A seleção da válvula exige que sejam conhecidos alguns conhecimentos e conceitos básico neste artigo tentarei abordar esse pontos básicos:
Para a seleção e dimensionamento correto da válvula para o processo é fundamental que sejam levantado os dados de processo como Pressão, vazões, pressão de vapor, densidades, temperatura e viscosidades estejam corretos.
Realizar o levantamento das necessidades do processo para que a válvula atenda os requisitos e exigências da aplicação.
Além dos dados de processo é importante que a válvula tenha um funcionamento adequado em toda a faixa de operação desta para isso é preciso conhecer as variações do processo operando nas condições: mínimas, médias e máximas.
Um fator primordial para o correto funcionamento da válvula é cálculo do coeficiente de vazão (CV- É a vazão de água, em galões por minuto a 60°F , que passa pela válvula sob um diferencial de pressão de 1 PSI.)
Identificar e quaisquer quais quer condições desfavoráveis tais como cavitação e ruído,flashing etc, uma vez identificado esses desvios criar salvaguardas para contornar esses desvio.
· Tendo identificado o tipo correto de válvula é importante selecionar a válvula que atenda adequadamente as limitações de preço e manutenção atendendo as necessidades e proporcionar o controle estável do processo.
O que é dimensionamento de válvula?
O dimensionamento da válvula: é um procedimento que consiste em reunir em um cálculo um conjunto de condições e fatores do processo permitindo identificar o COEFICIENTE DE VAZÃO - (CV . É a vazão de água, em galões por minuto a 60°F, que passa pelaválvulasob um diferencial de pressão de 1 psi.) Carantido assim a capacidade correta e funcionamento adequado da válvula no processo.
Dimensionamento da válvula de controle
O dimensionamento da válvula é o primeiro passo para encontrar o tamanho de uma válvula é calcular o coeficiente de vazão (Cv) que é importante para o sistema.
O processo de " dimensionamento da válvula de controle " é um procedimento em que a dinâmica do processo do sistema deve ser compatível com as características e desempenho da válvula. Produzindo uma válvula de controle de tamanho e tipo adequados que melhor atendem às necessidades de controle de fluxo no sistema de processamento.
Desta forma o cálculo deve ser feito com máximo de cuidado e atenção aos dados e características do processo de forma a ser o mais preciso possível somente assim será possível garantir a seleção de uma válvula de controle correta para aplicação.
Cuidados que precisamos ter com o tamanho da válvula
Uma válvula de controle subdimensionada não permite a passagem adequada de vazão para o processo. No entanto também é muito comum encontrarmos válvulas superdimensionadas que são válvulas muito grandes para a aplicação.
Uma válvula superdimensionada gera ao processo grandes oscilações porque pequenas movimentos na válvula pode causar mudanças significativas às condições operacionais, tornando muito difícil e ou praticamente impossível a sintonia exata no fluxo adequado para de fluxo necessário. Uma superdimensionada funcionará quase totalmente fechada gerando a instabilidade e um controle totalmente indesejável.
A seleção de uma válvula de controle de tamanho adequado é necessária para atingir o mais alto grau de controle de processo para o líquido, gás ou fluido multifásico”.
Considerações para seleção de válvulas e melhores aplicações de controle de processo:
Dimensione a válvula de controle para operar de 20% a 80% aberto no fluxo máximo necessário e não menos de 20% aberto no fluxo mínimo necessário.
Para controle de vazões muito elevadas recomenda-se válvulas esfera de segmentadas pois essas apresentam alto desempenho costumam ser de tamanhos bem menores quando comparadas as válvulas globo tradicionais.
Em alguns casos as válvulas globo apresentam tamanhos menores do que a linha de processo. Neste caso quando o tamanho da válvula é diferente do tamanho da linha é necessário que seja instalados redução na linha para adequação da linha ao tamanho da válvula.
A característica dos internos(Trim) é selecionada para produzir um bom desempenho; os objetivos principais são geralmente o comportamento do loop de controle linear, juntamente com a rangeabilidade aceitável.
O corpo da válvula pode ser selecionado com base nos recursos e na disponibilidade usual. Observe que o tamanho da válvula é igual ao tamanho da tubulação ou um pouco menor. Para fazer as conexões da tubulação do processo, é necessário um redutor de entrada e um expansor de saída quando o tamanho da válvula de controle for menor que a tubulação do processo.
Toque adequando do atuador:
O atuador é dimensionado com base no toque necessário para superar as forças desequilibradas no corpo da válvula, e na força de assentamento. Também com base na rigidez necessária para a estabilidade.
Velocidade de resposta do atuador:
As velocidades do atuador podem ser aumentadas aumentando com entrada instalando relé buster(amplificadores) de fluxo de ar na entrada do atuador . Adicionando válvula de descarga/escape rápida o que aumentara a vazão do escape permitindo rápida ventilação.
Posição de falha da válvula:
É de responsabilidade do engenheiro de controle de processo especificar a posição de falha da válvula. É uma prática geral em caso de falhar a válvula ir para condição de segurança podendo ser Fechada ou Aberta em função do processo ex: interromper o fornecimento de energia (vapor, óleo quente, água quente etc.). Já no caso Caldeiras fornos e sistemas de resfriamento costuma-se manter o fluxo da energia (água fria ou mais fria) são válvulas normais abertas.
As abreviações do fluxograma podem ser
FC - falha fechada
FL - falha na última posição
FI - falha indeterminada (não exatamente conhecido)
FO - falha ao abrir
Importância do posicionador:
O atuador sem molas sempre exige um posicionador.
O posicionador aumentará a pressão do atuador aumentando a pressão ou o volume.
Alterações no atrito da gaxeta devido à sujeira, corrosão, falta de lubrificação, a variação das forças dinâmicas do processo podem ser superadas com a adição de um posicionador.
Seleção do atuador
O atuador de mola e diafragma é de baixo custo, oferece alto empuxo com baixa pressão de suprimento de ar.
Os atuadores lineares de pistão fornecem cursos mais longos e podem operar com pressões de ar mais altas
Os atuadores de pistão rotativo operam com pressões de ar mais altas e podem fornecer um torque mais alto, adequado para estrangular válvulas de esfera ou borboleta grandes.
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