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Jun 03, 2023

Escolhendo uma válvula de esfera para controlar emissões fugitivas

Para controlar as emissões fugitivas das válvulas esfera, o ponto crítico é selecionar a válvula esfera correta para a aplicação. Duas características de projeto que são especialmente importantes no controle de fugitivos

Para controlar as emissões fugitivas das válvulas esfera, o ponto crítico é selecionar a válvula esfera correta para a aplicação. Duas características de projeto que são especialmente importantes no controle de emissões fugitivas: projeto de vedação do corpo e projeto de vedação da haste. Relatório de Michael Adkins e Pete Ehlers.

Cada vez mais atenção em todo o mundo está sendo voltada para as emissões fugitivas. As emissões fugitivas são definidas de várias maneiras e podem referir-se a uma ampla gama de emissões não confinadas a uma chaminé, duto ou respiradouro, incluindo emissões provenientes do manuseio a granel ou processamento de matérias-primas, poeira transportada pelo vento e outros processos industriais. Na medida em que os vazamentos causam danos ao meio ambiente, são emissões fugitivas.

Dois tipos comuns de vedações do corpo são do tipo parafuso e do tipo flange. Enquanto o tipo parafuso é uma vedação mais forte, permitindo maior pressão do sistema, o tipo flange permite manutenção rápida e fácil com a válvula alinhada.

O tipo de parafuso consiste em um ou dois 'parafusos de extremidade' rosqueados que são aparafusados ​​no corpo da válvula após a esfera e a vedação da sede terem sido carregadas em seu interior.

A área de vedação de uma conexão tipo parafuso é relativamente pequena e pode ser uma vedação especialmente eficiente, permitindo uma vedação eficaz em pressões tão altas quanto 10.000 ou 20.000 psig (689 ou 1.378 bar). Além disso, o design permite uma ampla gama de opções de conexão final.

Nas válvulas que utilizam vedação do corpo tipo flange, o corpo da válvula consiste em três seções discretas que são unidas por flanges, vedações e parafusos (Fig.1).

Como a área de vedação entre esses componentes é maior, esse projeto geralmente resulta em uma classificação de pressão mais baixa.

Como os flanges são vedados com gaxetas, há menos restrições geométricas no material de vedação e, portanto, está disponível uma escolha mais ampla de materiais de vedação. Outra vantagem do projeto tipo flange é a facilidade de manutenção.

Em uma válvula esférica, deve haver algum meio de garantir que o meio do sistema não vaze da interface entre a haste e o corpo. Este é o papel da vedação da haste. Com frequência de ciclagem suficiente, todas as vedações da haste estão sujeitas a desgaste e o desgaste pode causar vazamentos. No entanto, alguns selos são mais eficazes que outros em determinadas aplicações.

A tecnologia mais básica e primitiva é uma junta de peça única (Fig.2) que envolve a haste. À medida que o parafuso da gaxeta é apertado na haste, a gaxeta, geralmente feita de politetrafluoretileno (PTFE), é esmagada, preenchendo o espaço entre a haste e o alojamento do corpo.

Infelizmente, o PTFE e outros materiais de vedação semelhantes estão sujeitos ao fluxo frio, que pode ser agravado pela pressão e temperatura.

Em alguns casos, o material pode ser extrudado para áreas indesejadas, causando vazamento da mídia do sistema.

Para reduzir o risco de emissões fugitivas, o projeto de embalagem de peça única deve ser reservado para aplicações com flutuações mínimas de temperatura e pressão, ciclos limitados e onde a inspeção e o monitoramento serão frequentes e regulares.

Um design de gaxeta de haste em formato de chevron de duas peças (Fig.2) permite faixas mais amplas de temperatura e pressão e atuação fácil e regular sem desgaste excessivo.

Uma gaxeta chevron consiste em duas juntas combinadas, uma das quais cabe dentro da outra. Com pressão mínima da porca de gaxeta, uma vedação substancial é criada entre a haste e o alojamento do corpo.

Para que a vedação chevron funcione corretamente, as duas juntas de PTFE devem ser mantidas no lugar para reduzir o fluxo frio durante o ciclo térmico. A gaxeta deve ser adequadamente contida e suportada por anéis e vedações de suporte da gaxeta, que distribuem uniformemente a pressão.

Para reduzir o intervalo de inspeção e ajuste, o projeto chevron também pode incluir arruelas Belleville, que são molas que criam uma “carga dinâmica” na gaxeta. O carregamento dinâmico permite uma pressão uniforme na embalagem, à medida que as temperaturas e as pressões flutuam. O resultado é uma atuação fácil e desgaste mínimo da gaxeta.

Anel de vedação