O dispositivo antiestático é outro projeto básico e obrigatório para válvulas esfera.
Para que serve o dispositivo antiestático Válvula de esfera?
Durante a operação da válvula, o atrito constante entre a esfera e a sede macia irá gerar eletricidade estática. A faísca causada pela eletricidade estática pode inflamar o fluido inflamável dentro da válvula e causar potencial risco de incêndio.
Para se livrar do perigo oculto, um dispositivo antiestático para a válvula esférica foi inventado. Assim como na imagem abaixo, os dispositivos antiestáticos estão localizados entre a esfera e a haste e haste, e o corpo é composto por uma mola e uma esfera de aço inoxidável, que garantem que todas as partes metálicas da válvula esfera estejam aterradas. Desta forma, a carga estática poderia ser transmitida
da esfera à haste e, em seguida, da haste ao corpo e ao solo, para evitar qualquer risco potencial de incêndio causado pela carga estática dentro da válvula.
É assim que funciona um dispositivo antiestático. Esperamos que este artigo possa ajudá-lo a entender melhor o projeto da válvula esfera. Você pode verificar nosso blog para obter mais conhecimento sobre válvulas.
Design antiestático
Pessoas que possuem mais informações técnicas sobre válvulas sabem que, em muitos casos, as válvulas possuem requisitos antiestáticos.
1. Geração de eletricidade estática
A eletricidade estática é um fenômeno físico comum. Quando dois materiais diferentes são atritados, uma carga eletrostática é gerada devido à transferência de elétrons. Um objeto que recebe elétrons tem carga negativa e um objeto que perde elétrons tem carga positiva. Este processo é chamado de carregamento triboelétrico. Em teoria, desde que os dois objetos de atrito sejam comparados, um lado tem maior probabilidade de perder elétrons, enquanto o outro lado tem maior probabilidade de obter elétrons. Dois objetos de materiais diferentes podem gerar eletricidade estática por atrito. O atrito entre dois objetos do mesmo material não produzirá eletricidade estática.
2. Aplicação de dispositivo antiestático em válvulas
Na API 6D-2014, página 23, “5.23 Dispositivo Antiestático” declara: “Válvulas esfera de sede macia, válvulas macho e válvulas gaveta devem ter dispositivos antiestáticos.” A API 6D-2014 estipula apenas que uma sede macia deve ter um dispositivo antiestático, mas não exige que a sede metálica tenha o dispositivo antiestático. Isso ocorre porque o assento de plástico macio (PTFE, PPL, NYLON, DEVON, PEEK, etc.) é propenso a gerar eletricidade estática ao esfregar com a bola (geralmente metal), mas o assento de metal com metal, porque o atrito entre os dois grupos de materiais para o mesmo, portanto não haverá eletricidade estática.
3. Por que as válvulas deveriam ser projetadas com um dispositivo antiestático?
Quando a válvula tem sede macia, as peças de abertura e fechamento da válvula geram eletricidade estática quando a válvula é trocada, o que é fácil de gerar faíscas. Se o meio for inflamável e explosivo, a faísca estática provavelmente fará com que o meio queime ou exploda. O dispositivo antiestático descarrega eletricidade estática das partes de abertura e fechamento da válvula para o mundo natural, o que evita a faísca estática que causa queima ou explosão do meio e protege a tubulação.
4. Exemplos de aplicação de dispositivos antiestáticos em válvulas
O princípio antiestático da válvula de esfera flutuante é mostrado na figura abaixo:
O dispositivo antiestático consiste em uma mola e uma esfera de aço (doravante denominada “grupo de molas eletrostáticas”). Geralmente a válvula esfera flutuante é composta por dois conjuntos de “grupos de molas eletrostáticas”, um dos quais é distribuído na superfície de contato da haste e da esfera, e o outro é distribuído na superfície de contato entre a haste e o corpo, conforme mostrado no figura acima.
Quando a válvula está em processo de comutação, a esfera e a sede são friccionadas para gerar eletricidade estática. Como há uma lacuna entre a haste e a bola quando a haste faz a bola girar, uma pequena bola no “grupo de molas eletrostáticas” no local saltará e a eletricidade estática na bola será conduzida para a haste. Ao mesmo tempo, o “grupo de mola eletrostática” na superfície de contato entre a haste e o corpo, pelo mesmo motivo, a eletricidade estática na haste é conduzida para o corpo, o corpo é aterrado e, finalmente, a eletricidade estática é completamente descarregado.
Por que o design antiestático é essencial para válvulas esfera?
A eletricidade estática é um fenômeno físico comum. Quando dois materiais diferentes entram em atrito, a transferência de elétrons produz uma carga eletrostática, esse processo é chamado de eletrificação por fricção. Em teoria, dois objetos de materiais diferentes podem produzir eletricidade estática quando se esfregam, mas dois objetos do mesmo material não podem. Quando o fenômeno é produzido no corpo da válvula, ou seja, o atrito entre a esfera e a esfera, haste e corpo não metálico da sede produzirá cargas estáticas quando a válvula estiver aberta e fechada, o que traz um risco potencial de incêndio para o todo o sistema de dutos. Para evitar faíscas estáticas, um dispositivo antiestático é projetado na válvula para reduzir ou derivar a carga estática da esfera.
O dispositivo antiestático é composto por uma mola e uma esfera de aço (“eletrostático – conjuntos de mola”). De modo geral, as válvulas esfera flutuantes consistem em dois “conjuntos de molas eletrostáticas”, um na superfície de contato da haste e da esfera e o outro na haste e no corpo. Quando a válvula está aberta ou fechada, a eletricidade estática é gerada pelo atrito entre a esfera e a sede. Por causa da folga entre a haste e a esfera, quando a haste da válvula é acionada por uma esfera, a pequena esfera dos “conjuntos de molas eletrostáticas” salta, o que aciona a eletrostática para a haste da válvula, ao mesmo tempo, a haste da válvula e o corpo da válvula superfície de contato dos conjuntos de mola eletrostática, exportará estática para o corpo devido ao mesmo princípio, acabará por descarga eletrostática completamente.
Resumindo, um dispositivo antiestático usado em uma válvula esfera visa reduzir a carga estática gerada na esfera devido ao atrito. É usado para proteger a válvula contra faíscas que podem inflamar o combustível que flui através da válvula. A válvula de esfera com design antiestático é especialmente para áreas como petróleo e gás, química, usinas de energia e outras indústrias em que a ausência de fogo é uma garantia importante de produção segura.
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