido ao alto diferencial de pressão, o atuador foi dimensionado com duplo

cilindro para ter capacidade plena de atuação da válvula.

9. CONCLUSÃO

Em ambos os casos as válvulas originais apresentavam grandes níveis de desgaste e ruído em torno

de 110 dBA. Com a implementação da solução reduziu-se para níveis em torno de 85 dBA com

internos especiais e instalação de resistores como placas atenuadoras e placas de orifício. Somente

através desta ação, foi possível solucionar o problema e evitar perdas em termos financeiros e de

segurança.

As válvulas originais eram substituídas anualmente ou em algumas campanhas de produção mais

altas, se perdiam as válvulas em até 8 meses.

Com a solução implementada, até o momento não houve problemas com as válvulas instaladas

desde 2004. Além disto, foi reduzido significativamente o impacto ambiental em termos de ruído neste

sistema.

Devemos sempre levar em consideração que o dimensionamento de uma válvula envolve uma

quantidade muito grande de variáveis e que nenhuma delas deve ser negligenciada, com pena de se

gerar perda do equipamento, grandes problemas para o controle de processo, o que facilmente se

reverte em grandes perdas financeiras.

Referências Bibliográficas

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