Outras condições de trabalho complexas

Condições de trabalho mais complexas e generalizadas

Vamos analisar brevemente outros tipos de válvulas dentro das 10 condições de trabalho comuns.

Válvula especial para unidade de hidrocraqueamento e coqueificação de refinaria

Coquerias são as plantas em que o coque é produzido, um combustível sólido artificial obtido do carvão mineral e usado principalmente na indústria metalúrgica. O processo de produção, chamado coqueificação ou coquefação, baseia-se na decomposição térmica do carvão por aquecimento a mais de 1.000 °C na ausência de ar (pirólise ou destilação seca): nessas condições forma-se um gás combustível (chamado gás de coque) e um resíduo sólido, o coque, de fato.

Hidrogenação catalítica, ou craqueamento na presença de hidrogênio, ou hidrocraqueamento (HCC), é uma variante do craqueamento catalítico, geralmente realizada em pressões e temperaturas médias-altas (da ordem de 10 MPa e 300 °C) na presença de hidrogênio.

Como a unidade de hidrocraqueamento opera em 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, exigências maiores são colocadas tanto no projeto quanto na construção da válvula.

Nesses casos, aço inoxidável nacional tipo cunha válvulas gaveta e as válvulas globo CC são amplamente utilizadas.

Válvula especial para óleo e gás

Estas válvulas, criadas para controlar o fluxo de óleo e gás, possuem as seguintes propriedades básicas: estanqueidade, resistência à compressão, segurança, ajustabilidade, flexibilidade de fluxo e comutação. Se os fluidos forem óleo e gás de alta pressão, que são inflamáveis e explosivos, as seguintes considerações devem ser mantidas em mente com base nas diversas condições de trabalho das válvulas:

1. Em gás natural úmido contendo sulfeto de hidrogênio e dióxido de carbono, requisitos especiais são colocados no material do corpo da válvula.

2. Se houver resíduos de ácido e outras mídias corrosivas no dispositivo de cabeça de poço e no sistema de coleta e transporte, é necessário selecionar materiais de corpo de válvula que sejam anticorrosivos.

3. Poeira e partículas sólidas aceleram a erosão e o desgaste das partes de fechamento da válvula, portanto, deve-se considerar que o torque de retenção se quebra rapidamente.

4. Em áreas externas em planaltos, desertos e regiões alpinas, a baixa temperatura torna os materiais da válvula quebradiços e mais expostos a deformações de vários tipos.

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

Válvulas especiais para óleo e gás são diferentes das válvulas comuns porque oferecem alta confiabilidade em condições severas e atendem aos requisitos de alta resistência e sem vazamentos!

Condições de trabalho com cloro

Nestas condições de trabalho, a escolha das válvulas deve referir-se ao “Sistema de Tubulação de Cloro Seco” compilado pela American Chlorine Society. O cloro gasoso ou líquido é altamente corrosivo, especialmente se contiver água, pois 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. As válvulas usadas nessas condições devem oferecer funções confiáveis de alívio de pressão na cavidade intermediária.

Condições de trabalho a baixas temperaturas e congelamento

Embora as válvulas para serviço criogênico sejam baseadas na ASME B16.34 e padrões API, elas também possuem outros recursos de projeto para garantir operação confiável em serviço criogênico.

Tais válvulas também podem incorporar um projeto de extensão de castelo que estende a distância da gaxeta e do mecanismo de operação dos fluidos criogênicos, permitindo assim que a gaxeta da haste opere em uma temperatura mais alta e garantindo que o mecanismo de operação da válvula não congele durante o serviço. A norma MSS SP-134 fornece alguns detalhes, incluindo o projeto de extensão do capô.

Condição de ácido fluorídrico

As válvulas usadas em serviço com ácido fluorídrico devem ser limitadas a tipos de válvulas que tenham sido demonstradas em serviço ou testadas com sucesso para operar neste serviço.

As válvulas a serem preferidas são aquelas que não oferecem oportunidade para acúmulo de matéria sólida. É essencial lembrar que as diversas operações de manuseio de ácido fluorídrico devem ser realizadas por técnicos qualificados que verificam rigorosamente as válvulas no mercado e, além disso, os requisitos de projeto, material e detalhes de geometria interna para essas válvulas são muito detalhados e rigorosos. A inspeção e os testes dessas válvulas devem ser feitos com mais frequência do que as válvulas comuns típicas.

Condições de trabalho contendo hidrogênio

As válvulas usadas neste serviço geralmente possuem alta qualidade de fundição em comparação com os suprimentos de fundição convencionais, pois o hidrogênio é um fluido extremamente permeável e as válvulas conectadas por soldagem, com pressões nominais maior ou igual a 600 psi, reduzir potenciais fontes de perda em serviço. A API 941 cobre a seleção e o uso de materiais em serviço com hidrogênio.

Condição de oxigênio

Válvulas usadas em serviços contendo oxigênio devem seguir a norma CGA G4.4-2003 da Compressed Gas Association “Oxygen Piping Systems”, quando aplicável. Válvulas para este serviço devem ser completamente desengorduradas, limpas e instaladas sob condições controladas, e devem ser devidamente embaladas e seladas, pois óleos e graxas são altamente inflamáveis na presença de oxigênio. Diretrizes são fornecidas na CGA G4.1 “Limpeza de equipamentos para serviço com oxigênio”.

Materiais do corpo e da carcaça feitos de bronze ou Monel adequados para serviços contendo oxigênio são frequentemente usados para prevenir faíscas e ignição por impactos mecânicos de alta energia. Existem graxas à base de silicone especialmente formuladas para uso em serviços contendo oxigênio, pois óleos de hidrocarbonetos padrão não devem ser usados na presença de oxigênio.

Fluxo pulsante ou instável

Válvulas de retenção usadas em fluxos pulsantes ou instáveis requerem atenção especial e são frequentemente usadas em compressores de pistão.

Elas podem ser abertas e fechadas rapidamente com variações de fluxo, o que pode causar golpes de aríete e danos à válvula.

Existem várias ideias divergentes sobre os tipos de válvulas a serem usadas em fluxos pulsantes e instáveis, mas, geralmente, válvulas de retenção tipo borboleta, válvulas de retenção tipo prato oscilante e válvulas de retenção de fluxo axial são recomendadas.

Condição ácida (condição H2S úmido)

O uso de materiais de válvula em condições contendo ácido deve cumprir a norma NACE MR0103, que limita:

• a dureza de todo o aço
• requer a solubilização de aços austeníticos
• proíbe o uso de certos materiais para peças sob pressão (incluindo hastes de válvulas)
• propõe requisitos especiais para conexões aparafusadas, válvulas soldadas, etc.

A 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 são encontrados dentro da válvula, como parafusos de conexão da castelo, geralmente estão sujeitos a normas de produto e condições contendo enxofre não estão incluídas nessas normas. Parafusos do corpo para castelo não precisam atender

aos requisitos NACE se o material usado para os parafusos não resistir diretamente ao fluido de processo. 

Se não for possível excluir ou evaporar qualquer derramamento de enxofre de óleos contendo enxofre (como válvulas de bloqueio), a conexão aparafusada deve cumprir as normas NACE.

Condições de viscosidade ou polimerização

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