Uma válvula gaveta é uma válvula de isolamento industrial multivoltas construída com um corpo fundido sob pressão ou forjado, uma gaveta ou cunha, uma haste, sedes, um castelo e um sistema de vedação da haste. A rotação de um volante, redutor ou atuador é convertida através da haste roscada em um movimento linear da comporta: a comporta é levantada para fora do caminho do fluxo para abrir a linha e abaixada novamente entre as sedes para fechá-la. Como o elemento de fechamento é amplamente removido da passagem principal quando totalmente aberto, uma válvula gaveta adequadamente selecionada fornece um caminho de fluxo relativamente irrestrito e baixa perda de pressão em comparação com válvulas que deixam um elemento de fechamento na corrente de fluxo.
As válvulas gaveta de aço industrial são selecionadas com base na classe de pressão, design da comporta, construção do corpo, disposição da haste e da tampa, sistema de sede, materiais, conexão final, temperatura operacional, meio fluido e método de atuação. As configurações de válvula de cunha, placa, aço fundido e aço forjado são adaptadas às condições exigidas da tubulação ou do processo para que a contenção de pressão, a vedação de fechamento, a força de atuação e a vida útil permaneçam adequadas para o serviço especificado.
Especificações da válvula gaveta e configurações técnicas
As válvulas gaveta industriais podem ser classificadas de diversas maneiras diferentes. Estas classificações não devem ser misturadas numa única lista genérica de “tipos”, porque cada uma descreve uma parte diferente do desenho da válvula.
| Base de classificação | Opções principais | O que muda |
|---|---|---|
| Projeto de portão | Cunha, laje, portão expansível | Mecanismo de vedação, cavidade corporal e adequação para serviço em dutos |
| Fabricação do corpo | Aço fundido, aço forjado | Geometria disponível, faixa de tamanho e rota de fabricação |
| Projeto da haste | Haste ascendente, haste não ascendente | Indicação de posição, altura de instalação e disposição haste/rosca |
| Boné (boné) | Tampa de rosca, tampa de vedação de pressão | Tampa de vedação-do corpo e adequação para serviço de pressão/temperatura |
| Terminar conexão | Flangeado, soldado de topo; rosqueado/soquete soldado em válvulas compactas aplicáveis | Conexão de tubulação e método de manutenção/instalação |
| Sistema de materiais | Carbono, baixa temperatura, liga ou aço inoxidável com componentes internos especificados | Capacidade de pressão-temperatura e compatibilidade média |
| Dirigir | Volante, redutor ou atuador | Requisitos de força motriz, automação e controle remoto |
Seu tamanho representativo e envelopes de classe diferem, portanto, uma combinação real de tamanho x classe x material x conexão final deve sempre ser confirmada e não inferida do alcance máximo da família.
Como funciona uma válvula gaveta
Uma válvula gaveta abre e fecha a tubulação convertendo o movimento rotativo do volante, redutor ou atuador no deslocamento linear da comporta através da haste.
Abertura: À medida que a haste opera, a comporta se afasta dos anéis da sede e gradualmente libera o caminho do fluxo. Na posição totalmente aberta, a comporta fica em grande parte fora do orifício, proporcionando um caminho de fluxo reto com resistência relativamente baixa.
Fechamento: A comporta é abaixada entre os anéis da sede até que as superfícies de vedação entrem em contato. Em uma válvula gaveta em cunha, a cunha cônica desenvolve contato de vedação contra as superfícies de assentamento correspondentes perto do final do curso de fechamento. Em uma válvula de gaveta plana, uma comporta plana desliza entre anéis de sede opostos para isolar os lados a montante e a jusante.
Vedação de pressão: Após o fechamento, a pressão da linha atua através da comporta e das sedes. O design da comporta, o contato da sede, a carga da haste e a pressão diferencial influenciam, portanto, tanto o desempenho de fechamento quanto a força de atuação.
As válvulas gaveta destinam-se principalmente a serviços totalmente abertos ou totalmente fechados. A operação contínua em posição parcialmente aberta pode concentrar o fluxo ao redor da comporta e das sedes, aumentando a vibração, a erosão e o desgaste das superfícies de vedação.
Partes e funções da válvula gaveta
O mecanismo de acionamento é apenas parte do projeto. Cada componente principal controla um requisito técnico diferente.
Esta abordagem componente por componente é especialmente importante para uma válvula gaveta industrial, porque especificar apenas “válvula gaveta de aço carbono” não define o interno, as faces da sede, a haste, a junta ou a junta da tampa que realmente determinam se a válvula é adequada para serviço.
Tipos de válvulas gaveta de acordo com projeto técnico
válvula de cunha
Uma válvula gaveta em cunha usa um elemento de fechamento cônico que se desloca entre superfícies de assentamento inclinadas. A geometria da cunha permite que a carga de vedação se desenvolva à medida que a válvula atinge a posição fechada. Os projetos industriais podem usar arranjos de cunha sólidos ou flexíveis, dependendo dos requisitos do projeto e do serviço.
Uma cunha flexível pode acomodar alterações limitadas no alinhamento da sede causadas pela temperatura ou distorção estrutural, preservando ao mesmo tempo o contato entre a cunha e as superfícies da sede. O número de peça da válvula de aço fundido fornecido também identifica superfícies de sede usinadas/polidas (polidas) e opções de sede com revestimento rígido ou resistentes à corrosão como partes importantes do sistema de vedação.
As válvulas de cunha são adequadas para isolamento de processos e instalações, mas não devem ser automaticamente descritas como adequadas para a passagem de raspadores. O SLB distingue os projetos de cunha dos projetos de comporta de expansão em laje ou de passagem total porque a geometria interna do corpo e a disposição da comporta são diferentes.
Válvula gaveta de disco plano (laje)
Uma válvula gaveta de laje usa uma única gaveta plana que desliza entre dois anéis de sede. As versões de furo completo podem manter um furo contínuo quando totalmente abertas, tornando esta construção particularmente relevante para isolamento de tubos onde a continuidade do furo e o passo do furo são requisitos do projeto. A adequação real para a passagem de raspadores deve ser confirmada tanto pelo furo da válvula quanto pela geometria do tubo conectado.
Os dados técnicos fornecidos também identificam as válvulas gaveta de disco plano (placa) como uma família separada de válvulas de aço, e não uma variação de uma válvula de cunha API 600, reforçando a necessidade de selecioná-las com base na função da tubulação e não apenas no diâmetro nominal.
Válvula de gaveta de aço fundido
Uma válvula gaveta de aço fundido usa um corpo fundido sob pressão, permitindo uma geometria de corpo relativamente complexa e amplas configurações de válvula industrial. API 600 é um padrão de produto chave para válvulas gaveta de aço com tampa aparafusada e extremidades flangeadas ou soldadas de topo.
Rotas de aço carbono, aço para baixa temperatura, aço-liga ou aço inoxidável podem ser consideradas dependendo do padrão do produto aplicável e dos requisitos de serviço. A seleção do material do corpo deve ser coordenada com a haste, calço, sedes, gaxeta, parafusos e classificação de temperatura-de pressão necessária, em vez de ser tratada como uma especificação isolada.
Válvula de gaveta de aço forjado
Uma válvula gaveta de aço forjado é comumente usada onde uma configuração de válvula de aço compacta é necessária, especialmente em tamanhos nominais menores e serviços que exigem pressão. A API 602 cobre especificamente válvulas gaveta, globo e retenção em DN 100/NPS 4 e menores para as indústrias de petróleo e gás natural.
O material do produto fornecido também mostra válvulas de gaveta forjadas com caminhos de conexão flangeados, soldados de topo, rosqueados e soldados, dependendo da configuração. Estas opções devem ser tratadas como capacidades familiares e não como prova de que cada conexão final está disponível para cada classe de pressão.
Projeto da haste e da tampa da válvula gaveta
O design da haste controla como o movimento da comporta é transmitido e quanto espaço de instalação a válvula requer. Uma válvula gaveta com haste ascendente move a haste para cima junto com a guilhotina, fornecendo indicação visível de posição, mas exigindo espaço vertical adicional. Uma haste não ascendente mantém uma altura de atuação mais compacta à medida que o portão se move ao longo da haste roscada, útil quando o espaço de instalação é limitado.
A construção da tampa forma o limite superior de pressão da válvula. Os projetos de tampa aparafusada usam uma junta aparafusada da tampa do corpo-e são comuns em válvulas gaveta industriais de aço. As tampas de vedação de pressão usam a pressão da linha para reforçar o arranjo de vedação da tampa e são consideradas para serviços com pressão e temperatura mais altas.
Baixe o guia de estrutura e mecanismo operacional do projeto da válvula de gaveta.pdf
Válvula gaveta API 600 e padrões aplicáveis
Para uma válvula gaveta industrial de aço, o pacote de padrões controla diferentes partes do produto, em vez de funcionar como uma única certificação genérica.
| Regra | Relevância principal |
|---|---|
| API 600 | Válvulas gaveta de aço com extremidades flangeadas ou soldadas e tampas parafusadas |
| API 602 | Válvulas gaveta, globo e retenção compactas DN 100 / NPS 4 e menores para serviços de petróleo e gás natural |
| API 603 | Válvulas de gaveta com tampa parafusadas resistentes à corrosão |
| API 6D | Válvulas para tubulações e tubulações, incluindo configurações de válvula gaveta aplicáveis |
| API 598 | Inspeção e teste de válvulas |
| ASME B16.34 | Classificações de-pressão e temperatura, materiais, dimensões, END, testes e marcação para válvulas aplicáveis |
| ASME B16.10 | Dimensões face a face e de ponta a ponta |
Atualmente, a API identifica esses padrões de válvula gaveta separadamente, enquanto a ASME B16.34 cobre classificações de pressão{1}}temperatura e outros requisitos de construção para válvulas fundidas, forjadas e fabricadas com extremidades flangeadas, rosqueadas e soldadas. ASME B16.10 controla a intercambialidade dimensional por tipo de válvula, tamanho, classe de classificação e conexão final.
Válvula gaveta vs. válvula esférica
Válvulas gaveta e válvulas esfera são usadas para isolamento de tubos, mas conseguem o fechamento usando diferentes mecanismos de fechamento. Uma válvula gaveta move uma comporta linearmente para dentro ou para fora do caminho do fluxo, enquanto uma válvula esférica gira uma esfera perfurada 90 graus. Essas diferenças estruturais afetam a velocidade de atuação, o caminho do fluxo, a atuação e as condições para as quais cada válvula é mais adequada.
| Ponto de seleção | Válvula gaveta | Válvula de esfera |
|---|---|---|
| Movimento de fechamento | Caminho linear do portão | Rotação da bola de 90 graus |
| Dirigir | De múltiplas voltas | quarto de volta |
| Caminho de fluxo totalmente aberto | A porta se retrai do caminho de fluxo principal | O buraco da bola se alinha com o tubo |
| Velocidade de condução | Mais lento porque são necessárias várias voltas da haste | Atuação mais rápida de um quarto de volta |
| Função principal | Isolamento totalmente aberto ou totalmente fechado | Isolamento e fechamento rápido |
| Restrição de fluxo | Abaixa quando o portão está totalmente retraído | Baixo com um design de furo geral de tamanho adequado |
| Capacidade de passagem do raspador | Depende do portão e da construção do corpo; projetos de furo completo podem ser adequados | Depende do furo real da válvula e do furo do tubo |
| Principais fatores de seleção | Projeto do portão, haste, tampa, sedes e condições de serviço | Suporte esférico, furo, sistema de assentamento, torque e condições de serviço |
Uma válvula gaveta é geralmente preferida quando a válvula permanece totalmente aberta por períodos prolongados e um caminho de fluxo livre com baixa restrição é importante. Uma válvula de esfera é frequentemente selecionada onde é necessário fechamento rápido, operação frequente ou controle automatizado de um quarto de volta. Para qualquer projeto, a seleção final deve considerar a pressão diferencial, a temperatura, o meio, a frequência operacional, os requisitos de vedação, a configuração do orifício e os requisitos do atuador, e não apenas o tamanho nominal.
Seleção e materiais de guarnição da válvula gaveta
O corpo sob pressão é apenas a primeira decisão material. Uma folha de materiais completa deve abordar:
- material do corpo e tampa;
- material de portão ou cunha;
- grau de caule;
- anéis da sede e material da face da sede;
- sistema de gaxetas e gaxetas;
- parafusos;
- qualquer revestimento duro ou resistente à corrosão exigido pelo serviço.
O aço carbono é comumente considerado para hidrocarbonetos gerais e serviços de processo, enquanto rotas de baixa temperatura, ligas e aço inoxidável podem ser necessárias conforme a temperatura ou as condições de corrosão mudam. Os materiais da sede e da haste devem então ser adaptados ao corpo, ao fluido e às condições operacionais, em vez de serem selecionados de forma independente.
Para serviços em altas temperaturas, corrosivos ou erosivos, as superfícies de vedação merecem atenção especial, pois o material aceitável do corpo não garante desempenho interno adequado.
Como selecionar uma válvula gaveta para um projeto
A seleção da válvula gaveta deve começar com as condições reais de operação da linha. Os principais controles são:
1. Serviço e meio de linha: Confirme se a válvula é usada para isolamento de tubulação, desligamento de processo ou serviço em alta temperatura, juntamente com a composição do fluido e a presença de sólidos ou componentes corrosivos.
2. Tamanho e classe de pressão: Adapte o diâmetro nominal e a classe de pressão ao sistema de tubulação e ao padrão de projeto aplicável, como API 600, API 602 ou API 6D, quando aplicável.
3. Projeto da comporta e da carroceria: Selecione uma cunha, laje ou outro projeto de comporta aplicável e, em seguida, determine a construção da carroceria fundida ou forjada com base no tamanho, pressão e requisitos de serviço.
4. Materiais e Superfícies de Vedação: Especifique os materiais do corpo, guilhotina, haste, sede/interno, junta e parafuso com base na temperatura operacional, condições de corrosão e desempenho de vedação necessário.
5. Conexão e acionamento: Confirme as extremidades flangeadas ou soldadas de topo, a configuração da haste/tampa e se o acionamento do volante, do redutor ou do atuador é necessário.
Antes da liberação, a especificação da válvula também deve definir a inspeção necessária, testes de pressão, certificados de materiais e documentação do projeto. Isso evita que uma válvula seja compatível apenas em tamanho e classe, enquanto o projeto da comporta, o acabamento ou o arranjo de atuação permanecem inadequados para o serviço real.
Fabricação e controle de qualidade
A qualidade de fabricação é controlada em diversos pontos, não apenas pelo teste de pressão final.
Os controles típicos incluem identificação e rastreabilidade do material, condição de fundição ou forjamento, usinagem de limite de pressão, dimensões da haste e da rosca, preparação das superfícies da cunha e da sede, ajuste da tampa do corpo, montagem da gaxeta, operação funcional, testes e entradas de pressão do corpo, marcação e documentação de liberação.
Para válvulas de aço aplicáveis, a ASME B16.34 inclui requisitos que abrangem materiais, dimensões, exames não destrutivos, testes e marcação, enquanto a API 598 é usada especificamente para inspeção e testes de válvulas. As pressões de teste exatas, os critérios de aceitação e a cobertura de END devem seguir o padrão especificado e o ITP do projeto, em vez de serem aplicados como um número universal para cada configuração de válvula gaveta.
Download: Seleção de materiais de padrões de válvula de gaveta e guia de liberação de projeto.pdf
Aplicações industriais de válvula gaveta
Isolamento de bloco de tubo: As configurações de furo total ou comporta de laje podem ser consideradas onde a linha requer uma passagem aberta de baixa restrição e, quando necessário, continuidade verificada para passagem de pig.
Tubulações de refinarias e processos: válvulas de gaveta de aço fundido ou forjado fornecem isolamento de fechamento-aberto em linhas de processo que normalmente permanecem totalmente abertas ou totalmente fechadas por longos períodos de operação.
Sistemas de alta pressão/alta temperatura: Os materiais de liga e as configurações da tampa de vedação de pressão podem ser avaliados quando a pressão e a temperatura operacionais excedem a faixa prática das configurações convencionais.
Isolamento para manutenção da planta: Válvulas de gaveta flangeadas ou soldadas podem isolar equipamentos de processo ou seções de tubulações durante paradas, inspeção e substituição de equipamentos.
A aplicação deve estar sempre vinculada à pressão, temperatura, meio, taxa de ciclo e requisitos de vedação, e não selecionada apenas pelo nome da indústria.
Fornecimento de válvula de gaveta GNEE e suporte a projetos
A GNEE fornece válvulas gaveta industriais em construções de aço fundido e forjado, incluindo configurações de cunha e laje, com extremidades flangeadas ou soldadas de topo e atuação manual, redutor ou atuador, dependendo dos requisitos do projeto.
Nosso suporte abrange configuração de válvulas, seleção de materiais e internos, correspondência de classe de pressão, conexões finais, atuação, requisitos de inspeção e documentação. Cada pedido é revisado em relação às condições de serviço especificadas para que a configuração final da válvula corresponda à tubulação ou ao serviço do processo.
Perguntas frequentes
P: O que é uma válvula gaveta API 600? R: API 600 cobre válvulas gaveta de aço com tampa aparafusada e extremidades flangeadas ou soldadas de topo e define os requisitos para construção industrial de válvulas de aço.
P: Uma válvula de estrangulamento pode ser usada? R: As válvulas gaveta convencionais destinam-se principalmente ao isolamento totalmente aberto ou totalmente fechado. A abertura parcial pode expor a comporta e as sedes a fluxos instáveis de alta velocidade, vibrações e erosão.
P: Qual é a diferença entre uma válvula gaveta em cunha e uma válvula gaveta em placa? R: Uma válvula de cunha fecha uma comporta cônica contra superfícies de assentamento inclinadas, enquanto uma válvula de disco plano move uma comporta plana entre os anéis da sede. Projetos de disco plano de passagem total podem ser selecionados quando a continuidade do furo do tubo é importante.
P: Quais informações são necessárias para especificar uma válvula gaveta industrial? R: Especifique o tamanho, a classe de pressão, o padrão de projeto, os materiais do corpo e dos acabamentos, o tipo de portão, a construção da haste e da tampa, a conexão final, a temperatura, o meio, o acionamento e a inspeção/documentação necessária.
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