Dez tipos comuns de seleção de condição de trabalho de válvulas

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Válvula especial para unidade de hidrocraqueamento e coqueificação de refinaria

A unidade de coqueamento retardado de refinaria é um processo no qual o resíduo de vácuo é craqueado termicamente em profundidade para gerar gás, óleo destilado leve e coque. É um meio importante para as refinarias melhorarem o rendimento de óleo leve e produzirem coque de petróleo.

O processo é dividido em duas partes:

1. Coqueamento – produção contínua
2. Descoqueamento – produção descontinua

As entradas e saídas do forno de aquecimento e do tambor de coque são conectadas com uma válvula de quatro vias. A válvula de quatro vias é um canal importante para a comutação do forno de aquecimento para o tambor de coque. É uma válvula especial e é usada em ocasiões de alta temperatura. Sua qualidade afeta diretamente a capacidade de produção do equipamento. Tanto projetos novos quanto dispositivos antigos na China usam principalmente válvulas de plugue de quatro vias importadas, mas são caras.

A válvula de quatro vias doméstica geralmente tem problemas de estrutura irracional, qualidade instável e falha fácil.

O hidrocraqueamento de refinaria é um dos principais processos de refino de petróleo bruto. Como a unidade de hidrocraqueamento opera sob alta temperatura e alta pressão, o meio é hidrogênio e hidrocarbonetos inflamáveis e explosivos, e as condições de trabalho são especiais, portanto, a vedação deve ser confiável. Portanto, requisitos mais elevados são colocados no projeto e na estrutura da válvula. Atualmente, a maioria das cunhas de aço inoxidável domésticas válvulas gaveta e válvulas globo DC são usadas.

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Válvula especial para óleo e gás

Para controlar o fluxo de óleo e gás, a válvula especial para óleo e gás deve ter as seguintes propriedades básicas: vedação, resistência à compressão, segurança, ajustabilidade, fluxo de fluido e flexibilidade de comutação.

Para fluidos de petróleo e gás de alta pressão, inflamáveis e explosivos, a vedação deve ser resolvida primeiro, e as condições especiais de trabalho das válvulas especiais para petróleo e gás devem ser consideradas:

1. No gás natural úmido contendo sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono, requisitos especiais são propostos para o material do corpo da válvula.

2. Existem salmoura, ácido residual e outras mídias corrosivas no dispositivo de cabeça de poço e no sistema de coleta e transporte, portanto, a seleção de materiais do corpo da válvula e os requisitos anticorrosivos.

3. Poeira e partículas sólidas aceleram a erosão e o desgaste das partes de fechamento da válvula. Fazem com que o par de vedação falhe rapidamente.

4. Em ambientes externos em planaltos, desertos e regiões alpinas, a fragilização por baixa temperatura de materiais da válvula, deformação por flexão, etc.

5. Válvulas especiais para petróleo e gás usadas em dutos de transporte de longa distância exigem a mesma vida útil do duto e não serão substituídas por décadas.

Tudo isso mostra que as válvulas especiais para petróleo e gás são diferentes das válvulas comuns e possuem alta confiabilidade  em condições adversas, e atendem aos requisitos de alta resistência e sem vazamentos.

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Condições de trabalho com cloro

A seleção de válvulas para condições com cloro deve consultar o “Sistema de Dutos de Gás Cloro Seco” compilado pela Sociedade Americana de Cloro.

O serviço com gás cloro ou cloro líquido é um serviço altamente corrosivo, especialmente se o serviço contiver água. O HCl (ácido clorídrico) formado pela mistura de cloro com água corroerá o corpo e os internos da válvula.

Devido ao alto coeficiente de expansão térmica do cloro, se o cloro líquido for selado na cavidade da válvula, a pressão na cavidade da válvula aumentará rapidamente. Válvulas usadas nessas condições devem ter uma função confiável de alívio de pressão da cavidade intermediária.

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Condições de trabalho com congelamento (baixa temperatura)

Embora as válvulas para serviço criogênico sejam baseadas na ASME B16.34 e padrões API, essas válvulas também possuem outros recursos de projeto para garantir uma operação confiável em serviço criogênico. Tais válvulas podem também incorporar um projeto de extensão de castelo que estende a distância da gaxeta e do mecanismo de operação dos fluidos criogênicos, permitindo assim a operação da gaxeta da haste a uma temperatura mais alta e garantindo que o mecanismo de operação da válvula não congele durante o serviço. A norma MISS SP-134 fornece alguns detalhes, incluindo o projeto de extensão de castelo.

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Condição de ácido fluorídrico

Válvulas usadas em serviço com ácido fluorídrico devem ser limitadas a tipos de válvulas que foram comprovadas em serviço ou testadas para manusear com sucesso este serviço. Válvulas que geralmente não oferecem oportunidade para acúmulo de matéria sólida são o tipo de válvula preferido. As operações de manuseio de ácido fluorídrico devem ser realizadas por técnicos qualificados que controlam rigorosamente as válvulas no mercado. Os requisitos de projeto e material e os detalhes da geometria interna para estas (típicas válvulas de aço carbono com internos especiais em Monel ou internos sólidos em Monel) são muito detalhados e a válvula deve ser projetada para ser resistente à corrosão por ácido fluorídrico. Em serviço contendo HF, a inspeção e o teste da válvula devem ser mais rigorosos do que os usados para válvulas de processo típicas.

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Condições de trabalho com hidrogênio

Válvulas usadas neste serviço são frequentemente especificadas para serem de alta qualidade de fundição em comparação com suprimentos de fundição convencionais. Como o hidrogênio é um fluido extremamente permeável, válvulas com conexão soldada e classificação de pressão igual ou superior a 600 psi reduzem potenciais fontes de vazamento em serviço. A norma API 941 abrange a seleção e o uso de materiais em serviço com hidrogênio.

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Condição de Oxigênio

Válvulas usadas em serviço contendo oxigênio devem seguir a Norma da Compressed Gas Association CGA G4.4-2003 “Oxygen Piping Systems”, quando aplicável. Válvulas para este serviço devem ser totalmente desengorduradas, limpas e instaladas em condições limpas, devidamente embaladas e seladas, pois óleos e graxas são altamente inflamáveis na presença de oxigênio. Orientações são fornecidas na CGA G4.1 Cleaning Equipment for Oxygen Service. O manuseio e armazenamento adequados são necessários antes da instalação. Materiais de corpo e internos em bronze ou Monel adequados para serviço contendo oxigênio são frequentemente usados para evitar faíscas e ignição por impactos mecânicos de alta energia. Existem graxas especialmente formuladas à base de silicone para uso em serviço contendo oxigênio, pois óleos de hidrocarbonetos padrão não devem ser usados na presença de oxigênio.

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Fluxo pulsante ou instável

Válvulas de retenção usadas em fluxos pulsantes ou instáveis, que exigem consideração especial, como as usadas em compressores alternativos, podem ser abertas e fechadas rapidamente com mudanças de fluxo, o que pode causar martelamento e danos à válvula. Pode haver opiniões divergentes sobre os tipos de válvulas usadas em fluxos pulsantes e instáveis, mas geralmente válvulas de retenção de borboleta, válvulas de retenção de prato oscilante e válvulas de retenção de fluxo axial são recomendadas para fluxos pulsantes ou instáveis.

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Condição ácida (condição H2S úmido)

O uso de materiais de válvula em condições contendo ácido deve cumprir a norma NACE MR0103. Esta norma para a indústria de processamento de hidrocarbonetos downstream limita a dureza de todos os aços; requer recozimento em solução de aços austeníticos; proíbe o uso de certos materiais para peças que contêm pressão (incluindo hastes de válvula); e propõe requisitos especiais para conexões aparafusadas, válvulas soldadas, etc. Requer. Atenção deve ser dada à responsabilidade do usuário na NACE MR0103, que afirma que o usuário deve especificar se os parafusos estão expostos a ambientes contendo H2S. A menos que especificado pelo usuário, parafusos que não estão dentro da válvula, como parafusos de conexão do castelo, estão frequentemente sujeitos a normas de produto, e condições contendo enxofre não estão incluídas em tais normas. Parafusos do corpo-castelo não precisam atender aos requisitos NACE se o material usado para os parafusos não suportar diretamente o fluido do processo. Se qualquer vazamento de enxofre de óleos contendo enxofre não puder ser excluído ou evaporado (como válvulas de bloqueio), então a conexão aparafusada deve cumprir as normas NACE. Se um material permitido pela NACE for considerado desnecessário, então atenção especial deve ser dada ao material da junta aparafusada. Este requisito de dureza imposto resultará em uma redução na resistência. A resistência dos parafusos de fixação do castelo será reduzida e pode não ser adequada para as mesmas condições de projeto que os materiais de parafusos padrão.

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Condições de viscosidade ou cura

Válvulas usadas em serviço viscoso ou de cura, como enxofre líquido ou óleo pesado, frequentemente requerem traçado a vapor ou jaquetas de vapor para manter temperaturas de operação adequadas para a operabilidade da válvula. Atenção especial deve ser dada às válvulas de retenção porque sua resposta histerética pode causar problemas operacionais.