Válvulas de vedação de pressão
A construção de vedação de pressão é adotada para válvulas para serviço de alta pressão, normalmente acima de 170 bar. A característica única da tampa de vedação de pressão é que as vedações da junta corpo-tampa melhoram à medida que a pressão interna na válvula aumenta, em comparação com outras construções onde o aumento da pressão interna tende a criar vazamentos na junta corpo-tampa.
Algumas outras características principais do válvulas de vedação de pressão são como segue:
- A ausência de flanges ou parafusos do corpo/tampa de retenção de pressão resulta em um design mais leve em comparação com a tampa aparafusada.
- O ângulo diferencial entre o castelo e a junta concentra a força de vedação da junta para uma melhor vedação na ponta da junta.
- A placa de fixação e os parafusos criam a vedação inicial da junta e garantem a vedação em toda a faixa de pressões de trabalho.
- A placa compensadora é uma peça separada do braço da forquilha que permite a remoção do braço da forquilha sem perturbar a junta de vedação de pressão.
- A ZECO usa uma junta de metal em seu projeto de vedação de pressão padrão, que é um material mais forte, com vida útil mais longa e menor coeficiente de expansão térmica em comparação com juntas mais macias
Projeto de vedação de pressão
Pipeline Bico valvulado, globo e válvulas de retenção estão disponíveis com tampas de vedação de pressão nas classes 900 a 2500. O design do selo de pressão é superior ao
projeto aparafusado. Com o design do corpo aparafusado, à medida que a pressão aumenta, a força de vedação da junta diminui, permitindo a possibilidade de um potencial ponto de vazamento.
Já com o projeto de vedação de pressão, o aumento da pressão do fluido aumenta a força de vedação da gaxeta.
Os parafusos da tampa afetam uma vedação na junta de vedação de pressão que força a tampa sobre a junta metálica macia que, por sua vez, é forçada com força contra o corpo externo. Quanto maior for a pressão da linha, maior será a força de vedação contra a junta, apertando ainda mais a vedação.
Os anéis de impulso estão embutidos no corpo. Em válvulas forjadas menores, às vezes, uma inserção de castelo roscado com 'trava de culatra' é usada em vez de um castelo energizado por parafuso. As tampas com vedação de pressão são superiores às tampas aparafusadas tradicionais e são ideais para altas pressões e situações em usinas de energia e refinarias onde ocorrem picos de pressão, partidas e desligamentos frequentes.
A junta do capô é metálica. A gaxeta é usada porque seu projeto garante que a pressão que atua contra ela aumenta ainda mais a vedação contra a superfície, afetando uma vedação autoenergizada. Em tamanhos maiores, esta junta é banhada a prata, pois a prata fornece uma superfície mais macia para fluir o metal da junta para a superfície do flange correspondente. Juntas flexíveis de grafite expandida personalizadas também estão disponíveis. Outra opção superior para tamanhos maiores é a junta 316 + Grafite. Em tamanhos muito grandes, as juntas de grafite podem ser especificadas em conjunto com arruelas de parafuso do castelo de carga dinâmica que podem ser apertadas para garantir que uma força constante seja aplicada à junta do castelo.
- 1-2 Tendência do capô de se mover para cima ou para baixo conforme a pressão muda
- 3 Pressão do sistema
- 4 Forças de vedação devido à pressão
Quanto maior a pressão interna, maior será a força de vedação. A fácil desmontagem é possível colocando o conjunto da tampa na cavidade do corpo e retirando os anéis de encosto de quatro segmentos por meio de um pino de pressão.
Baseando-se em princípios de design bastante simples, as válvulas de vedação de pressão provaram sua capacidade de lidar com aplicações cada vez mais exigentes de isolamento de vapor fóssil e de ciclo combinado, à medida que os projetistas continuam a impulsionar os envelopes de pressão/temperatura de caldeiras, HRSG e sistemas de tubulação. As válvulas de vedação de pressão estão normalmente disponíveis em faixas de tamanho de 2 polegadas a 24 polegadas e classes de pressão ASME B16.34 de #600 a #2500, embora alguns fabricantes possam acomodar a necessidade de diâmetros maiores e classificações mais altas para aplicações especiais.
As válvulas de vedação de pressão estão disponíveis em muitas qualidades de materiais, como A105 forjado e fundido Gr.WCB, liga F22 forjada e fundido Gr.WC9; F11 forjado e fundido Gr.WC6, aço inoxidável austenítico F316 forjado e fundido Gr.CF8M; para temperaturas acima de 500°C, classes forjadas F316H e fundidas austeníticas adequadas.
O conceito de projeto de vedação de pressão remonta a meados de 1900, quando, diante de pressões e temperaturas cada vez maiores (principalmente em aplicações de energia), os fabricantes de válvulas começaram a projetar alternativas à abordagem tradicional de tampa aparafusada para vedar o corpo/tampa. articulação. Além de fornecer um nível mais alto de integridade de vedação de limite de pressão, muitos dos projetos de válvula de vedação de pressão pesavam significativamente menos do que suas contrapartes de válvula de castelo aparafusadas.
Como funciona a vedação de pressão?
A junta de vedação de pressão deve estar em conformidade com o diâmetro interno do corpo da válvula e a folga entre a vedação, e o corpo deve ser pequeno. A junta de vedação de pressão é normalmente feita de ferro maleável e depois tratada com prata para auxiliar na conformidade. A estrutura do selo consiste em uma parte superior mais larga, um ângulo de 45 graus ou 30 graus e uma ponta fina como um fio na parte inferior.
A junta de vedação de pressão é colocada logo abaixo do anel de retenção. Com força suficiente, o metal se moverá para sua posição correta e forçará a ponta entre o ID do corpo e a superfície do capô. Quando a pressão do sistema é ativada, a vedação se torna uma parte permanente da válvula até que seja necessária sua substituição.
A pressão na junta em libras por polegada quadrada é enorme. Pode ser calculado multiplicando a pressão do sistema pela área do capô, que é igual à quantidade de força gerada pelo sistema. Por exemplo, para 2.000 libras por polegada quadrada vezes um tubo de 10 polegadas, a carga é de 157.000 libras. Considerando que o ônibus espacial pesa 292.000 libras, não seria necessário muito mais, em termos de carga, para lançá-lo.
Capotas aparafusadas versus vedações de pressão
Capô de parafuso: O flange do corpo e o flange do castelo são unidos por pinos e porcas, com uma gaxeta de design/material adequado inserida entre as faces do flange para facilitar a vedação. Os pinos/porcas/parafusos são apertados com torques prescritos em um padrão definido pelo fabricante para afetar vedação ideal. Entretanto, à medida que a pressão do sistema aumenta, o potencial de vazamento através da junta corpo/tampa também aumenta.
Selos de pressão: A maioria dos projetos de vedação de pressão incorpora “parafusos de fixação da tampa” para puxar a tampa para cima e vedar contra a junta de vedação de pressão. Isto, por sua vez, cria uma vedação entre a junta e o interior (ID) do corpo da válvula. Um anel de confiança segmentado mantém a carga. A beleza do projeto da vedação de pressão é que, à medida que a pressão do sistema aumenta, aumenta também a carga no castelo e, correspondentemente, na junta de vedação de pressão. Portanto, em válvulas de vedação de pressão, à medida que a pressão do sistema aumenta, o potencial de vazamento através da junta corpo/tampa diminui.
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