As válvulas de portão são um produto da Revolução Industrial. Enquanto os projetos de válvulas, como válvulas de bola e plugue, existem por mais tempo, as válvulas de portão dominaram a indústria há décadas, até a ceder recentemente participação de mercado significativa nos projetos de válvulas de bola e borboleta.
O que torna as válvulas de portão diferente de válvulas de bola, plug e borboleta?
As válvulas de portão diferem das válvulas de bola, plugue e borboleta, pois seu elemento de fechamento, uma placa, portão ou válvula do tipo balde sobe através de várias rotações do eixo ou caule, na parte inferior do caule, fora da passagem, e no topo, o capô. Essas válvulas que abrem em um movimento linear também são conhecidas como válvulas de várias turnos ou lineares, ao contrário das válvulas de quarto de volta, onde o caule gira 90 graus e normalmente não aumenta.
As válvulas de portão estão disponíveis em dezenas de diferentes materiais e várias classificações de pressão. Eles variam em tamanho de NPS ½ polegada, que se encaixa na sua mão, a NPS 144 polegadas, o que é tão grande quanto um caminhão. As válvulas de portão são feitas de peças fundidas, componentes ou componentes soldados, mas as peças fundidas dominam o design.
Quais são as características mais desejáveis de uma válvula de porta?
Uma válvula de porta é capaz de abrir completamente, deixando pouca obstrução ou atrito no orifício do fluxo.
Uma válvula de porta aberta fornece aproximadamente a mesma resistência ao fluxo que uma seção do tubo com o mesmo tamanho da porta. Como resultado, as válvulas de portão ainda são fortemente consideradas para aplicações de bloqueio ou troca. Em alguma terminologia da válvula, as válvulas de portão são chamadas de válvulas de bloqueio.
O que eu preciso saber sobre o uso de válvulas de portão?
As válvulas de portão geralmente não são adequadas para regular o fluxo ou operar em qualquer direção que não seja totalmente aberta ou totalmente fechada. O uso de uma válvula de porta parcialmente aberta para acelerar ou regulamentar o fluxo pode resultar em danos ao retalho da válvula ou à sede do corpo devido à colisão da superfície do assento em um ambiente de fluxo turbulento parcialmente aberto.
Que tipos de hastes da válvula de porta estão disponíveis?
Na superfície, a maioria das válvulas de portão parece um pouco semelhante. No entanto, internamente, existem muitas possibilidades de design diferentes.
A maioria das válvulas de porta consiste em um corpo da válvula e um capô com um elemento de fechamento chamado disco ou válvula de gate. O elemento de fechamento é conectado ao caule, que passa pelo capô e eventualmente é conectado a um volante ou outro atuador para operar o caule. A pressão ao redor da haste é controlada pelo empacotamento compactado na área de embalagem ou cavidade. O movimento do disco da válvula da porta no caule determina se o caule aumenta ou penetra no disco à medida que se abre.
Essa resposta também determina os dois estilos de haste/disco primários para válvulas de portão: o aumento do caule ou o tronco não aumentado (NRS).
1. O Rising Stem,
a haste em ascensão, é o estilo de design de haste/disco mais popular no mercado industrial
2. Os caules que não aumentam (NRS)
não aumentaram há muito tempo pelas indústrias de água e oleoduto, e algumas aplicações marítimas que ainda Use válvulas de portão e são restritos de espaço também use o estilo NRS. Os projetos de haste/capa mais comuns usados nas válvulas industriais são o fio e o garfo masculino (OS & y).
O design OS&Y é preferido para ambientes corrosivos porque os threads estão fora da área de vedação fluida. Difere de outros projetos, pois a roda de mão está conectada à bucha na parte superior do garfo, não a própria haste, para que o volante não suba quando a válvula é aberta.
Quais são as modificações em uma válvula de portão?
Quando os profissionais da válvula falam sobre as válvulas do portão industrial, eles costumam ouvir a palavra 'Trim '.
Trim não tem nada a ver com a mancha ou ajuste da válvula; Em vez disso, refere -se aos componentes internos da válvula exposta a uma tremenda pressão ou a uma combinação severa de erosão e corrosão.
Em uma válvula de porta, as peças de acabamento são o caule, a área da assento da válvula, o assento do corpo e o banco traseiro (se aplicável).
As válvulas comuns de bronze ou latão normalmente têm partes de acabamento do mesmo material que o corpo e o capô. As válvulas de aço fundido e de ferro dúctil têm peças de acabamento em todo em ferro ou peças de acabamento de bronze. O termo para válvulas de ferro com acabamento de bronze é 'corpo de ferro, montado em bronze ' (IBBM).
As válvulas de aço podem ser equipadas com várias peças de acabamento diferentes. Estrelite, Hastelloy, 316Ss, 347Ss, Monel e Ligloy 20 são alguns dos materiais frequentemente usados para acabamento da válvula da porta.
Quais são os diferentes tipos de discos da válvula de porta?
O coração da válvula do portão é o elemento de fechamento, que pode vir em dois designs: cunha ou assento paralelo
Design 1: Design de cunha
O design da cunha é o mais popular e existe desde 1843, quando foi inventado pelo famoso engenheiro inglês James Nasmyth. O design da cunha utiliza um disco ligeiramente angular com um assento corporal em ângulo idêntico para obter um desligamento apertado. Essas válvulas estão sentadas aplicando torque para empurrar a aba da válvula
firmemente no assento.
Três tipos de abas de cunha estão disponíveis:
1. Cunha sólida
A cunha sólida existe há mais tempo e houve um tempo em que quase todos os portões de cunha eram do tipo sólido.
A desvantagem do design sólido é que ele não tem nenhuma resiliência e, se o corpo/assento for deformado devido a flutuações extremas de temperatura ou tensões de tubulação, o disco sólido pode ficar preso no assento.
Os discos sólidos ainda são o padrão para bronze, ferro fundido, serviço de água e válvulas compactas de aço carbono (API tipo 602).
2 válvulas flexíveis de cunha
As válvulas flexíveis de cunha são exatamente isso: flexíveis.
Ao adicionar um recesso ou ranhura ao seu perímetro, um retalho de válvula flexível pode acomodar alterações de temperatura e tensões de tubulação adversa sem ligação. O design flexível também é mais fácil de fabricar, porque pequenos defeitos no ângulo do assento podem ser compensados pela flexibilidade do disco.
De longe, o design de borda flexível é o tipo mais comum encontrado nas válvulas de portões comerciais em aplicações industriais.
3. Cunha dividida
A cunha dividida consiste em um design de duas peças com superfícies de acasalamento na parte traseira de cada metade do disco. Essas superfícies de acasalamento permitem que o impulso descendente do caule seja transferido uniformemente pela superfície do disco e do assento.
Esse design flexível também fornece proteção contra o interrupção devido à expansão térmica.
Os portões de cunha são guiados por ranhuras ou costelas fundidas ou soldadas no corpo da válvula. Esses guias de cunha mantêm a aba de válvula na fila ao abrir ou fechar e também impedem que a aba deslize contra o assento a jusante durante a abertura e o fechamento.
A desvantagem do design de divisão é que, em serviço sujo, resíduos ou detritos podem se aglomerar entre as duas metades do disco, fazendo com que a válvula não se assente adequadamente ou até com geléia.
Os projetos de cunha divididos são comumente encontrados em válvulas de aço inoxidável e de alta liga, bem como em muitas pequenas válvulas de bronze.
Design 2: Design de assento paralelo
Os assentos paralelos podem ser carregados na mola para fornecer uma vedação mais rígida ou criar uma vedação positiva na direção a montante. Os assentos paralelos são assentos posicionais, o que significa que a posição do disco da válvula determina o efeito de vedação, não a quantidade de força (torque) exercida no disco pela haste da válvula.
As válvulas da porta de design do corpo/tampa
da válvula geralmente consistem em duas partes principais: o corpo da válvula e o capô.
Essas duas partes compõem o envelope contendo pressão da válvula da porta. Existem vários designs para a interface entre esses dois componentes.
1. Conexão rosqueada
A conexão rosqueada é o design mais simples. No entanto, é usado apenas para válvulas de bronze baratas e de baixa pressão.
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3. Bolt-on bonnet joint
The bolted bonnet fitting is the most popular fitting and is used on most of the gate valves used in industry today. Ao contrário das válvulas de encadeamento e capuz de união, as conexões de capô parafusadas requerem uma junta para selar a conexão entre o corpo da válvula e o capô.
4.
As juntas de vedação de vedação de pressão são criadas pela pressão do fluido no corpo da válvula que atua em uma junta de ferro macio ou grafite em forma de cunha, encerrado entre o corpo da válvula e a tampa da válvula. Nas válvulas de vedação de pressão, quanto maior a pressão na cavidade do corpo da válvula, maior a força na junta. Os capuzes de vedação de pressão são amplamente utilizados em aplicações de alta pressão e alta temperatura, como na indústria de energia.
5.
Capatos soldados soldados do capô são uma conexão muito popular para capas de corpo para válvulas de aço compactas nos tamanhos 1/2 'a 2 ' e classificações de pressão de 800 a 2500 sem desmontagem.
Outros projetos de válvula de portão
1.
Os portões da faca do portão da faca sem capô são particularmente adequados para uso em lamas, como moinhos de celulose e papel.
Os portões da faca são muito finos e apenas um pouco mais largos que o elemento de fechamento (disco). Devido à sua geometria exclusiva e seção transversal fina, os portões de faca são limitados a aplicações de baixa pressão.
2. Portões de luta
na aparência, o portão de sluice nem parece pertencer à família da válvula do portão; No entanto, é caracterizado como uma válvula de porta com base no design do disco deslizante.
Os portões são limitados a pressões muito baixas - na maioria dos casos, a simples pressão da cabeça. Eles são usados principalmente em sistemas de águas residuais e de irrigação.
Onde a válvula do portão é comumente usada?
Embora as válvulas de quarto de volta tenham adquirido a maior parte da participação de mercado da Gate Valve nos últimos 50 anos, ainda existem várias indústrias que dependem fortemente nas válvulas do portão.
1. A indústria de petróleo e gás,
embora as válvulas de esferas tenham feito incursões em gasodutos de gás natural, petróleo bruto ou oleodutos líquidos ainda são o domínio das válvulas de porta de assento paralelas.
2. Indústria de refino de petróleo
em tamanhos maiores, as válvulas de portão ainda são a principal escolha para a maioria das aplicações no setor de refino. Design robusto e custo total de propriedade, incluindo economia de manutenção, são o que torna esse design tradicional popular.
Em termos de aplicação, muitos processos de refino usam temperaturas mais altas que a temperatura operacional segura do Teflon, que é o material principal do assento para válvulas de esferas flutuantes. As válvulas de borboleta de alto desempenho e bola com base metal estão começando a ser mais usadas em aplicações de refinarias, embora seu custo total seja frequentemente maior que o custo das válvulas de portão.
3. Indústria da água
O setor da indústria de água ainda é dominado pelas válvulas de portão de ferro. Eles têm preços razoáveis e têm uma vida útil longa, mesmo em aplicações enterradas.
4. Indústria de energia
A indústria de energia usa válvulas de portão de liga para aplicações envolvendo pressões muito altas e temperaturas muito altas. Embora algumas válvulas globais em forma de Y e válvulas de esferas com tratamento metal projetadas para bloqueio sejam encontradas em usinas de energia, as válvulas de portão ainda são preferidas pelos designers e operadores de plantas.
Qual material é uma válvula de portão?
Aço e ferro são os materiais de construção da válvula mais populares, sendo a escolha da maioria das aplicações industriais e ferro para água, águas residuais e aquecimento, ventilação e ar condicionado (HVAC).
Outros materiais populares da válvula de porta de construção incluem aço inoxidável, bronze e ligas altas, como Hastelloy e Inconel.
Os padrões de projeto e construção para válvulas de portão são publicados pelo American Petroleum Institute (API), pela Sociedade de Padronização de Fabricantes (MSS), pela American Water Works Association (AWWA) e pela Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME).
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