Explorando a segurança do sistema: em que posição deve estar sempre a válvula de controlo?

O que são válvulas de controlo?

As válvulas de controlo são componentes essenciais nos sistemas de controlo industriais, uma vez que controlam o fluxo de fluidos, tais como gás, vapor e líquidos, através da regulação da área de abertura. O sistema de controlo define os parâmetros de funcionamento da final elementos de controlo do sistema, sendo imperativo que sejam dispositivos fiáveis que regulam os fluxos de fluidos num sistema. A localização das válvulas de controlo deve ser cuidadosamente planeada, uma vez que deve ser eficaz, não essencial e segura. Existe um grande variedade de tipos de válvulas e, de um modo geral, válvulas de esfera, válvulas de guilhotina, e as válvulas borboleta são os tipos de válvulas de controlo mais utilizados para fins específicos: vapor de alta pressão, água de baixa pressão, etc. O atuador utilizado — seja ele pneumático, elétrico ou hidráulico, etc. —, bem como parâmetros ou variáveis como a pressão diferencial e/ou o caudal, atuam sobre as válvulas. Destes, válvulas de controlo automático,em especial As válvulas de controlo elétricas têm uma ampla aplicação devido ao seu grau de precisão e à sua compatibilidade com os sistemas atuais.

Por que razão as válvulas de controlo de acionamento elétrico são mais populares?

Atualmente, são amplamente utilizadas válvulas de controlo de acionamento elétrico, seguras e de alta precisão, que são mais fáceis de integrar em sistemas de controlo informatizados. Estas válvulas controlam a sua posição, abrindo-as até um ângulo predeterminado, sendo o atuador acionado por um sinal elétrico. Por exemplo, no caso de uma fábrica química, a utilização de válvulas de controlo elétricas pode aumentar a precisão geral dos processos em cerca de 20%, em comparação com os métodos convencionais.

A manutenção da pressão, tal como nos atuadores pneumáticos, é assegurada pelo fornecimento de ar em quantidade suficiente para as necessidades do sistema pneumático; no entanto, os sistemas elétricos não requerem um fornecimento de ar tão elevado, uma vez que proporcionam sinais de controlo consistentes. As válvulas elétricas também apresentam uma resposta rápida aos comandos, o que constitui uma vantagem em sistemas que exigem ajustes rápidos.

Além disso, as características de «fail-open» com baixas pressões significam que não são necessárias correntes elétricas elevadas para manter as válvulas na posição fechada, o que reduz as probabilidades de bloqueio durante uma falha de energia. Esta vantagem é ainda reforçada pela utilização da pressão da mola para manter a posição da válvula. O movimento rotativo gerado pelo atuador, bem como por componentes como o pistão, garante uma resposta rápida e precisa. Estas propriedades tornam a válvula de acionamento elétrico a mais adequada para as indústrias farmacêutica e alimentar, onde é exigido um elevado nível de precisão e fiabilidade. Quanto mais aprofundamos a nossa análise das válvulas de controlo automático, mais se torna evidente que o seu posicionamento é fundamental para alcançar um nível ideal de segurança e desempenho.

Por que é importante o posicionamento das válvulas de controlo

O posicionamento das válvulas de controlo é crucial tanto para a poupança de energia como para a gestão do sistema. Na VINCER, compreendemos claramente a importância do posicionamento das válvulas. Embora possa parecer complexo, é necessário esclarecer esta questão, apresentando alguns exemplos do dia-a-dia, acompanhados de alguns dados.

O posicionamento das válvulas de controlo afeta a eficiência energética de um sistema

O posicionamento de uma válvula de controlo tem um grande impacto no consumo de energia num sistema. Por exemplo, uma unidade do Departamento de Energia dos Estados Unidos estimou que o consumo de energia pode ser reduzido em mais de 20% através da utilização ótima das válvulas. A razão para isso é que um controlo preciso está sempre associado a pressão desnecessária que, de outra forma, seria utilizada para bombear fluidos. Consequentemente, consome-se energia em excesso. Por exemplo, os níveis de fluxo de vapor podem ser mantidos com um consumo de energia 15% superior ao necessário, caso uma válvula de controlo esteja mal ajustada. Imagine uma grande unidade de produção que poupou aproximadamente $50 000 por ano em custos de energia ao otimizar os ajustes das válvulas de controlo — este é o impacto potencial do posicionamento correto das válvulas.

O posicionamento da válvula de controlo influencia a pressão e o caudal do sistema

Para além da energia, o posicionamento da válvula afeta diretamente a pressão do sistema e o caudal do fluido. Por exemplo, num rede de abastecimento de água, o posicionamento incorreto da válvula pode provocam flutuações no caudal e na pressão, o que pode provocar falhas no sistema. Imagine uma válvula sem querer remaining vaga disponível quando deveria, num vaga preenchida; isto poderia causar um 10% aumento da queda de pressão, afetando o equilíbrio de toda a rede.

Além disso, utilizando o correto dimensionamento de válvulas e o tipo de válvula em condições específicas simplifica o controlo e otimiza funcionalidade. FPor exemplo, as válvulas de globo são excelentes para um controlo preciso em condições de caudal variável. Conseguem lidar eficazmente com pressões diferenciais, estabilizando o sistema. Por outro lado, as válvulas de esfera são concebidas para um fecho rápido, mas têm de ser colocadas com precisão para evitar perturbações no sistema.

Erros comuns no posicionamento das válvulas de controlo

Do ponto de vista das válvulas de controlo, a instalação mal feita destas válvulas tornou-se um problema recorrente com que me tenho deparado enquanto profissional nesta área, o que compromete tanto a eficiência operacional do sistema como a sua segurança.

• Em primeiro lugar, é muito comum os instaladores utilizarem válvulas de impulso de tipo ou dimensão incorretos. O efeito disto é bastante desastroso, uma vez que, simplesmente devido ao desequilíbrio entre o sistema e a dimensão da válvula, a própria dinâmica do fluxo do sistema será afetada. Por exemplo, uma válvula sobredimensionada criará instabilidade no controlo, enquanto uma válvula mais pequena acabará por atingir o seu caudal máximo de forma pouco produtiva, levando assim a ineficiências no sistema.
• Outro grande erro é não prestar atenção ao estado da haste da válvula e do obturador. Estes são elementos muito importantes para o posicionamento preciso da válvula, uma vez que qualquer um dos componentes acima mencionados, quando desgastado ou desalinhado, pode causar imprecisões. Essas questões podem levar a uma queda de pressão estática e possíveis fugas, que comprometem a fiabilidade do sistema. As inspeções e a manutenção de rotina destes componentes podem garantir que a válvula funcione conforme previsto ao longo de toda a sua vida útil.
• Concentrar-se no valor de uma válvula na sua posição fechada também é um grande erro. O equilíbrio tem de ter em conta as diferentes cargas de fluido que irão ocorrer, bem como a dinâmica do sistema. A dependência exclusiva de dados estáticos irá provocar ineficiências, tais como desequilíbrios térmicos ou fugas. Na preparação das válvulas de controlo, considere tanto as condições dinâmicas como as de estado estacionário, minimizando o risco de uma utilização inadequada fecho das válvulas de controlo automático, para melhorar o desempenho destas válvulas durante a sua utilização.

Ao fazê-lo, estes estudos contribuem para melhorar a eficiência, bem como o desempenho global dos sistemas de válvulas de controlo.

Válvulas de controlo elétricas: reforçar a segurança do sistema

A Vincer, enquanto fabricante de válvulas de controlo elétricas, está ciente de que estas são fundamentais para a segurança do sistema de toda a unidade. As nossas válvulas estão equipadas com uma precisão inigualável que garante o posicionamento ideal dos sistemas de controlo em todos os momentos. Em particular, o nosso design com configuração de «fail-open» (abertura automática em caso de falha) é crucial para manter as operações mais essenciais, mesmo na ausência de energia. Esta característica de design é bastante importante para sistemas de precisão que requerem um fluxo ininterrupto. Estes sistemas são comuns em instalações químicas, onde fatores como uma falha de energia inesperada podem criar uma situação de pressão excessiva a jusante de uma vedação de fluxo que, se não for tratada, pode ser prejudicial para a instalação. Além disso, quando as nossas válvulas são integradas em sistemas de controlo eletrónico, proporcionamos um controlo em circuito fechado, o que permite ajustar a válvula em caso de imprecisões e auxilia em reações rápidas, caso seja necessário.

Fundada em 2010, a Vincer já concluiu mais de 800 projetos e detém mais de 30 patentes, o que sublinha a nossa dedicação à inovação e à fiabilidade. De acordo com o feedback de um grande cliente do setor das refinarias, após a utilização das nossas válvulas, os incidentes de segurança foram reduzidos em 15% no espaço de um ano. Além disso, ao utilizar um sistema de controlo híbrido que inclui atuadores pneumáticos como sistema de reserva, proporcionamos uma camada adicional de proteção aos sistemas críticos dos nossos clientes. Os nossos clientes não se limitam a cumprir as normas de segurança do setor com as nossas válvulas, mas excedem-nas largamente. Além disso, outro cliente, uma estação de tratamento de água, instalou válvulas da Vincer e registou um aumento de 20% na eficiência operacional como resultado dessa mudança. Tal resultado confirma, sem dúvida, as expectativas que os nossos clientes têm quanto à qualidade e fiabilidade dos nossos produtos e serviços.

Dicas de manutenção para garantir o posicionamento das válvulas de controlo

• Inspeção e lubrificação regulares

Para garantir o correto posicionamento das válvulas de controlo, é recomendável que se realize uma inspeção de rotina ao corpo da válvula, à haste e à gaxeta, de modo a prevenir o desgaste por atrito e fugas. As peças rotativas devem ser devidamente lubrificadas, de forma a atenuar o atrito que possa comprometer a eficácia. A programação de uma verificação da resposta do atuador durante a inspeção do sistema também pode ajudar a resolver problemas operacionais graves.  

• Testes e afinação de rotina

É aconselhável que alguém verifique regularmente a válvula e, sobretudo, a opção de abertura em caso de falha, para que esta esteja operacional quando for realmente necessário. É importante limpar o diafragma do pó; os técnicos podem fazê-lo durante o ajuste dos parâmetros do controlador. A verificação regular da configuração da pressão da mola e dos posicionadores da válvula permite que as válvulas funcionem de forma adequada, o que aumenta a durabilidade do sistema. Práticas de manutenção de rotina como estas são essenciais para garantir o desempenho ideal das válvulas de controlo ao longo do tempo.

Escolher a posição correta da válvula de controlo para diferentes sistemas:

Em vários sistemas, a identificação da posição ótima da válvula de controlo requer pressupostos cuidadosos sobre os requisitos do sistema e parâmetros.. Tomemos como exemplo as válvulas de controlo elétricas para analisar três tipos de sistemas característicos em que as válvulas de controlo são cruciais para o funcionamento do sistema e em que a posição da válvula é fundamental para melhorar o desempenho do sistema.

Explicação:

Distribuição de vapor: É importante que as questões de segurança sejam tidas em conta nos sistemas de vapor; por isso, recomenda-se a instalação de uma válvula de abertura automática, colocada a jusante das estações redutoras de pressão, para evitar o aumento perigoso da pressão. Isto é importante para garantir o cumprimento das normas de segurança em qualquer sistema que envolva vapor a alta pressão e que exija uma monitorização cuidadosa da pressão diferencial. 

Distribuição de fluidos: No que diz respeito aos sistemas de líquidos, as válvulas moduladoras são indispensáveis. Estas são instaladas no meio dos sistemas de tubagem para regular o caudal e a estabilidade do fluido. Ao manter um caudal constante, este método aumenta a eficiência do sistema, minimizando simultaneamente a possível erosão das tubagens, garantindo assim o desempenho desejado a longo prazo. A monitorização do nível do líquido e da pressão diferencial é essencial para o posicionamento ideal das válvulas nestes sistemas.

Sistemas de AVAC: As válvulas de regulação nos sistemas de AVAC são instaladas nas junções das condutas, com o objetivo de controlar o fluxo de ar e a temperatura. A posição das válvulas de regulação é também um fator determinante para a poupança de energia e o controlo do clima interior, dois aspetos que afetam a eficiência do funcionamento. Parâmetros como o caudal do fluido são fundamentais para garantir um desempenho ideal do sistema.

Ao centrarmo-nos no fluxo de fluidos e no posicionamento das válvulas nestes sistemas, conseguimos fornecer informações suficientes aos nossos clientes de válvulas de controlo elétricas, para que possam tomar decisões informadas no que diz respeito às vantagens específicas e à eficiência operacional do sistema.

Conclusão: Posicionamento da válvula de controlo

Por último, este artigo salienta que a observação cuidadosa de uma válvula de controlo e do seu ambiente pode conduzir a melhores decisões centradas na otimização do sistema, melhorando a eficiência e aumentando o desempenho. Em conformidade com orientações para a colocação correta é fundamental para alcançar estes objetivos.

Os próximos passos viáveis são: a realização de verificações regulares das válvulas, garantindo o alinhamento correto dos atuadores das válvulas e a implementação do procedimento de abertura por falha como medida de segurança. A abordagem de conceção deve atender especificamente às necessidades de cada sistema, permitindo uma melhor segmentação das posições das válvulas em resposta a variações dinâmicas de pressão e às forças do fluxo de fluido. Esta estratégia maximiza a utilidade das válvulas de controlo elétricas, garantindo que cumprem o seu papel como elementos vitais dos sistemas de controlo modernos.

A empresa VINCER está empenhada em alcançar a satisfação do cliente 100%. Se tiver alguma dúvida ou questão, não hesite em contactar-nos. Teremos todo o prazer em colaborar consigo para alcançar as condições operacionais ideais para as suas válvulas de controlo elétricas.