Uma válvula gaveta 2 1/2 é uma válvula de isolamento de movimento linear projetada para um tamanho nominal de tubo de 2 1/2 polegadas. O '2 1/2' refere-se ao tamanho nominal do tubo, ou NPS 2½, em vez do diâmetro externo medido exatamente do tubo ou da abertura da válvula.
Sua função principal é simples: iniciar ou interromper o fluxo através de um pipeline . Quando totalmente aberta, a comporta sai do caminho do fluxo e permite que o fluido passe através de um furo relativamente desobstruído. Quando totalmente fechada, a comporta assenta ao longo da passagem de fluxo para isolar os lados a montante e a jusante.
Uma válvula gaveta destina-se, portanto, principalmente ao isolamento liga/desliga , e não ao estrangulamento ou regulação de fluxo contínuo.
As válvulas gaveta são especialmente comuns em tubulações industriais e de água acima de 2 polegadas, tornando o tamanho de 2 1/2 polegadas uma escolha prática onde um sistema precisa de isolamento confiável, mantendo baixa perda de pressão na posição totalmente aberta.
Para engenheiros ou compradores que comparam projetos industriais mais amplos, a linha de válvulas gaveta da DIDTEK inclui cunha, placa, vedação de pressão, atuada e outras configurações para diferentes condições de tubulação.
O que é uma válvula gaveta 2 1/2?
Definição e tamanho
Uma válvula gaveta 2 1/2 é uma válvula gaveta fabricada para conexão com tubulação designada como NPS 2½.
O tamanho nominal identifica o sistema de tubulação com o qual a válvula deve ser usada. Não deve ser interpretado como uma medição física direta de cada dimensão da válvula.
As dimensões reais dependem de fatores como:
Por exemplo, uma válvula gaveta flangeada de 2 1/2 polegadas pode ter dimensões face a face e de flange muito diferentes de uma válvula roscada ou soldada com o mesmo tamanho nominal de tubo.
A válvula deve, portanto, ser selecionada usando a especificação completa da tubulação e não apenas o diâmetro nominal.
Uma especificação típica pode incluir:
NPS 2½
Classe de pressão 150, 300, 600 ou outra classificação exigida
Aço carbono, aço inoxidável, ferro dúctil ou outro material
Extremidades flangeadas, rosqueadas, soldadas em soquete ou de topo
Haste ascendente ou não ascendente
Castelo aparafusado ou com vedação de pressão
Cunha sólida ou flexível
Válvulas, flanges e padrões de teste aplicáveis
O tamanho de 2 1/2 polegadas fica entre tubulações de serviços públicos menores e tubulações de processo maiores. É comumente usado onde o sistema de tubulação requer mais capacidade de fluxo do que uma linha de 2 polegadas, embora permaneça relativamente compacto.
Componentes principais
Embora a construção varie entre os fabricantes e as condições de serviço, uma válvula gaveta 2 1/2 típica contém vários componentes principais.
Corpo da válvula
O corpo forma o invólucro principal que contém pressão e conecta a válvula à tubulação.
Dependendo da aplicação, os materiais do corpo podem incluir:
A seleção do material deve corresponder ao fluido, à temperatura operacional, à pressão projetada, às condições de corrosão e às especificações da tubulação.
Portão ou cunha
O portão é o principal elemento de fechamento.
Quando a válvula fecha, a comporta se move para baixo através da passagem de fluxo e entra em contato com as superfícies de assentamento.
Desenhos industriais comuns incluem:
Para muitas aplicações industriais, uma válvula gaveta em cunha é selecionada porque a configuração em cunha pode fornecer fechamento confiável em uma ampla gama de serviços de processo.
Tronco
A haste transfere o movimento do volante, caixa de engrenagens ou atuador para o portão.
À medida que o operador gira o volante, o movimento da haste roscada converte a entrada rotativa em deslocamento linear da comporta.
Os dois arranjos principais são:
Haste ascendente
Haste não ascendente
Eles são discutidos com mais detalhes abaixo.
Boné
O castelo fecha a seção superior do corpo da válvula e suporta a haste, a gaxeta e o mecanismo de operação.
Projetos comuns incluem:
Seat
As sedes fornecem as superfícies de vedação contra as quais o portão fecha.
A construção e o material da sede dependem do desempenho de fechamento necessário, da pressão, da temperatura, da resistência à corrosão e dos ciclos operacionais esperados.
Embalagem e glândula
A embalagem ao redor da haste ajuda a controlar o vazamento onde a haste passa pela tampa.
A sobreposta comprime a gaxeta para manter uma vedação eficaz e ainda permitir o movimento da haste.
Volante ou atuador
As válvulas gaveta manuais 2 1/2 geralmente usam um volante.
Dependendo dos requisitos operacionais, uma válvula também pode usar:
Operador de engrenagem
Atuador elétrico
Atuador pneumático
Atuador hidráulico
O método operacional deve corresponder aos requisitos de torque, acessibilidade, frequência operacional e automação exigidos.
Princípio de funcionamento da válvula gaveta
Mecanismo de Abertura e Fechamento
Uma válvula gaveta usa o movimento linear de uma comporta ou cunha para abrir e fechar a passagem do fluido.
Quando o operador gira o volante na direção de abertura, o mecanismo da haste levanta o portão para longe dos assentos.
À medida que a comporta sobe, uma porção crescente do furo da tubulação fica disponível para fluxo.
Quando a válvula atinge a posição totalmente aberta, a comporta é praticamente removida do caminho de fluxo principal.
Para fechar a válvula, o operador gira o volante na direção oposta.
A haste abaixa a comporta no corpo até que as superfícies de assentamento façam contato e isolem o fluxo.
A sequência básica é:
O operador gira o volante.
A rotação da haste produz movimento linear.
O portão se move para cima para abrir ou para baixo para fechar.
Na posição totalmente aberta, a comporta libera a passagem do fluxo principal.
Na posição totalmente fechada, a comporta entra em contato com as sedes das válvulas.
A comporta assentada isola o fluxo através da tubulação.
Este mecanismo é o motivo pelo qual as válvulas gaveta são classificadas como válvulas de movimento linear.
Ao contrário de uma válvula esférica ou válvula borboleta, que geralmente atinge a posição aberta ou fechada através de aproximadamente um quarto de volta, uma válvula gaveta normalmente requer múltiplas voltas do volante.
Esse movimento mais lento não é necessariamente uma desvantagem para o serviço de isolamento. Permite o movimento controlado do portão e proporciona uma separação clara entre as posições totalmente aberta e totalmente fechada.
No entanto, isso também significa que as válvulas gaveta geralmente não são selecionadas quando é necessário um fechamento extremamente rápido.
Fluxo de passagem total e queda de pressão
Uma das principais vantagens de uma válvula gaveta é seu caminho de fluxo relativamente irrestrito quando totalmente aberta.
Uma vez que a comporta é levantada para fora do furo, o meio que flui pode passar através da válvula com menos obstrução do que encontraria em muitas válvulas com caminhos de fluxo internos mais complexos.
Isso pode resultar em:
Baixa perda de pressão
Perturbação de fluxo reduzida
Boa adequação para tubulações longas
Menores perdas de bombeamento
Isolamento bidirecional eficaz em muitos designs
Esta característica é particularmente útil em tubulações de distribuição de água e processos industriais, onde a válvula pode permanecer totalmente aberta por longos períodos de operação.
Porém, essas vantagens dependem do uso correto da válvula.
Uma válvula gaveta normalmente deve ser:
totalmente aberto ou
totalmente fechado.
Usar uma válvula gaveta em uma posição parcialmente aberta por um período prolongado pode expor a gaveta e as sedes a fluxo de alta velocidade.
As possíveis consequências incluem:
Erosão do assento
Vibração do portão
Barulho
Cavitação em certos serviços líquidos
Características de fluxo irregular
Desgaste acelerado
Dificuldade em conseguir um fechamento hermético posteriormente
Por esta razão, uma válvula gaveta 2 1/2 normalmente não deve ser tratada como uma válvula de controle.
Se o processo exigir estrangulamento repetido ou ajuste preciso do fluxo, uma válvula projetada especificamente para regulagem deverá ser considerada.
Tipos de válvulas gaveta 2 1/2
O tamanho nominal não determina o design interno.
Duas válvulas gaveta de 2 1/2 polegadas podem ter hastes, castelos, cunhas, materiais, classificações de pressão e tipos de conexão completamente diferentes.
Haste ascendente vs. haste não ascendente
Uma das distinções mais importantes é o design da haste.
Válvula de gaveta com haste ascendente
Em um projeto de haste ascendente, a haste se move para cima à medida que a válvula abre e para baixo à medida que ela fecha.
Isto dá aos operadores uma indicação visual útil da posição da válvula.
Quando a haste é estendida para cima, a válvula está aberta. Quando a haste retorna à sua posição inferior, a válvula é fechada.
As vantagens de um design de haste ascendente incluem:
Fácil indicação visual de posição
As roscas da haste podem ser mantidas longe do fluido do processo em arranjos OS&Y
Bem adequado para muitas aplicações de processos industriais
Observação mais fácil da condição do caule
Projetos de haste ascendente são comuns em tubulações de petróleo e gás, petroquímica, energia, refinaria e indústria em geral.
A principal consideração é a folga vertical.
Como a haste se eleva acima do volante ou da forquilha, deve haver espaço adequado disponível ao redor da válvula.
Isso pode ser importante em:
Suportes para tubos
Câmaras subterrâneas
Equipamento montado em skid
Salas mecânicas apertadas
Áreas abaixo de estruturas ou plataformas
Válvula de gaveta com haste não ascendente
Em uma válvula gaveta de haste não ascendente, a haste geralmente gira sem se estender significativamente para fora da válvula à medida que a gaveta se desloca.
Isso cria um envelope operacional mais compacto.
Projetos de haste não ascendente são frequentemente usados onde o espaço de instalação é limitado, incluindo alguns sistemas de distribuição de água e tubulações enterradas.
As vantagens potenciais incluem:
Requisito de folga vertical reduzido
Instalação compacta
Adequação para espaços confinados
Uso prático em certos sistemas subterrâneos
No entanto, a posição da válvula pode não ser tão óbvia visualmente como num projeto de haste ascendente convencional, a menos que um indicador separado seja instalado.
Outra consideração é a exposição do fio-tronco.
Em muitos projetos não ascendentes, os componentes roscados podem ser expostos ao meio do processo, portanto, a compatibilidade do material, a corrosão, os depósitos e os requisitos de manutenção devem ser revisados cuidadosamente.
Ao comparar os dois:
Recurso | Haste Ascendente | Haste Não Ascendente |
|---|
Indicação de posição | Fácil de observar | Pode exigir um indicador |
Folga vertical | Mais espaço necessário | Mais compacto |
Uso comum | Tubulação de processo industrial | Instalações de água, enterradas ou confinadas |
Movimento da haste | A haste sobe e desce | A haste gira principalmente |
Acessibilidade | Bom onde o espaço permite | Útil onde o espaço livre é restrito |
Nenhum dos designs é automaticamente melhor.
A opção correta depende do espaço de instalação, das condições dos fluidos, da acessibilidade, do potencial de corrosão e da estratégia de manutenção.
Estilos de carroceria e capô
Uma válvula gaveta 2 1/2 também pode ser classificada de acordo com o design do corpo, gaveta e castelo.
Válvula de gaveta em cunha
As válvulas gaveta em cunha usam um elemento de fechamento em forma de cunha.
Eles são amplamente utilizados em serviços de isolamento industrial porque a cunha se move entre assentos angulares para fornecer fechamento.
Variações comuns incluem:
Cunha sólida
Cunha flexível
Cunha dividida
Uma cunha flexível pode tolerar melhor mudanças dimensionais limitadas causadas pela temperatura ou distorção do corpo do que uma cunha completamente rígida em algumas aplicações.
Para tubulações de processo convencionais, a linha de da DIDTEK válvulas de cunha representa uma configuração industrial comum.
Válvula de gaveta de aço fundido
Para serviços industriais de petróleo, gás, vapor, produtos químicos e outros, a construção em aço fundido é comum.
Uma válvula gaveta de aço fundido pode ser fornecida com diferentes classes de pressão, arranjos de haste, configurações de cunha, conexões finais e métodos de operação.
O aço carbono fundido é frequentemente selecionado para hidrocarbonetos gerais e serviços de processo, enquanto materiais inoxidáveis ou de liga podem ser necessários para condições corrosivas ou de temperatura mais alta.
Válvula de gaveta aparafusada
Em um projeto de castelo aparafusado, o castelo é fixado mecanicamente ao corpo da válvula.
Esta construção é amplamente utilizada porque fornece acesso a componentes internos para inspeção e manutenção.
O projeto da junta, a junta, o material do parafuso e os requisitos de aperto devem ser adequados à pressão e temperatura de operação.
Válvula de vedação de pressão
Para aplicações industriais de alta pressão e alta temperatura, uma válvula de vedação de pressão pode ser considerada.
Um castelo com vedação por pressão utiliza pressão interna para melhorar a vedação da junta do castelo.
Esta construção está frequentemente associada a serviços exigentes como:
No entanto, uma tubulação de 2 1/2 polegadas não requer automaticamente uma tampa com vedação de pressão.
O projeto deve ser selecionado a partir da pressão real, temperatura, código aplicável, requisitos de manutenção e especificação do projeto.
Água e Aplicações Industriais
Abastecimento e Distribuição de Água
Uma válvula gaveta 2 1/2 pode ser usada em sistemas de água onde são necessários fechamento confiável e baixa perda de pressão.
As aplicações típicas podem incluir:
Distribuição de água predial
Abastecimento de água industrial
Sistemas de água de resfriamento
Pontos de descarga e isolamento da bomba
Sistemas de tratamento de água
Redes de água de serviços públicos
Tubulação auxiliar de combate a incêndio quando permitido pelo projeto do sistema aplicável
Sistemas de irrigação e água de processo
Nestes serviços, a válvula pode permanecer totalmente aberta durante a operação normal e somente ser fechada quando um trecho da tubulação precisar ser isolado.
Isso torna as válvulas gaveta adequadas para aplicações onde:
O afogamento frequente é desnecessário
Baixa resistência ao fluxo é desejável
A capacidade total do furo do tubo é importante
A manutenção requer isolamento de linha positivo
Para sistemas de água limpa, os materiais do corpo e dos acabamentos devem ser selecionados de acordo com a pressão, o ambiente de corrosão, a química da água e os requisitos aplicáveis do projeto.
O ferro dúctil é comum em muitos sistemas de distribuição de água, enquanto o aço carbono, o aço inoxidável ou outros materiais podem ser usados em sistemas de água industriais com condições mais exigentes de pressão, temperatura ou corrosão.
As instalações de água enterrada podem favorecer arranjos de haste não ascendente porque requerem menos espaço vertical.
Os sistemas mecânicos acima do solo podem usar designs de haste ascendente onde a indicação visível da posição da válvula é valiosa.
A válvula também deve estar acessível para operação e manutenção sempre que possível.
Linhas de Processos Industriais
Em plantas industriais, uma válvula gaveta 2 1/2 pode servir como válvula de isolamento em linhas de processo que transportam líquidos, gases, vapor, hidrocarbonetos, utilidades e outros meios compatíveis.
As indústrias típicas incluem:
A especificação exata da válvula varia significativamente entre os serviços.
Por exemplo, uma linha de água geral e uma linha de vapor de alta temperatura podem usar uma válvula gaveta nominal de 2 1/2 polegadas, mas as válvulas podem diferir em:
Material do corpo
Classificação de pressão
Design de capô
Material do assento
Material da haste
Embalagem
Terminar conexão
Requisitos de teste
Método operacional
Serviço de Petróleo e Gás
Uma válvula gaveta 2 1/2 usada em serviços de hidrocarbonetos pode exigir construção em aço carbono, aço inoxidável ou liga, dependendo do meio e das condições do projeto.
O projeto também pode especificar requisitos específicos para:
A válvula deve ser especificada de acordo com a folha de dados completa do processo e não apenas com o tamanho nominal do tubo.
Serviço Steam
A tubulação de vapor pode expor uma válvula a temperaturas elevadas e ciclos térmicos significativos.
Fatores importantes incluem:
Para sistemas de vapor de alta pressão exigentes, a construção de vedação sob pressão pode ser considerada quando apropriado.
Processamento Químico
Os sistemas químicos requerem atenção especial à compatibilidade dos materiais.
Uma válvula que funcione bem em serviços com água ou hidrocarbonetos pode não ser apropriada para um produto químico corrosivo.
Os materiais do corpo, da guilhotina, da sede, da haste, da gaxeta, da gaxeta e dos parafusos devem ser avaliados em relação ao fluido do processo.
Sistemas de água de resfriamento e utilidades
As válvulas gaveta são comumente usadas para isolar tubulações de serviços públicos e de água de resfriamento porque oferecem um caminho de fluxo relativamente aberto quando totalmente abertas.
Uma válvula gaveta de 2 1/2 polegadas pode ser instalada antes ou depois de equipamentos como:
A finalidade normalmente é o isolamento do equipamento ou da linha, em vez do controle de fluxo ativo.
Prós, contras e manutenção
Vantagens e Limitações
Uma válvula gaveta 2 1/2 oferece diversas vantagens práticas quando usada para a aplicação correta.
Vantagens
Baixa queda de pressão quando totalmente aberto
A comporta se move em grande parte para fora do caminho de fluxo principal, permitindo um fluxo relativamente irrestrito.
Boa capacidade de isolamento
Uma válvula gaveta adequadamente selecionada e mantida proporciona um fechamento liga/desliga eficaz.
Adequado para tubulações maiores
As válvulas gaveta são amplamente utilizadas em tubulações acima de 2 polegadas, tornando 2 1/2 polegadas um tamanho prático comum para sistemas de água e industriais.
Adequado para serviço bidirecional em muitos designs
Muitos projetos de válvulas gaveta convencionais podem isolar o fluxo de qualquer direção, embora a direção do fluxo especificada pelo fabricante e os detalhes do projeto devam sempre ser verificados.
Vários materiais e configurações
As válvulas gaveta podem ser fabricadas em ferro dúctil, aço carbono, aço inoxidável, liga de aço e materiais especiais.
Eles também estão disponíveis com diferentes hastes, cunhas, castelos, classes de pressão e conexões finais.
Bom desempenho hidráulico totalmente aberto
Como o caminho do fluxo pode ser relativamente reto quando totalmente aberto, as válvulas gaveta funcionam bem em sistemas onde é importante minimizar a resistência.
Limitações
Não se destina a estrangulamento de rotina
A abertura parcial pode danificar os assentos e o portão ao longo do tempo.
Operação mais lenta
A operação multivoltas leva mais tempo do que uma válvula esférica ou borboleta de um quarto de volta.
Requer autorização operacional
Projetos de haste ascendente precisam de espaço vertical adicional.
Possível desgaste do assento e da comporta
Depósitos, corrosão, erosão e operação repetida podem degradar as superfícies de vedação.
Pode ser difícil operar após longos períodos
Se uma válvula permanecer em uma posição durante anos sem inspeção ou exercício, corrosão, depósitos, condição da gaxeta ou problemas na haste podem aumentar o torque operacional.
Maior e mais pesado do que algumas alternativas
Dependendo da classe de pressão e do material, uma válvula gaveta pode exigir mais espaço de instalação e suporte do que uma válvula borboleta compacta ou válvula esférica.
Dicas de manutenção
As válvulas gaveta são dispositivos de isolamento relativamente simples, mas o desempenho confiável a longo prazo depende de manutenção adequada.
1. Opere a válvula totalmente
Evite deixar uma válvula gaveta parcialmente aberta por longos períodos.
Quando colocado em serviço, mova-o para a posição totalmente aberta ou totalmente fechada, a menos que o fabricante aprove especificamente outra condição operacional.
2. Inspecione a haste
Verifique a haste exposta ou o mecanismo operacional quanto a:
Corrosão
Sujeira
Danos mecânicos
Desgaste anormal
Para válvulas de haste ascendente, a haste visível pode fornecer informações úteis sobre a posição da válvula e a condição mecânica.
3. Mantenha a lubrificação da haste quando necessário
Siga as recomendações do fabricante para lubrificação.
Não aplique um lubrificante arbitrário sem confirmar a compatibilidade com:
Material da haste
Embalagem
Temperatura do processo
Fluido de processo
Condições ambientais
4. Verifique o vazamento da embalagem
Inspecione a área de vedação da haste quanto a vazamentos.
Vazamentos menores não devem ser simplesmente ignorados ou compensados através do aperto excessivo da gaxeta.
O aperto excessivo pode aumentar o torque operacional e danificar a gaxeta ou a haste.
Siga o procedimento de manutenção do fabricante.
5. Inspecione as juntas do corpo e do capô
Procure sinais de:
Vazamento externo
Corrosão
Danos no parafuso
Deterioração da junta
Falha no revestimento
Qualquer vazamento de uma junta que contenha pressão deve ser avaliado antes que a válvula retorne à operação normal.
6. Exercite válvulas operadas com pouca frequência
Onde os procedimentos operacionais permitirem, as válvulas que permanecem abertas ou fechadas por longos períodos podem se beneficiar do exercício programado.
Isso pode ajudar a identificar problemas como:
Apreensão do caule
Torque excessivo
Depósitos
Ligação de portão
Problemas do atuador
Não opere uma válvula de processo crítico sem seguir os procedimentos de segurança da planta e confirmar que a alteração de sua posição não afetará a operação do sistema.
Se a válvula não atingir o isolamento esperado, as possíveis causas incluem:
Não aplique automaticamente torque excessivo no volante ou na caixa de engrenagens.
A força excessiva pode danificar a haste, a comporta, as sedes ou o mecanismo de operação.
8. Combine a manutenção com as condições de serviço
Uma válvula gaveta em serviço de água limpa pode exigir um cronograma de manutenção diferente de um manuseio:
Os intervalos de manutenção devem, portanto, basear-se na severidade real do serviço, na frequência de operação, nas orientações do fabricante e nos requisitos de confiabilidade da planta.
Escolhendo a válvula gaveta 2 1/2 certa
Uma válvula gaveta 2 1/2 deve ser selecionada como parte do sistema de tubulação e não como um componente isolado.
Antes de fazer o pedido, confirme:
Tamanho nominal do tubo
Pressão de projeto
Temperatura de projeto
Pressão e temperatura operacional
Tipo de fluido
Compatibilidade de materiais
Classe de pressão
Desempenho necessário do assento
Haste ascendente ou não ascendente
Construção de cunha ou portão alternativo
Tipo de capô
Terminar conexão
Operação manual ou acionada
Padrões de projeto e teste aplicáveis
Espaço de instalação
Acessibilidade de manutenção
Para uma aplicação de isolamento industrial padrão, uma válvula convencional de cunha ou de aço fundido pode ser adequada.
Para sistemas mais exigentes de alta pressão ou alta temperatura, uma construção diferente de castelo, material, acabamento ou válvula de vedação de pressão pode ser necessária.
A especificação final da válvula deve sempre ser verificada em relação à classe da tubulação do projeto e às condições de serviço.
Conclusão
Uma válvula gaveta de 2 1/2 é uma válvula de isolamento projetada para tubulação nominal de 2 1/2 pol. Ele usa o movimento linear de uma comporta ou cunha para iniciar ou interromper o fluxo e é melhor operado totalmente aberto ou totalmente fechado.
Sua baixa resistência na posição aberta o torna adequado para distribuição de água, linhas de serviços públicos, tubulações de processo, sistemas de petróleo e gás e outras aplicações industriais onde é necessário um isolamento liga/desliga confiável.
O tamanho nominal por si só, entretanto, não é suficiente para especificar a válvula correta. O projeto da haste, o material do corpo, a classe de pressão, a construção do castelo, a conexão final, a temperatura operacional e as condições de serviço afetam o desempenho.
Para obter confiabilidade a longo prazo, escolha um tipo de válvula e material que corresponda ao sistema de tubulação real, instale-a de acordo com os requisitos aplicáveis do projeto e faça a manutenção de acordo com um cronograma apropriado ao serviço.
A válvula gaveta 2 1/2 correta não deve simplesmente caber no tubo – ela deve fornecer isolamento confiável durante toda a vida operacional esperada do sistema.
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