Valvulas de controle - Completa

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Instrumentao e Automao

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<p>SNCA MINI CURSO</p> <p>Seleo e Aplicao de Vlvulas de Controle Salvador, 12/06/07</p> <p>Apresentao Nome: David L. Rodrigues Empresa: Fluxo Petrleo Gerente de Vlvulasdavid.rodrigues@fluxosolutions.com.br</p> <p>Horrios08:30-10:00h 10:00-10:20h: Coffee-Break 10:20-12:30h 12:30-14:00h: Intervalo para Almoo 14:00-15:30h 15:30-15:50h: Coffee-Break 15:50-18:00h</p> <p>Mini Curso Vlvulas de ControlePrograma 1. O que esperamos 2. Vlvula de Controle: Corpo, Internos, Atuador e Acessrios 3. Servios Severos 4. Seleo 5. Dimensionamento</p> <p>Por que falar de Vlvulas de Controle?</p> <p>Onde Est o Atrativo ?</p> <p>Importncia da Vlvula de Controle Parte do sistema de instrumentao Afeta dinamicamente o ganho da malha de controle a parte mais cara da malha de controle Manipula a energia do processo Toda a inteligncia do sistema de controle traduzida ao processo atravs da VC. Conseqentemente afeta a produtividade do processo Por tudo isto geralmente o elemento mais difcil de especificar Nota: As vlvulas de controle se parecem no papel, porem existem grandes diferenas entre elas</p> <p>Vlvula de Controle: Disciplinas Controle Processo Mecnica dos Fluidos Tecnologia de Materiais Instrumentao &amp; Eletrnica</p> <p>Malha de Controle de NvelSP VP100</p> <p>VazoSP (Setpoint) VP (Nvel)</p> <p>Trans de Nvel</p> <p>0</p> <p>Setpoint P I D</p> <p>Controlador</p> <p>Vlvula de Controle Vazo</p> <p>Tipos de Vlvulas de Controle Rotativas: So vlvulas onde o eixo da vlvula gira em torno de si mesmo, possibilitando o obturador mover-se em ngulo, na rea de vedao (sede), manipulando a vazo controlada. Exemplos: vlvulas tipo esfera, borboleta e de obturador excntrico.</p> <p>Rotativa</p> <p> Deslocamento Linear: So vlvulas onde a haste do obturador desliza em movimento linear na rea de vedao, controlando a vazo, pela abertura ou fechamento da passagem do fluido pela sede. Exemplos: vlvulas tipo globo, gaveta, faca, diafragma.</p> <p>Deslocamento Linear</p> <p>VLVULA DE DESLOCAMENTO LINEAR OU GLOBO</p> <p>Vlvula Tipo Globo Vlvula globo o tipo mais verstil. utilizada em todos os tipos de industria, em diversas aplicaes. Uso geral: vapor, gua, hidrocarbonetos, processos quimicos, etc. Construo robusta Suportam alta presso e temperatura, Construes ANSI 150# - 2500# , casos especiais pode atender Classes at 50000#. Ampla lista de materiais de construo. Excelente classe de vedao (ANSI CL. IV ~VI). Construo para todos os tipos de conexes (rosca, flange, solda) e variadas Normas (ANSI, DIN, JIS).</p> <p>Vlvulas Tipo Globo1. Tipos de Corpos 2. Castelos 3. Internos 4. Guias 5. Gaxetas 6. Caractersticas de Vazo</p> <p>Vlvula Tipo Globo Principais Componentes</p> <p>Atuador</p> <p>Corpo</p> <p>Globo Sede Simples</p> <p>Globo Angular</p> <p>Globo Sede Dupla</p> <p>Vlvula Figura Y</p> <p>Tipo Saunders</p> <p>Tres Vas (Divergente)</p> <p>Corpo Bipartido</p> <p>VALVULAS DE CONTROLE: CASTELOS Objetivo:</p> <p>Conecta o corpo ao atuador Guia para a haste ou eixo do obturador Sistema de selagem para o fluido manuseado Troca de calor com o meio ambiente</p> <p>CASTELO - MTODOS DE CONEXO AO CORPO: FLANGEADO</p> <p>Control Valve pag 329</p> <p>TIPOS DE CASTELO</p> <p>CASTELO ALONGADO COM ALETAS</p> <p>Tcnica Obsoleta</p> <p>GUIASOs guias de uma haste numa Vlvula de Controle so usadas para: Alinhar o obturador com a sede Controle de vibrao lateral Absoro de foras laterais geradas pela</p> <p>queda de presso</p> <p>Tipos de Guias: HasteBucha Guia</p> <p>Tipos de Guias: Topo e Fundo</p> <p>Tipos de Guias: Gaiola</p> <p>Control Valve pag 299</p> <p>Tipos de Guias: Sede</p> <p>Control Valve pag 300</p> <p>INTERNOS (TRIM) Internos o corao da Vlvula de Controle Funo: Controlar o Fluido Objetivo: funcionar dentro da especificao durante um perodo de tempo aceitvel</p> <p>INTERNOS: PRINCIPAIS CONSIDERAES Vida til desejada</p> <p> Tipo de fluido: erosivo, corrosivo Temperatura elevada dP elevado</p> <p> Rudo? Flashing? Cavitao? Caracterstica de vazo Classe de vazamento</p> <p>Vlvulas Globo: Componentes TpicosPrensa Gaxeta Haste Engaxetamento Anel do Pisto Obturador Corpo Gaiola ou Anel Retentor da Sede Sede e Junta da Sede Castelo Prisioneiros e Porcas Juntas</p> <p>Internos Balanceados - Opes Linear ou = % rea reduzida Para Alta/Baixa Temperatura Baixo Rudo e AntiCavitante Simples estgio Multi-estgio Difusor interno</p> <p>Vlvula Gaiola BalanceadaAnel Pisto Orificio Balancea mento Obturador Controle de lquidos e gases limpos, classe de vedao II,III,IV,V ou VI. Guia na gaiola garante uma excelente estabilidade lateral do obturador Atuador Menor ANSI Class 150/300/600 Desvantagens: No deve ser utilizada em fluidos com slidos em suspeno</p> <p>Gaiola Balanceada: Vedao TFELado alta pressoPlug Cage</p> <p>Figura em orientao FTO</p> <p>Anel de vedao em PTFE energizado por presso Range Temp. : -46oC a +232oC Vazamento ANSI : Classe IV, V Projeto Full Groove Aplicado em FTO ou FTC</p> <p>Gaiola Balanceada: Vedao GrafiteNi-Resist Anel Interno</p> <p>Grafite Anel Externo</p> <p>Anel de vedao de grafite Range de Temp. : -196oC a +454oC Vazamento ANSI : Classe III, IV Material resiliente Grafite Aplicao em FTO ou FTC</p> <p>Vlvula No Balanceada</p> <p>Controle de lquidos, gases e vapores e outros de difcil manuseio (alta viscosidade) Dimetros de 1/2 - 4 pol. ANSI Class 150/300/600 Vedao: Class IV, V e VI Desvantagem: Requer Atuadores maiores</p> <p>VALVULAS DE CONTROLE: GAIOLAS</p> <p>ABERTURA RPIDA (Quick opening)</p> <p>LINEAR</p> <p>IGUAL PORCENTAGEM</p> <p>VALVULAS DE CONTROLE: GAXETAS</p> <p>Sistemas de Engaxetamento O sistema de engaxetamento fornece um selo dinmico entre a presso na vlvula e a haste. importante na preveno de vazamentos do fluido de processo para o meio ambiente. Instalados na caixa de gaxetas, os anis de engaxetamento so mantidos sob presso pelo espaador, que transfere a carga dos prisioneiros e flange. Materiais do engaxetamento so selecionados pela temperatura e caractersticas qumicas do processo. Anis de grafite e de TFE so os mais comuns.</p> <p>Grafite</p> <p>Teflon</p> <p>Engaxetamento: Teflon</p> <p>Engaxetamento de Teflon tipo Enviro-Seal</p> <p>Sistema de Engaxetamento tipo ENVIRO-SEAL O sistema de engaxetamento de alta performance ENVIRO-SEAL excelente para aplicaes que requerem vazamentos reduzidos em conformidade com normas de proteo ambientais (abaixo de 500 PPM). Seu projeto de carga-ativa usa molas para manter constante a carga de vedao nos anis das gaxetas. Mantem as gaxetas sob constante carga por um perodo muito maior do que o engaxetamento standard, reduzindo a frequncia dos ajustes e reparos.Parafusos &amp; Porcas Flange</p> <p>Molas</p> <p>Anel Seguidor</p> <p>Sistema de Engaxetamento HighSeal para Aplicaes Severas O Sistema de engaxetamento de carga ativa de grafite HIGH-SEAL oferece excepcional capacidade de vedao. Utilizando molas Belleville, o sistema de carga ativa fornece uma carga constante sobre o material do engaxetamento, reduzindo a necessidade de ajustes e manutenes na caixa de gaxetas. O Sistema HIGH-SEAL possui uma escala que fornece indicao visual da carga de engaxetamento. O Sistema HIGH-SEAL particularmente til em aplicaes que ultrapassam os limites de presso e temperatura do engaxetamento ENVIRO-SEAL. Indicador de Carga</p> <p>Caractersticas Projeto do fole Externamente pressurizado Guia superior e inferior Suporte e alinhamento radial</p> <p> Batente mecnico Previne extenso maior</p> <p> Detetor de vazamento Vedao Redundante Caixa de gaxetas padro</p> <p>VALVULAS ROTATIVAS</p> <p>Por Que Usar Vlvulas Rotativas? Vantagens Soluo Mais Econmica Melhor Relao $/CV Aplicao em Fluido Sujos, Com Potencial para Obstruo e Com Slidos em Suspenso Mais Compactas e Menor Peso Melhor Sistema de Vedao do Eixo Limitaes Restrio para Altas Quedas de Presso Poucas Opes de Caractersticas de Vazo</p> <p>TIPOS DE VLVULAS ROTATIVAS Esfera Segmentada</p> <p> Obturador Excentrico</p> <p> Borboletas</p> <p>VLVULA ROTATIVA: ESFERA SEGMENTADA</p> <p>ATENUADOR DE RUDO:</p> <p>O atenuador rotativo pode ser utilizado em aplicaes de lquidos e gases, reduzindo o efeito da cavitao e o nvel de rudo. Reduo do nvel de rudo em at 10 dBA e, permitindo o clculo de cavitao com KC = 1.0. Fluxo somente direto, disponvel em dimetros de 4 at 20 polegadas. Uso em celulose com consistncia mxima de 2%.</p> <p>Vlvula Rotativa Tipo Obturador Excentrico</p> <p>Vlvula Rotativa Tipo Obturador Excentrico</p> <p>Rudo: FonteInterno baixo nvel de rudo Placa DVD (Differential Velocity Device) 1.0 at 12.0 Proporciona atenuao de rudo at 15 a 25 dBA</p> <p>VLVULA ROTATIVA - BORBOLETA</p> <p>Fisher 9500 Butterfly Valve</p> <p>VLVULA BORBOLETA: DETALHES</p> <p>VALVULAS DE CONTROLE: CONEXES conexes de uma Vlvula de Controle devem acompanhar as conexes da tubulao Roscadas Flangeadas Soldadas As</p> <p>Tipos de Conexes CONEXES ROSCADAS Mais utilizadas em vlvulas de pequenos dimetros (&lt; 2.0). Mais econmicas. Vedao metal/metal na rosca. Difcil manuteno e vazamentos. CONEXES FLANGEADAS Facilmente removidas da tubulao. Alto range de temperatura e presso. Pode ser utilizada em vlvulas de qualquer dimetro. Tipos: FF / RF / RTJ. CONEXES SOLDADAS So econmicas e apresentam mnimos nveis de vazamentos, mesmo em altas presses. Porm so mais difceis de serem retiradas da tubulao. Tipos: Socket Weld and Butt Weld.</p> <p>CONEXES TIPO ROSCA</p> <p>Control Valve pag 319</p> <p>Conexes Flangeadas: RF, FF e RTJ</p> <p>Conexo Flangeada: Tipo Wafer</p> <p>CONEXOES: ALINHAMENTO DE FLANGES</p> <p>Control Valve pag 322</p> <p>CONEXES TIPO ENCAIXE PARA SOLDA (BUTT WELD) Aplicao: Alta Temperatura e Alta Presso Desvantagem: Dificuldade de Remoo da Tubulao</p> <p>Control Valve pag 324</p> <p>Relao Temperatura x Presso (Norma ANSI)</p> <p>CLASSES DE VAZAMENTO Standard FCI 70-2</p> <p>Para lembrar um teste de aceitao usado por fabricantes (e equipes de servios) e efetuado em condies especficas As vazes utilizadas no teste no podem ser traduzidas para as condies de aplicao com outros fluidos ou processos</p> <p>CLASSES DE VAZAMENTOA maioria dos usurios esperam que uma Vlvula de Controle de sede simples vedem quando fechada No existe vazamento zero Expresses como bubble tight e tight shutoff no tem significado Uma vlvula de controle pode ser aprovada no teste de vazamento do fabricante. Porem outra coisa a vlvula vedar aps anos de servio com fluido corrosivo ou erosivo</p> <p>Classe de Vedao</p> <p>Classe de Vedao</p> <p>Vlvula Tipo Globo Atuador</p> <p>Atuador</p> <p>Corpo</p> <p>FUNES BSICAS DO ATUADOR:Posicionar o componente de fechamento da vlvula de controle (obturador) Manter o obturador na posio desejada Fornecer a carga de assentamento adequada com a classe de vazamento Fornecer o deslocamento necessrio Executar o deslocamento no tempo necessrio Oferecer um Modo de Falha* *Falha Abre/FalhaFecha/Travar na ltima Posio</p> <p>Um atuador incorretamente dimensionado- No fechar a vlvula corretamente. - No atender o nvel de estanqueidade desejado. - Atuao instvel.</p> <p>Fatores que Influenciam a Seleo de um AtuadorTipo da Vlvula Ao na Falta de Ar Presso de Suprimento de Ar Dimetros do Corpo, dos Internos e da Haste Classe de Vazamento Presso Diferencial Mxima Tipo Engaxetamento Curso da Haste Acessrios: Volante e Batente (Travel Stop)</p> <p>Tipos de Atuadores</p> <p>DIAFRAGMA PISTO HIDRULICO ELETROHIDRAULICO</p> <p>Atuador Manual</p> <p>Atuador com Alavanca</p> <p>Atuador com Caixa Redutora e Volante</p> <p>Atuador electro-mecnico</p> <p>Atuador electro-hidrulico</p> <p>Atuador tipo pinho e cremalheira</p> <p>Duplo Efeito</p> <p>Retorno por Mola</p> <p>Atuador tipo Diafragma</p> <p>Atuador tipo Diafragma</p> <p>Atuador tipo Diafragma</p> <p>Atuador tipo Diafragma para Vlvulas Rotativas</p> <p>Atuadores tipo DiafragmaVantagens x DesvantagensVantagens Desvantagens</p> <p>Custo Baixo Simplicidade</p> <p>Capacidade de Acionamento Limitada Tamanho Grande Pesado</p> <p>Ao de Falha Segura Inerente Baixa Presso de Suprimento Adjustavel Manuteno Fcil</p> <p>Atuador tipo Pisto Simples e dupla ao Apresenta fora superior ao tipo diafragma Suprimento de ar de 40 a 125 psig Opo de volante para operao manual Aplicaes tpicas: Vlvulas de Alta Presso e servios e exigem rpido acionamento, ex: Vlvulas Anti Surge de Compressor.</p> <p>Atuador tipo Pisto</p> <p>Atuador tipo Pisto para Vlvula Globo</p> <p>Atuador tipo Pisto para Vlvula Rotativa</p> <p>Atuador tipo Pisto</p> <p>Atuadores tipo PistoVantagens x DesvantagensVantagens Desvantagens</p> <p>Alto Torque Leve Adaptavel para Alta Temperatura Atuao Rpida Rigidez Alta</p> <p>Requer Dispositivo Adicional para Ao em Falha Segura ou Acrescimo de Mola Alto Custo Requer Suprimento de Alta Presso</p> <p>Quando Usar o Posicionador Regra Antiga(entre outros motivos): Com Pisto de Ao Dupla Amplificar o Sinal para o Atuador Melhorar Velocidade de Resposta Superar a Frico Ajudar na Vedao no Conjunto Sede/Obturador Controle Split Range Evitar o Uso de Posicionadores em Malhas de Controles Rpidas (Ex: Vazo)</p> <p>Quando Usar o Posicionador Regra</p> <p>Atual: SEMPRE</p> <p> Diagnosticos Sinal de Abertura p/ Sala Controle Superar a Banda Morta</p> <p>Comparao Posicionador Digital x AnalogicoPreciso Digital: 0.1% Analgico: 0.3% a 2% Estabilidade Digital: 0.1% ao ano Analgico: 0.1 a 0.7% Rangeabilidade Digital: 50:1 Analgico: 10:1 Diagnostico e Auto Teste Digital: Sim Analgico: No Digital: Sim, Sim, Sim......</p> <p>Por Que o Posicionador Digital No Est Sendo Plenamente Usado-Coordenao da Manuteno Desconhece os Benefcios do Posicionador Inteligente (Comprometimento) -Equipe de Manuteno No Est Sendo Treinada Adequadamente -Falta Um Responsvel com Dedicao -Falta TreinarTreinarTreinar</p> <p>Seleo do Posicionador Inteligente: Itens Importantes-Possibilidade de Upgrade -Custo de Upgrade -Apoio Local -Facilidade de Diagnostico -Assinatura de 0 a 100% de abertura Opes Desejveis: -Fieldbus -Partial Stroking Test -Software de Diagnostico</p> <p>Posicionador Digital: Principio de Funcionamento</p> <p>Assinatura da Vlvula Significado DVC Presso de Sada, psig Closed = 667/PDTC Upscale Plot (Opening) Computed Best-Fit Line Cursor Downscale Plot (Closing) Position Stem Travel, inches</p> <p>what1</p> <p>Acessrios</p> <p>Acessrios</p> <p>XFV-026 Pumparound Control Valve</p> <p>XFV-005 Pusharound Control Valve</p> <p>Acessrios1.Filtro/Regulador de Pressao 2. I/P 3.Valvula Solenoide 4. Chaves Limite (Fim de Curso) 5. Booster 6. Transmissor de posio da haste 7. Lock up Valve 8.........</p> <p>Acessrios:</p> <p>Acessrios: Vlvula Solenoide</p> <p>Acessrios: Vlvula Solenoide</p> <p>Acessrios: Booster</p> <p>Acessrios: Volante &amp; Batente</p> <p>Acessorios: Chave Limite</p> <p>Cv - DefinioCv um ndice da capacidade da vlvula definido como o nmero de gales (US) de gua a 60 graus F, que flui atravs da vlvula em um minuto com uma queda de presso de 1 PSI</p> <p>Cv - Definio</p> <p>Cv x Abertura da Valvula</p> <p>Caracterstica de Vazo A Caracterstica de Vazo determina como o coeficiente de vazo (Cv)varia em resposta a uma mudana na posio da vlvula</p> <p>Caracterstica Inerente de Vazo</p> <p>Caracterstica Inerente de Vazo</p> <p>Caracterstica Inerente x Instalada : Linear</p> <p>Caracterstica Inerente x Instalada : =%</p> <p>Caracterstica Inerente x Instalada : Abertura Rpida</p> <p>INSTALLED</p> <p>INTERNOS DE VLVULA GLOBO DE CONTROLE CARACTERSTICA LINEAR</p> <p>INTERNOS DE VLVULA GLOBO DE CONTROLE CARACTERSTICA IGUAL PORCENTAGEM</p> <p>INTERNOS DE VLVULA GLOBO DE CONTROLE CARACTERSTICA ABERTURA RPIDA</p> <p>Caracterstica de Vazo Como Selecionar Regra do Dr. Baumann: Determine o dP da vlvula na vazo mnima Determine o dP da vlvula na v...</p>