No domínio da produção de petróleo e gás, gerenciamento de água e várias indústrias de processo, o controle preciso sobre o fluxo de fluidos é crítico. As válvulas de estrangulamento são dispositivos especializados projetados para desempenhar essa função essencial, controlando a taxa de fluxo e reduzindo a pressão de fluidos que passam por um sistema. Compreender os diferentes tipos de válvulas de estrangulamento é uma etapa fundamental na seleção do equipamento certo para uma aplicação.
A classificação de válvulas de estrangulamento baseia -se principalmente em seu método de regulação e design de fluxo. As duas categorias principais são válvulas de estrangulamento fixas e válvulas de estrangulamento ajustáveis.
1. Válvulas de estrangulamento fixas
As válvulas de estrangulamento fixas, também conhecidas como garras positivas, incorporam um orifício de geometria fixa que fornece uma restrição de fluxo constante e imutável. O orifício é tipicamente um material endurecido, como o carboneto de tungstênio, projetado para resistir à erosão de fluidos abrasivos de alta velocidade.
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Projeto e operação: A capacidade de fluxo é determinada pelo tamanho e forma precisos do orifício, que é instalado no corpo da válvula. Para alterar a taxa de fluxo, todo o orifício deve ser substituído por um tamanho diferente durante um desligamento do processo.
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Aplicações típicas: Essas válvulas são usadas predominantemente em aplicações em que as condições de fluxo são estáveis e consistentes e onde o ajuste manual não é necessário. Eles são valorizados por sua simplicidade, robustez e confiabilidade em condições graves de serviço, como as bobinas da produção de poços.
2 válvulas de estrangulamento ajustáveis
As válvulas de estrangulamento ajustáveis permitem a modificação da área de fluxo enquanto a válvula está em serviço, fornecendo aos operadores flexibilidade para responder à alteração das condições do processo. Eles são ainda mais subdivididos com base em seu mecanismo interno.
a) válvulas de estrangulamento de agulha e assento
Este é um tipo comum de estrangulamento ajustável. A válvula possui uma agulha cônica (ou haste) que se move linearmente para dentro e para fora de um assento correspondente, variando assim a área de fluxo anular entre eles.
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Projeto e operação: Girando uma roda de mão ou atuando a válvula move a agulha. O controle fino é possível com esse design. As superfícies de vedação são frequentemente feitas de materiais resistentes à erosão.
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Aplicações típicas: As bobinas de agulha e assento são adequadas para uma ampla gama de aplicações que exigem controle preciso do fluxo, incluindo separadores de produção, testes de poço e vários processos de refino.
b) válvulas de estrangulamento de plugue e gaiola
Nesse design, uma gaiola perfurada (ou manga) abriga um plugue cilíndrico ou cônico. O plugue gira ou se move linearmente para alinhar suas seções sólidas com os orifícios na gaiola, abrindo ou fechando as passagens de fluxo.
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Projeto e operação: A queda de pressão em vários estágios nos orifícios da gaiola minimiza a cavitação e reduz o potencial de erosão, tornando este um design durável para diferenciais de alta pressão.
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Aplicações típicas: As bobinas de plug e gaiola são frequentemente empregadas em bobinas de produção de alta pressão, aplicações de soltar a vapor e outros serviços onde gotas de pressão severas são comuns.
c) válvulas de estrangulamento de disco rotativo
Esse design utiliza dois discos com aberturas alinhadas. Um disco é estacionário, enquanto o outro gira. A área de fluxo muda à medida que os orifícios no disco rotativo se movem para dentro e para fora do alinhamento com os orifícios no disco estacionário.
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Projeto e operação: A operação é tipicamente um quarto de volta, de totalmente aberto para totalmente fechado. Embora simples, as bordas dos orifícios podem ser vulneráveis à erosão de sólidos na corrente de fluxo.
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Aplicações típicas: Essas válvulas são frequentemente usadas em serviços menos graves ou em aplicações onde os sólidos abrasivos não são uma preocupação primária.
Considerações importantes além do tipo
A seleção de uma válvula de estrangulamento envolve mais do que escolher um tipo. A seleção de material é fundamental; A guarnição interna e os corpos são frequentemente feitos de ligas endurecidas ou revestidas com materiais como o carboneto de tungstênio para combater o desgaste da erosão e corrosão. Além disso, as válvulas de estrangulamento podem ser operadas manualmente, hidraulicamente ou eletricamente, dependendo dos requisitos de automação, controle remoto e segurança.
A seleção de válvulas de estrangulamento é uma decisão crítica de engenharia. As válvulas de estrangulamento fixas oferecem simplicidade para condições constantes de fluxo, enquanto os vários projetos de válvulas de estrangulamento ajustáveis - necessidade e assento, plugue e gaiola e disco rotativo - fornecem a flexibilidade e controle necessários para processos dinâmicos. A escolha correta depende de uma análise rigorosa das propriedades do fluido, pressão, temperatura, características de fluxo e demandas operacionais específicas do sistema.
