Introdução às válvulas globo

Válvulas globo

As válvulas Globe são válvulas de movimento linear e são projetadas principalmente para parar, iniciar e regular o fluxo. O disco de uma válvula globo pode ser totalmente removido do caminho de fluxo ou pode fechá-lo completamente.

Válvulas globo convencionais podem ser usadas para serviços de isolamento e estrangulamento. Embora essas válvulas apresentem quedas de pressão ligeiramente maiores do que as válvulas diretas (por exemplo, gaveta, obturador, esfera, etc.), elas podem ser usadas onde a queda de pressão através da válvula não é um fator de controle.

Como toda a pressão do sistema exercida no disco é transferida para a haste da válvula, o limite prático de tamanho para estas válvulas é NPS 12 (DN 300). As válvulas globo maiores que NPS 12 (DN 300) são uma exceção e não a regra. Válvulas maiores exigiriam que forças enormes fossem exercidas na haste para abrir ou fechar a válvula sob pressão. Válvulas globo em tamanhos até NPS 48 (DN 1200) foram fabricadas e utilizadas.

As válvulas globo são amplamente utilizadas para controlar o fluxo. A faixa de controle de fluxo, queda de pressão e funcionamento devem ser considerados no projeto da válvula para evitar falhas prematuras e garantir um serviço satisfatório. As válvulas submetidas a serviço de estrangulamento de pressão diferencial elevado requerem internos de válvula especialmente projetados.

Geralmente, a pressão diferencial máxima através do disco da válvula não deve exceder 20% da pressão máxima a montante ou 200 psi (1380 kPa), o que for menor. Válvulas com internos especiais podem ser projetadas para aplicações que excedam esses limites de pressão diferencial.

Válvula globo de aço fundido para indústria de petróleo e gás

Projetos de corpo de válvulas globo

Existem três designs de corpo principais para válvulas globo, a saber: Padrão em T ou corpo em Z, Padrão em Ângulo e Padrão em Estrela ou corpo em Y.

Design de válvula globo com padrão em Té o tipo de corpo mais comum, com diafragma em forma de Z. A configuração horizontal do assento permite que a haste e o disco se desloquem perpendicularmente à linha horizontal. Este projeto possui o menor coeficiente de fluxo e maior queda de pressão. Eles são usados ​​em serviços de estrangulamento severos, como em linhas de derivação ao redor de uma válvula de controle. As válvulas globo com padrão em T também podem ser usadas em aplicações onde a queda de pressão não é uma preocupação e o estrangulamento é necessário.

 

 

Projeto de válvulas globo com padrão angularé uma modificação da válvula Globe Tee Pattern básica. As extremidades desta válvula globo estão em um ângulo de 90 graus e o fluxo do fluido ocorre com uma única volta de 90 graus. Elas têm um coeficiente de fluxo ligeiramente menor do que as válvulas Globe com padrão estrela. Eles são usados ​​em aplicações que possuem períodos de fluxo pulsante devido à sua capacidade de lidar com o efeito de slugging desse tipo de fluxo.

 

 

Projeto de válvulas globo Wye Pattern, é uma alternativa para a alta queda de pressão, inerente às válvulas Globe. A sede e a haste são inclinadas em aproximadamente 45 graus, o que proporciona um caminho de fluxo mais reto na abertura total e oferece menor resistência ao fluxo. Eles podem ficar abertos por longos períodos sem erosão severa. Eles são amplamente usados ​​para controle de fluxo durante operações sazonais ou de inicialização. Eles podem ser passados ​​por haste para remover detritos quando usados ​​em linhas de drenagem que normalmente são fechadas.

Disco e sede e haste de válvulas globo

Disco:Os designs de disco mais comuns para válvulas Globo são: disco esférico, disco de composição e disco obturador. O projeto de disco esférico é usado principalmente em sistemas de baixa pressão e baixa temperatura. É capaz de estrangular o fluxo, mas em princípio é aplicado para interromper e iniciar o fluxo.

O design do disco de composição utiliza um anel de inserção rígido e não metálico no disco, o que garante um fechamento mais apertado.

O design do disco plug proporciona melhor estrangulamento do que os designs de bola ou composição. Eles estão disponíveis em muitos designs diferentes e são todos longos e cônicos.

Assento:As sedes das válvulas globo são integradas ou aparafusadas ao corpo da válvula. Muitas válvulas Globe possuem assentos traseiros dentro do capô. Os assentos traseiros fornecem uma vedação entre a haste e a tampa e evitam que a pressão do sistema se acumule contra o empanque da válvula, quando a válvula está totalmente aberta. Os assentos traseiros são frequentemente aplicados em válvulas Globe.

Tronco:As válvulas globo usam dois métodos para conectar o disco e a haste: a ranhura em T e a construção da porca do disco. No design com ranhura em T, o disco desliza sobre a haste, enquanto no design com porca de disco, o disco é parafusado na haste.

Construção de uma válvula globo

As válvulas globo geralmente têm hastes ascendentes e os tamanhos maiores são de construção externa com parafuso e garfo. Os componentes da válvula globo são semelhantes aos da válvula gaveta. Este tipo de válvula possui sedes em um plano paralelo ou inclinado à linha de fluxo.

A manutenção das válvulas Globe é relativamente fácil, pois os discos e sedes são facilmente recondicionados ou substituídos. Isto torna as válvulas Globe particularmente adequadas para serviços que exigem manutenção frequente da válvula. Onde as válvulas são operadas manualmente, o curso mais curto do disco oferece vantagens na economia de tempo do operador, especialmente se as válvulas forem ajustadas com frequência.

A principal variação no projeto da válvula globo está nos tipos de discos empregados. Os discos tipo plug têm uma configuração longa e cônica com uma ampla superfície de rolamento. Este tipo de sede proporciona máxima resistência à ação erosiva do fluxo de fluido. No disco de composição, o disco possui uma face plana que é pressionada contra a abertura da sede como uma tampa. Este tipo de arranjo de sede não é tão adequado para estrangulamento de alta pressão diferencial.

Nas válvulas globo de ferro fundido, os anéis do disco e da sede são geralmente feitos de bronze. Em válvulas globo de aço para temperaturas de até 750°F (399°C), o interno geralmente é feito de aço inoxidável e, portanto, oferece resistência a gripagem e escoriações. As faces correspondentes são normalmente tratadas termicamente para obter valores diferenciais de dureza. Outros materiais de acabamento, incluindo ligas à base de cobalto, também são utilizados.

A superfície de assentamento é retificada para garantir contato total com a superfície de apoio quando a válvula é fechada. Para classes de pressão mais baixas, o alinhamento é mantido por uma contraporca de disco longa. Para pressões mais altas, as guias dos discos são fundidas no corpo da válvula. O disco gira livremente na haste para evitar escoriações na face do disco e no anel da sede. A haste apoia-se contra uma placa de impulso endurecida, eliminando escoriações da haste e do disco no ponto de contato.

Direção de fluxo das válvulas globo

Para aplicações com baixa temperatura, as válvulas globo são normalmente instaladas de forma que a pressão fique abaixo do disco. Isto contribui para uma operação fácil e ajuda a proteger a embalagem.

Para aplicações com serviço de vapor em alta temperatura, as válvulas globo são instaladas de forma que a pressão fique acima do disco. Caso contrário, a haste se contrairá durante o resfriamento e tenderá a levantar o disco da sede.

Vantagens e desvantagens das válvulas globo

Vantagens:

• Boa capacidade de desligamento
• Capacidade de aceleração moderada a boa
• Curso mais curto (em comparação com uma válvula gaveta)
• Disponível em padrões T, Y e ângulo, cada um oferecendo recursos exclusivos
• Fácil de usinar ou recapear os assentos
• Com o disco não preso à haste, a válvula pode ser usada como válvula de retenção

Desvantagens:

• Maior queda de pressão (em comparação com uma válvula gaveta)
• Requer maior força ou um atuador maior para assentar a válvula (com pressão sob a sede)
• Fluxo de estrangulamento sob o assento e fluxo de corte sobre o assento

Aplicações típicas de válvulas globo

A seguir estão algumas das aplicações típicas das válvulas Globe:

• Sistemas de água de resfriamento onde o fluxo precisa ser regulado
• Sistema de óleo combustível onde o fluxo é regulado e a estanqueidade é importante
• Respiradouros em pontos altos e drenos em pontos baixos quando a estanqueidade e a segurança são considerações importantes
• Sistemas de água de alimentação, alimentação de produtos químicos, extração de ar do condensador e drenagem de extração
• Aberturas e drenos da caldeira, aberturas e drenos principais de vapor e drenos do aquecedor
• Vedações e drenos de turbina
• Sistema de óleo lubrificante de turbina e outros