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Soluções para a vibração das válvulas de regulação: 1. Método de aumento da rigidez: Para oscilações e vibrações leves, é possível aumentar a rigidez para eliminá-las ou reduzi-las. Isso pode ser feito usando molas com maior rigidez ou substituindo o mecanismo de acionamento por um pistão, entre outras soluções viáveis. 2. Aumentar a resistência ao amortecimento significa aumentar o atrito contra as vibrações. Por exemplo, a vedação do corpo da válvula pode ser feita com anéis em forma de “O”, ou então podem ser utilizados materiais como grafite, que oferecem maior atrito. Isso pode ajudar a eliminar ou reduzir vibrações leves. 3. Aumentar as dimensões de orientação e reduzir o espaço de ajuste: As válvulas do tipo “axle plug” geralmente possuem dimensões de orientação pequenas, enquanto o espaço de ajuste entre as partes da válvula costuma ser grande, variando entre 0,4 e 1 mm. Isso contribui para a ocorrência de vibrações mecânicas. Portanto, quando ocorrem vibrações mecânicas leves, é possível reduzir essas vibrações aumentando as dimensões de guia e diminuindo o espaçamento entre as peças. 4. Alterar a forma do elemento de restrição, eliminando assim a ressonância. A chamada fonte de vibração da válvula de regulação ocorre no ponto de restrição, onde há fluxo rápido e mudanças bruscas de pressão. Ao alterar a forma desse elemento de restrição, é possível modificar a frequência da fonte de vibração. Assim, fica mais fácil resolver o problema quando a ressonância não é intensa. O método específico consiste em usinar a superfície do núcleo da válvula em uma faixa de vibração de 0,5 a 1,0 mm. Quando um válvula de regulação de pressão autônoma foi instalada perto de um complexo residencial de uma fábrica, o zumbido causado pela ressonância prejudicou o descanso dos funcionários. Após reduzirmos a curvatura da parte interna da válvula em 0,5 mm, o zumbido devido à ressonância desapareceu. 5. O princípio de substituição do elemento de regulação para eliminar a ressonância é o mesmo descrito em 4.5, ponto 4); a diferença está apenas na substituição do elemento de regulação. Os métodos são: ① Alterar as características de vazão, de logarítmico para linear, e de linear para logarítmico; ② Alterar o tipo de núcleo da válvula. Por exemplo, o núcleo do válvula em formato de tampa de eixo pode ser substituído por um núcleo em formato de “V”; o tipo de eixo da válvula de dois assentos pode ser alterado para o tipo de cilindro; o cilindro com aberturas pode ser substituído por um cilindro com pequenos orifícios, etc. Em uma fábrica de fertilizantes nitrogenados, havia uma válvula de dois assentos do tipo DN25, cujo eixo da válvula se quebrava frequentemente no ponto de conexão com o corpo da válvula. Após identificarmos que o problema era causado por ressonância, substituímos o corpo da válvula de característica linear por um corpo de característica logarítmica, e o problema foi resolvido. Por exemplo, em um laboratório de uma escola de aviação, foi utilizada uma válvula de casquilho DN200; o êmbolo da válvula girava intensamente, impedindo seu uso. Ao substituir o casquilho com aberturas por um casquilho com pequenos orifícios, a rotação do êmbolo desapareceu imediatamente. 6. Substituir o tipo de válvula de regulação para eliminar a ressonância. Válvulas de regulação com diferentes estruturas possuem frequências naturais distintas; portanto, substituir o tipo de válvula é o método mais eficaz para eliminar a ressonância de forma definitiva. Uma válvula que sofre vibrações extremas – vibrações intensas (que, em casos graves, podem destruir a válvula), rotações fortes (até mesmo o vástago da válvula pode se quebrar ou torcer), além de gerar um barulho intenso (acima de 100 decibéis). Basta substituí-la por uma válvula com estrutura diferente, e o problema desaparece imediatamente; a ressonância intensa some, como por milagre. Em um novo projeto de expansão de uma fábrica de vinileno, foi utilizada uma válvula de casco DN200. Nos três casos mencionados, ocorreram esses mesmos fenômenos: o tubo DN300 vibrava, a válvula girava e o nível de ruído ultrapassava 100 decibéis. Além disso, a abertura da válvula devido à ressonância variava entre 20% e 70%. Devido a essa grande abertura causada pela ressonância, foi decidido substituir a válvula por uma válvula de dois assentos. Com isso, a ressonância desapareceu e o funcionamento da válvula voltou ao normal. 7. Para reduzir as vibrações causadas pela cavitação, deve-se, naturalmente, encontrar maneiras de diminuir a ocorrência de bolhas de cavitação. ①Faça com que a energia de impacto gerada pela ruptura das bolhas não atue na superfície sólida, especialmente no núcleo da válvula, mas sim seja absorvida pelo líquido. A válvula de casquilho possui essa característica, portanto, o núcleo da válvula do tipo êmbolo pode ser substituído por um do tipo casquilho. ②Devem ser adotadas todas as medidas para reduzir a cavitação, como aumentar a resistência de restrição, elevar a pressão na entrada de redução de diâmetro, realizar tratamento em etapas ou* reduzir a pressão. 9. Evitar as vibrações causadas por ondas de choque provenientes de fontes externas. Isso é algo que deve ser evitado durante o funcionamento normal da válvula de regulação. Se tais vibrações ocorrerem, devem ser tomadas medidas adequadas. Soluções para quando a estabilidade da válvula de regulação é baixa: 1. Alterar a direção da força desequilibrada. Na análise de estabilidade, sabe-se que, quando a força desequilibrada atua na mesma direção que a tendência de fechamento da válvula, a estabilidade desta fica comprometida. Quando a válvula funciona sob condições de forças desequilibradas, utiliza-se o método de alterar a direção de atuação dessas forças; geralmente, isso consiste em mudar o tipo de funcionamento da válvula, de tipo “fechado” para tipo “aberto”. Em geral, isso permite resolver facilmente os problemas relacionados à estabilidade da válvula. 2. Evitar o funcionamento da válvula em suas zonas de instabilidade. Algumas válvulas, devido às limitações de sua própria estrutura, apresentam menor estabilidade quando operam em determinadas posições de abertura. ①Válvula de dois assentos, com grau de abertura inferior a 10%; como o fluxo ocorre na parte superior da esfera e é bloqueado na parte inferior, isso gera problemas de instabilidade; ② A variação da força de desequilíbrio cria condições de instabilidade nas proximidades dessa área. Como nas válvulas borboleta, o ponto de interseção fica em torno de 70 graus; nas válvulas de dois assentos, esse valor está entre 80% e 90% de abertura. Ao se deparar com esse tipo de válvula, o funcionamento em áreas instáveis resultará inevitavelmente em baixa estabilidade; portanto, deve-se evitar operar nessas áreas. 3. Substituir por válvulas com boa estabilidade: válvulas com boa estabilidade apresentam pequenas variações na força de desequilíbrio e bom desempenho na direção do fluxo. Entre as válvulas esféricas mais utilizadas, a válvula de manga possui essa grande característica. Quando a estabilidade das válvulas de um ou dois assentos é baixa, a substituição por válvulas de corpo completo certamente melhora sua estabilidade. 4. A capacidade do atuador, que utiliza o aumento da rigidez da mola, para resistir às mudanças de carga e minimizar seu impacto no curso de movimento, depende da rigidez da mola. Quanto maior a rigidez, menor será o impacto no curso de movimento, e melhor será a estabilidade da válvula. Aumentar a rigidez da mola é um método simples e comum para melhorar a estabilidade da válvula. Por exemplo, molas com uma faixa de pressão de 20 a 100 KPa podem ser substituídas por molas com maior rigidez, com faixa de pressão de 60 a 180 KPa. Esse método é utilizado principalmente em válvulas equipadas com posicionadores; caso contrário, as válvulas precisam ter um posicionador adicional. 5. Método de redução da velocidade de resposta: Quando o sistema exige que a válvula de regulação responda ou que sua velocidade de regulação não seja muito alta, mas a própria válvula responde e se ajusta com rapidez demais, isso é problemático. Por exemplo, quando é necessário um ajuste fino no fluxo, mas as mudanças na regulação do fluxo pela válvula são muito grandes. Além disso, se o sistema já for de resposta rápida, e a válvula de regulação ainda contar com um posicionador para acelerar seu funcionamento, isso também é desfavorável. Isso causará sobreajuste, vibrações, etc. Para isso, a velocidade de resposta deve ser reduzida. As soluções são: ① Alterar a característica linear para uma característica logarítmica; ② O dispositivo com localizador pode ser substituído por um conversor ou um atuador. 6. Alterar a direção do fluxo, resolver os problemas relacionados à interrupção do fluxo e eliminar o fenômeno de flutter. As válvulas de dois estados são geralmente utilizadas no modo de fechamento total, a fim de melhorar a eficácia da interrupção do fluxo. Em meios líquidos, devido à ação das forças de desequilíbrio do tipo “flow closure”, o corpo da válvula é pressionado para fechar, o que acelera o movimento do mesmo. Isso gera um efeito semelhante ao de sucção, o que por sua vez acelera ainda mais a velocidade de movimento do corpo da válvula. Isso provoca um leve efeito de “water hammer”, causando turbulências no sistema. A solução para o fenômeno acima é simplesmente mudar a direção do fluxo, fazendo com que ele flua para longe; assim, o flutter é eliminado. Problemas semelhantes, em que a promoção do fechamento afeta o funcionamento normal da válvula, também podem ser resolvidos adotando esse método. 7. Método de superação da destruição causada pelo fluido* A válvula típica nesse caso é a válvula de dois assentos. O fluido entra pelo meio, e o elemento de controle da válvula fica perpendicular à entrada. O fluido então passa ao redor desse elemento de controle, dividindo-se em dois fluxos, um superior e outro inferior. O impacto do fluido no núcleo da válvula faz com que este se mova em direção à saída, causando atrito e danificando as superfícies de guia do núcleo e do revestimento. Isso leva a um funcionamento anormal da válvula. Além disso, um fluxo elevado pode fazer com que o núcleo da válvula se dobre ou seja corroído; em casos graves, até mesmo pode se quebrar. Soluções: ① Aumentar a dureza do material das partes de orientação. ② Ampliar o tamanho entre as esferas localizadas acima e abaixo do núcleo da válvula, fazendo com que elas fiquem mais robustas. ③ Utilizar outras válvulas como substituta. Se for utilizada uma válvula de casquilho, o fluido flui ao redor do casquilho, reduzindo assim a força lateral exercida sobre a válvula. 8. O método para superar a força de rotação gerada pelo fluido e fazer com que o elemento de válvula gire é o seguinte: no caso de elementos de válvula com formato em “V”, devido à entrada assimétrica do meio, as forças tangenciais exercidas sobre o elemento de válvula são diferentes, o que gera uma força de rotação que faz com que ele gire. Isso é ainda mais verdadeiro para válvulas com DN≥100. Assim, pode ocorrer a separação da conexão entre a válvula e o êmbolo do atuador. Atuadores sem mola podem causar a torção da membrana. As soluções possíveis são: ① Girar o núcleo da válvula em um ângulo, no sentido oposto, para equilibrar as forças tangenciais que atuam sobre ele; ② Fixar ainda mais a conexão entre o eixo da válvula e o pistão, utilizando, se necessário, uma placa de fixação para evitar rotação; ③ Substituir o núcleo da válvula, que tem formato em “V”, por um núcleo em forma de pistão; ④ Utilizar ou adotar uma estrutura do tipo “casco”; ⑤ Se a rotação for causada por ressonância, basta eliminar essa ressonância para resolver o problema. 9. Ajuste da força de atrito da placa do válvula borboleta, para superar as flutuações ao abrir. Válvulas borboleta com selos macios, como anéis em forma de “O”, anéis de vedação e revestimentos, são utilizadas nesse caso. Quando a válvula está fechada, a deformação dos selos macios permite que a placa da válvula se feche corretamente, envolvendo-a completamente. Isso garante um excelente efeito de fechamento. Mas, quando a válvula precisa ser aberta, o atuador deve exercer uma força cada vez maior sobre a placa da válvula. Quando essa força se torna igual à força de fricção exercida pelo selo macio sobre a placa da válvula, a placa começa a se mover. Assim que é ativado, essa força de atrito diminui drasticamente. Para se alcançar o equilíbrio de forças, a placa da válvula se abre violentamente. Quando essa força se equilibra com o torque resultante da ação do meio sobre a abertura correspondente, e também com o torque exercido pelo mecanismo de acionamento, a válvula para nessa abertura. Essa abertura brusca e intensa pode chegar a 30–50%, o que causará uma série de problemas. Ao mesmo tempo, durante o fechamento, as vedações flexíveis sofrem grandes deformações, o que pode causar danos permanentes ou a destruição das placas da válvula, afetando assim sua vida útil. A solução é ajustar a força de atrito exercida pelos selos macios sobre a placa da válvula, o que permite atender aos requisitos de interrupção necessários, ao mesmo tempo em que garante que a válvula funcione de maneira normal. As soluções possíveis são: ① Ajustar a quantidade de folga; ② Reduzir as dificuldades na abertura da válvula, através do uso de limitadores ou do ajuste da força de aperto e da força de saída do mecanismo de acionamento