Válvula de regulação

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1. Falhas comuns no funcionamento da válvula de regulação ou em reações industriais inadequadas, e métodos de solução. A válvula de regulação é instalada no local, em contato direto com o meio ambiente em que opera. Devido às condições extremas de alta temperatura e pressão, frio intenso e corrosão, além da tendência à cristalização, sua qualidade e confiabilidade afetam não apenas a precisão do controle, mas também a segurança do sistema de produção e a poluição ambiental. Em algumas situações, há uma necessidade urgente de controle automático, mas isso muitas vezes não é possível porque as válvulas de regulação não conseguem atender às exigências do local. Por exemplo, as válvulas de regulação costumam travar, ter suas membranas danificadas, funcionar de maneira lenta, apresentar grandes vazamentos, ter força insuficiente para fechar corretamente, ter um alcance de regulação limitado, além de causar vibrações, ruídos e vazamentos externos. 　　As válvulas de regulação mais comuns são a válvula de assento único, a válvula de dois assentos, a válvula de casco, a válvula de canto, a válvula de trevo, a válvula borboleta, a válvula esférica e a válvula ultraleve multifuncional. As válvulas especiais incluem válvulas para alta pressão, válvulas para altas temperaturas, válvulas resistentes à corrosão e válvulas de corte rápido. 　　Geralmente, a probabilidade de falha nos válvulas de regulação é maior do que em outros instrumentos. Para que os técnicos possam analisar e diagnosticar as falhas, é necessário que conheçam bem as falhas mais comuns nessas válvulas. Os posicionadores de válvula e as manivelas fazem parte das válvulas de controle. 　　Problemas com a válvula de regulação (atouador V):
①. O núcleo da válvula se solta, o vástago da válvula se quebra ou fica torto, ou os pinos da válvula borboleta se quebram;
②. O núcleo da válvula fica preso ao assento da válvula ou aos revestimentos internos, ou há objetos estranhos (ou cristais) que impedem o funcionamento da válvula;
③. A membrana se rompe ou há vazamento no cilindro, além disso, os orifícios de escape da membrana estão obstruídos, ou as juntas “O” estão desgastadas e causam vazamentos;
④. A mola da válvula não está ajustada corretamente, está danificada ou o suporte da válvula se quebrou;
⑤. A válvula está em sua posição máxima, sem margem para ajuste; a escolha do modelo é inadequada, ou a válvula tem um ângulo de abertura incorreto;
⑥. Há grande resistência no movimento do vástago da válvula (por exemplo, devido a um preenchimento apertado ou alta temperatura), o que faz com que a válvula funcione de maneira lenta; a força de acionamento do atuador também é insuficiente;
⑦. O vástago da válvula é muito longo ou muito curto, o que resulta em um curso insuficiente da válvula e em muito barulho;
⑧. Há um grande vazamento na válvula, e os revestimentos que guiam a válvula estão severamente desgastados;
⑨. O núcleo da válvula está muito desgastado ou corroído, e as conexões do vástago da válvula não são adequadas;
⑩. A válvula está limitada em seu movimento, ou a roda manual não foi liberada corretamente, ou há problemas com o rearmento da válvula eletrônica. 　　2. Problemas com o localizador de válvulas (VP): 　　①. Há problemas com a pressão do ar ou do sinal de entrada; a pressão pode ser muito baixa ou muito alta, além disso, há vazamentos graves em válvulas redutoras de pressão, conexões, tubos e no próprio localizador; 　　②. As peças internas do localizador, como as aberturas de regulação e os amplificadores, estão sujas, obstruídas ou não funcionam corretamente; 　　③. A instalação dos componentes de feedback não é adequada; eles não ficam bem fixados, podendo se soltar devido a vibrações; 　　④. As peças mecânicas internas do localizador estão soltas, desgastadas ou envelhecidas, o que causa oscilações; 　　⑤. O localizador não foi calibrado corretamente, o que causa distorções no funcionamento. 　　5. Em termos de processo: 　　①. Presença de objetos estranhos (ou cristais do meio utilizado) dentro dos tubos, que impedem o funcionamento correto da válvula; além disso, a limpeza dos tubos do equipamento não é adequada. 　　②. O processo se desvia das condições de operação previstas no projeto, fazendo com que a válvula de regulação não funcione corretamente. 　　③. Problemas no sistema de processo. 　　④. Operações inadequadas, como abertura incorreta das válvulas ou uso incorreto do volante de controle. 　　 　　2 Experiência na calibração e manutenção de vários tipos de válvulas de regulação (incluindo dampers) e posicionadores 　　 As válvulas de regulação são componentes importantes em um sistema de controle. Quando essas válvulas apresentam falhas, todo o sistema de controle deixa de funcionar. Portanto, é necessário realizar a calibração e a manutenção das válvulas de regulação com cuidado e atenção. A seguir, são descritos alguns tipos de válvulas. 　　1. Válvula reguladora de membrana pneumática 　　 a. Válvula reguladora de membrana pneumática com localizador 　　 Ao calibrar esse tipo de válvula, primeiro é necessário determinar a pressão da fonte de ar; em seguida, realiza-se a calibração de acordo com as normas estabelecidas, para garantir que sua linearidade e sensibilidade atendam aos requisitos exigidos. É importante prestar atenção, ao instalar o localizador da válvula, para que, quando a válvula está em 50% de abertura, o braço de feedback do localizador esteja na posição horizontal. 　　 b. Válvula de regulação por membrana pneumática sem localizador 　Avaliar uma válvula de regulação por membrana pneumática sem localizador exige atenção especial ao intervalo de sinal da válvula. O intervalo de sinal está indicado na placa identificativa; portanto, a avaliação deve ser feita de acordo com esse intervalo. 　　2. Válvula de regulação de tipo cilíndrico A válvula de regulação de tipo cilíndrico possui vantagens como alta potência de saída e resposta rápida. Durante a calibração, primeiro deve-se determinar a pressão da fonte de ar, e em seguida realizar a calibração de acordo com as normas estabelecidas. Se for detectado que a linha não é linear ou que há saltos no movimento, faça um teste de estanqueidade do cilindro, verificando se o cilindro, o pistão, as conexões, entre outros, estão vazando ar. Se o problema persistir, pode ser devido ao preenchimento das válvulas estar muito apertado; ajustar esse preenchimento resolverá o problema. 　　3. Atuador de válvula de ventilação 　O atuador de válvula de ventilação é um tipo especial de válvula. Ao calibrar esse tipo de válvula, primeiro é necessário determinar a pressão da fonte de ar; em seguida, realiza-se a calibração de acordo com as normas estabelecidas. Essas válvulas possuem um localizador, mas sua precisão linear não é muito boa. Basta que elas atendam aos requisitos do processo. Durante as inspeções, é necessário verificar se há vazamentos nos conectores, se a pressão do gás está dentro dos limites normais, e se as partes mecânicas precisam de lubrificação regular. 　　4. Acelerador de velocidade: O acelerador de velocidade de uma unidade geradora é um dispositivo de regulação especial. Ele é composto por um mecanismo de execução e um atuador a óleo; os instrumentos são responsáveis pela parte do mecanismo de execução. Durante a verificação, primeiro deve-se determinar a pressão da fonte de gás e a pressão do colchão de ar; em seguida, a verificação é realizada de acordo com as normas estabelecidas, para que sejam atendidos os requisitos do processo. Durante as inspeções, é necessário prestar especial atenção se há vazamentos nos tubos de gás; caso sejam detectados, eles devem ser corrigidos imediatamente. 　　5. Válvula de diafragma 　A válvula de diafragma é uma válvula de dois estados. Durante a verificação, primeiro deve-se determinar a pressão da fonte de ar e, em seguida, verificar se o funcionamento da válvula é ágil e preciso. Se houver algum problema, verifique se a membrana está danificada e se o material de preenchimento está em bom estado. 　　6. Válvula de corte eletromagnética A válvula de corte eletromagnética inclui a válvula eletromagnética para parada da unidade e a válvula de corte de gás natural no sistema de combustível. Esses tipos de válvulas são de dois estados. Durante a verificação, é necessário prestar atenção especial à tensão da fonte de alimentação, se o funcionamento é ágil e preciso, e se há algum vazamento. 　　7. Alterações nas válvulas de abertura por pressão e nas válvulas de fechamento por pressão As válvulas de abertura por pressão e as válvulas de fechamento por pressão são características inerentes às válvulas; elas são definidas já na fase de fabricação da válvula. Apenas alterando o atuador é possível mudar se a válvula será de abertura ou de fechamento por pressão. No caso de válvulas de controle acionadas por cilindros, isso pode ser feito alterando a posição dos sinais dos cilindros superior e inferior. Se a direção de ação do localizador ou do regulador for alterada, não será possível mudar entre o modo de abertura por ar e o modo de fechamento por ar. 　　8. Válvulas de alívio e válvulas anti-choque de fluxo 　As válvulas de alívio e as válvulas anti-choque de fluxo ficam fechadas quando o processo está em funcionamento normal. Ao testar essas válvulas, é necessário prestar atenção especial à força exercida pela pressão do meio de processo sobre o elemento de acionamento da válvula. Através de cálculos, pode-se determinar o valor necessário para que a válvula funcione corretamente. Para válvulas que se fecham com ar, esse valor não precisa ser necessariamente 100 KPa; pode ser 95 KPa ou 90 KPa. Já para válvulas que se abrem com ar, o valor necessário para o funcionamento correto também pode variar, podendo ser 40 KPa ou 50 KPa. O objetivo é garantir que as válvulas fiquem fechadas de maneira confiável e funcionem corretamente quando o processo está em funcionamento normal. O método para determinar o valor de partida deve ser baseado em cálculos científicos. No entanto, na prática, isso é um pouco difícil. Geralmente, um valor de partida conservador e razoável é definido com base na experiência. Para válvulas controladas por pressão, o valor de partida costuma ser entre 25 e 35 KPa ； Para as válvulas de controle de pressão, o valor de partida empírico é definido entre 85 e 95 KPa. 　　Exemplo: Uma válvula reguladora de alta pressão do tipo pneumático, com posicionador. A entrada é de 20 a 100 KPa, enquanto a saída é de 40 a 200 KPa. A diferença de pressão antes e depois da válvula é de 30.000 KPa. O diâmetro do corpo da válvula é de 8 mm, o curso da válvula é de 20 mm. A área efetiva da membrana é de 280 cm². A força de fricção da válvula é de 30 Kgf. Qual é o nível de verificação necessário para esta válvula, sob pressão normal? Até que ponto ela precisa ser testada para poder funcionar corretamente após sua instalação? 　　Solução: (1) Verificar o percurso. Ou seja, é inserido um valor de 20 a 100 KPa, de modo que a saída fique entre 40 e 200 KPa. Nesse caso, a válvula percorre toda a sua extensão de 20 mm. 　　 (2) Pressão de partida para verificação (tipo de fluxo aberto):
Po = (△P × πr² + Fm + Fe) / Ae
= (300 × π × (0,4 × 0,4) + 30 + 280 × 0,05) / 280
= 70 Kpa

Na equação acima, Fe representa a força de compressão do assento da válvula; geralmente, assume-se que Fe = 0,05 × Ae.

Após determinar o valor de partida, proceda com os seguintes ajustes:
(1) Insira um sinal de 20 a 100 KPa e ajuste o ponto zero do posicionador, de modo que a saída seja zero (40 KPa).
(2) Comprema a mola; aumente gradualmente o sinal de entrada, até que a saída atinja 70 KPa, momento em que a válvula começa a funcionar. 　　 　　 　　Considerações sobre a calibração e manutenção dos vários instrumentos no sistema de alarmes de intertravamento 　　 1. Transmissores, sensores e termopares (resistivos) 　　 No sistema de alarmes de intertravamento, os transmissores, sensores e termopares (resistivos) presentes no local convertem os parâmetros do processo em sinais elétricos analógicos, que são enviados ao sistema DCS. No sistema DCS, as funções de controle sequencial são utilizadas para implementar proteções e alarmes de intertravamento. Portanto, ao realizar a manutenção desses instrumentos, é necessário seguir as seguintes orientações: 　　 a. Obter a autorização necessária para desativar o sistema de intertravamento, de modo que os operadores e técnicos responsáveis pelo processo fiquem cientes da situação. 　　 b. Remover as interligações existentes no CRT. 　　 c. Ter conhecimento sobre a relação entre os instrumentos que são mantidos e os outros sistemas de controle, a fim de evitar operações errôneas. 　　 d. No CRT, coloque os instrumentos que estão sendo mantidos no estado MAN e CAL. 　　 e. Realizar manutenção e calibração dos instrumentos de campo. 　　 f. Após a verificação e manutenção, e após se confirmar que os valores de K5 estão normais, o modo CAL é desativado no CRT, e o sistema é ajustado para o modo AUT. 　　 g. Após verificar que os parâmetros estão dentro dos limites normais, emitir a ordem de ativação do sistema de intertravamento, para que este seja ativado. 　　 2. Interruptores de pressão e instrumentos com bola flutuante 　　 Ao realizar a verificação e manutenção dos interruptores de pressão e dos interruptores com bola flutuante no local, siga os seguintes passos: 　　 a. Obter a autorização necessária para desativar os sistemas de intertravamento. 　　 b. Remover a interligação correspondente no CRT. 　　 c. Realizar a verificação e manutenção dos interruptores no local. 　　 d. Após a verificação e confirmação de que tudo está correto, é emitido o formulário para a ativação do sistema de intertravamento, que é então ativado na tela CRT. 　　 3. Inspeção e manutenção das válvulas eletrônicas de intertravamento 　　 As válvulas eletrônicas de intertravamento são divididas em aquelas que permanecem sempre carregadas e aquelas que nunca ficam carregadas. 　　 a) Válvulas eletromagnéticas sempre carregadas: Ao verificar e manter esse tipo de válvula eletromagnética, como ela está sempre carregada, ocorre um aumento da temperatura da válvula, o que pode ser percebido ao tocá-la com a mão. Se a elevação da temperatura for significativa, isso indica que há um problema na parte do bobina da válvula eletrônica, que precisa ser substituída imediatamente. Ao substituir a válvula eletrônica, certifique-se de que ela esteja em uma posição segura. 　　 b. Válvulas eletromagnéticas que geralmente não estão carregadas elétricamente. Ao realizar a manutenção dessas válvulas eletromagnéticas, é difícil detectar problemas nas partes relacionadas aos circuitos e às bobinas; portanto, são necessárias medições reais. Durante os testes, verifica-se se o circuito está funcionando corretamente e se há isolamento adequado. Além disso, é importante garantir que a válvula esteja em uma posição segura durante os testes. 　　 4. Manutenção de sistemas de intertravamento sem interruptores de comutação intertravada. Seja adotando “medidas rigorosas” nos sinais de entrada ou nas partes que realizam as ações, é necessário primeiro compreender os princípios do intertravamento. É preciso ter muito cuidado durante o trabalho; não se pode ser descuidado nem por um instante! 　　 Em sistemas de intertravamento que não possuem interruptores de comutação, para evitar ações acidentais, devem ser adotadas “medidas físicas” no local, como o uso de pinos em válvulas eletromagnéticas, limitadores nas manivelas das válvulas de regulação ou fixação do eixo da válvula ； Coloque o motor na posição MAN, ou adote “medidas drásticas” no lado do sinal de entrada; por exemplo, use o método de curto-circuito seguido de abertura de circuito, com base em contatos abertos ou fechados, e só então realize a manutenção.