Teste de inspeção da válvula de regulação – é eficaz?

Thread Content

Teste de inspeção da válvula reguladora 1 A válvula reguladora é um dos instrumentos mais utilizados na indústria petroquímica; ela é instalada nos tubos de processo. A válvula de regulação responde aos sinais de entrada externos e, de maneira proporcional a esses sinais, faz com que o vástulo da válvula se mova para a posição correspondente. Ao alterar o espaço entre o núcleo da válvula e o assento da válvula, é possível controlar o fluxo de fluido, e, assim, controlar a pressão, a temperatura e o nível do líquido no sistema. De acordo com a norma da República Popular da China **“Padrões para a construção e aceitação de instalações de instrumentação automática” GB50093-2002**, o parágrafo 11.1.1 estipula que “antes da instalação e uso dos instrumentos, eles devem ser inspecionados, calibrados e testados, a fim de se confirmar que atendem aos requisitos dos documentos de projeto, bem como às especificações técnicas descritas nos documentos técnicos do produto”. Já o parágrafo 11.1.8 determina que “as condições, os procedimentos e os métodos de calibração e teste dos instrumentos devem estar em conformidade com as especificações dos documentos técnicos do produto e com os requisitos dos documentos de projeto”. A qualidade do desempenho da válvula de regulação está diretamente relacionada à possibilidade de o equipamento ser testado e produzido normalmente. A inspeção da válvula de regulação é um meio importante para avaliar seus indicadores de desempenho. Às vezes, devido a parâmetros vagos ou padrões inconsistentes, as conclusões dos testes diferem. Os procedimentos e métodos de inspeção, bem como seu conteúdo, devem estar em conformidade com as normas aplicáveis. Para os itens que não estão especificados nas normas, deve-se adotar abordagens adequadas, dependendo do tipo de válvula em questão. 2 Comparação dos padrões e normas nacionais e internacionais para os itens de inspeção Com o acelerado uso de equipamentos e tecnologias importadas, alguns parâmetros técnicos comumente utilizados no país podem causar confusão em relação aos parâmetros internacionais. As normas estabelecem os itens a serem verificados no teste das válvulas de regulação, incluindo o teste de pressão do corpo da válvula, o teste de vedação do assento da válvula, vazamentos no elemento de membrana (cilindro), bem como o tempo de curso e o tempo total de funcionamento. 2.1 Teste de pressão do corpo da válvula O teste de pressão do corpo da válvula serve para verificar a capacidade do mesmo de suportar pressão, incluindo se há falhas no próprio corpo da válvula, se as conexões mecânicas são adequadas e se há alguma deformação. Os testes são realizados por departamentos especializados, com equipamentos específicos. O meio utilizado nos testes é água limpa. A pressão é elevada até 1,5 vezes a pressão nominal, com as válvulas completamente abertas. Considera-se que o teste foi bem-sucedido se não houver vazamentos visíveis dentro do tempo estipulado. 2.2 Teste de vedação do assento da válvula O teste de vedação do assento da válvula tem como objetivo verificar a estanqueidade entre o assento da válvula e o núcleo da mesma. A forma estrutural da válvula de regulação determina o nível de vedação entre seu núcleo e o assento da válvula. A inspeção de vedação consiste em verificar a quantidade de vazamento no assento da válvula, quando esta está completamente fechada. Ou seja, sob condições experimentais definidas, o fluido é testado passando por uma válvula que está em estado fechado, sendo medida a quantidade de vazamento ； O meio utilizado é selecionado de acordo com o procedimento do teste; geralmente, usa-se água limpa, e para as válvulas de interrupção, utiliza-se ar. Tabela 1: Tabela de pressões de teste para a resistência das válvulas, utilizadas tanto no país quanto no exterior.
Setores nacionais / Setores internacionais: Pressão nominal (MPa) / Pressão de teste (MPa) / Tempo de teste (minutos).
PG1.6: 2,5 / 3,15 / 50 / 2,10
PG4.0: 6,0 / 3,30 / 500 / 5,10
PG6.4: 10 / 3,60 / 600 / 10,10
Para calcular o vazamento das válvulas de regulação, é necessário conhecer o coeficiente de vazão. As definições e maneiras de representá-lo variam entre o país e o exterior, além disso, existe uma relação entre eles. Os símbolos que representam o coeficiente de vazão da válvula reguladora são, no país, C e Kv. Eles são utilizados respectivamente no sistema de unidades engenhariais (Sistema MKS) e no Sistema Internacional de Unidades (SI). A definição de cada um deles é a seguinte: com a válvula reguladora completamente aberta, C representa a quantidade em m³ de água com temperatura entre 5 e 40°C que passa pela válvula em 1 hora, sob uma pressão de 1 kg/cm². Kv — metros cúbicos de água a uma temperatura de 5 a 40°C, que passam pela válvula de regulação em um período de 1 hora, sob uma pressão de 105 Pa. No exterior, geralmente são utilizadas unidades do sistema imperial; o símbolo utilizado é Cv. Também nesse caso, quando a válvula está completamente aberta: Cv representa o número de galões americanos por minuto que fluem através da válvula de regulação, em água com temperatura de 60°F (15,61°C), sob uma pressão de 1 lb/in² (7 kPa). A relação entre os três valores é a seguinte: Cv=1,17C e Kv=1,01C. Além disso, a empresa Fisher utiliza Cg e Cs para representar, respectivamente, os coeficientes de vazão do gás e do vapor. Por exemplo, uma comparação entre as normas da indústria de petróquímica SH3521-1999 e a norma americana ANSI B16.104-1976, no que diz respeito à classificação do nível de vazamento dos válvulas de regulação: Tabela 2 – Comparação da classificação do nível de vazamento das válvulas de regulação. Nível de vazamento, meio de teste, procedimento de teste, maior quantidade de vazamento no assento da válvula (L/h): SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104; SH3521-1999, ANSI B16.104. II, II: água ou gás, água ou ar; AA: 0,5% C, 0,5% Cv. III, III: água ou gás, água ou ar; BA: 0,1% C, 0,1% Cv. IV, IV: água ou gás, água ou ar; AA: 0,01% C, 0,0% Cv. V, V: água; BB: 1,8×10^-7×D×ΔP (onde D é o diâmetro do assento da válvula, em mm, e ΔP é a diferença de pressão, em kPa). 5×10^12 m³/min. VI, VI: gás, ar ou nitrogênio; AC: ver tabela abaixo. Onde C e Cv são calculados com base na “capacidade nominal”. Diferentemente dos coeficientes de vazão mencionados anteriormente, eles representam o fluxo de fluido quando a válvula está completamente aberta, considerando a diferença de pressão aplicada. Esse fluxo não é proporcional à diferença de pressão. A fórmula simplificada para o cálculo do vazamento da válvula de regulação é a seguinte:
(1) Quando o meio de teste é água à temperatura ambiente, Q = Cv × (△p)¹/² × 1,4245 × taxa de vazamento permitida.
(2) Quando o meio de teste é ar, e △P ≥ P₁/₂, então Q = Cv × P₁ × 2,424456 × taxa de vazamento permitida.
Quando △P < P₁/₂, então Q = Cv × △P × (P₁ + P₂)¹/² × 2,79445 × taxa de vazamento permitida.
(3) Quando o meio de teste é nitrogênio, e △P ≥ P₁/₂, então Q = Cv × P₁ × 2,446166 × taxa de vazamento permitida