Valvulas

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2 Válvulas de Serviço Severo
Para uma aplicação voltada a serviços severos é recomendado o uso de uma válvula especialmente projetada seguindo os requisitos industriais necessários e aos normas vigentes. A escolha coerente para cada aplicações é fundamental para que o sistema opere com segurança e de forma adequada. As válvulas podem ser classificadas segundo o seu tipo e aplicações, onde doisgrupos se destacam, às de deslocamento linear e deslocamento rotativo:
* Deslocamento linear: válvulas globo.
* Deslocamento rotativo: válvulas esfera e borboleta.
2.1 Aplicações
A seguir estão as condições de serviço que caracterizam uma aplicação severa. Condições que serão submetidas as válvula em controle líquido, gases e processos bifásicos, que indicam:
* Cavitação.
* AltaPressão.
* Vibração e ruído elevado.
* Erosão.
* Corrosão.
* Flashing.
* Proteção de equipamento.
* Alta Temperatura.
Tendo uma visão geral sobre as válvulas de serviço severo, é possível ressaltar a sua complexidade de especificação, pois é necessário um cuidadoso estudo de todos os fatores que irão impactar na performance do sistema durante o processo.
Conforme osprocessos foram tornando-se mais exigentes com relação à pressão, temperatura e vazão, as válvulas auto-operadas já não conseguiam responder com um controle eficiente a processos industriais. Isso causou um grande impacto, pois inicialmente essas válvulas eram empregadas no controle pressão de caldeiras de vapor, muito utilizadas para a movimentação de maquinas.
O que ajudou a impulsionar aindustrialização foi justamente a utilização das primeiras válvulas de aplicação severa, que atendia aos requerimentos de processos elaborados e de maior porte. A caldeira de vapor é o principal fornecedor de energia para os processos industriais de transformação existentes. No Brasil, essas caldeiras, trabalham com pressões de até 14000 kPa-g e 540°C de temperatura. Geralmente são empregadas válvulas quesuportam altos níveis de pressão, temperatura, erosão ruído elevado, cavitação e flashing.

2.2 Principais Fenômenos que Caracterizam a Severidade
2.2.1 Cavitação e Flashing
Ambos fenômenos ocorrem com mais freqüência em líquidos, onde é comum uma grande perda de pressão entre a entrada e a saída da válvula durante a passagem do fluido pela região da sede, zona de restrição da vazão. Quandoisso ocorre a pressão fica instantaneamente abaixo da pressão de vapor do liquido, gerando bolhas de vapor. Quando a pressão aumenta, recuperando seu valor inicial, ela fica novamente acima da pressão de vapor, possibilitando a ocorrência da cavitação.
No momento em que a pressão é recuperada, as bolhas de vapor criadas durante o período de baixa pressão, voltam ao estado liquido através de umpequena implosão. Quando isso acontece são geradas cargas de energia, que caso exista uma parede metálica a próxima, pode causar danos por erosão, destruindo as partes internas de válvulas mais vulneráveis.
O flashing tem o mesmo inicio, a bolha formada ocupa um grande espaço dentro do fluido, e os danos de erosão estão relacionados com o aumento da velocidade do fluido bifásico, que com o atrito nasparedes metálicas causam desgaste prematuro na válvula. A Fig.X1 mostra os valores de pressão de entrada e de saída, indicando ambos fenômenos.

Figura X1: Efeito de cavitação e flashing
Alguns modelos de válvulas possuem um dispositivo anti-cavitante (globo e esfera), o seu objetivo é fazer com que a perda de carga da válvula, seja feita em estágios, de modo que nunca fique abaixo da pressãode vapor. Com isso é possível controlar ou eliminar os efeitos danosos da erosão, vibração e ruídos hidrodinamicos.
Para processos, na qual a cavitação é um parâmetro crítico do sistema, foi desenvolvido um dispositivo de múltiplo estágio (Fig. X2), mais eficiente, onde são montados em válvulas do tipo globo normal e angular.

Figura X2 : Válvula anti-cavitante de 4 estágios de redução de...
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