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Cavitação em válvula globo: conheça as soluções propostas

Cavitação em válvula globo: conheça as soluções propostas

A cavitação é um problema comum em válvulas globo, dispositivos mecânicos utilizados para regular e controlar a vazão e fluxo de fluidos, principalmente em sistemas hidráulicos no transporte de petróleo e gás, indústria em que costumam ser instaladas. 

Durante a operação, essas válvulas estão suscetíveis a um fenômeno físico conhecido como “cavitação”, que costuma atingi-las por causa da evaporação de óleo à baixa pressão. 

Esse fenômeno nada mais é que uma reação que forma bolhas no interior das válvulas e, consequentemente, resulta na redução de lubrificação, aumento do desgaste e destruição da superfície de metais.

 

Entenda a cavitação em válvulas globo

A cavitação em válvulas globo ocorre quando a queda de pressão está abaixo da pressão de vapor, o que faz com que a substância retire-se para fora do líquido. O resultado é a formação de bolhas para recuperar a pressão, que colapsam e criam outras ondas de pressão. A consequência é a danificação da sede, do bujão e do corpo dos dispositivos. 

Esse fenômeno cria irregularidades e erosão na sede, tampão, corpo e tubulação. Entretanto, além da corrosão e erosão, as válvulas globo também apresentam outros sinais vinculados com a cavitação, que bloqueia o fluxo em decorrência da formação de vapor. São eles: 

  • Alteração das propriedades do fluido. 
  • Barulho alto.Vibração forte.

Fatores que levam à cavitação de uma válvula globo

O risco de cavitação depende do índice, assim como da percentagem de abertura das válvulas globo, sendo que o incidente aumenta quando há menor abertura do dispositivo. Porém, há outros fatores que estão vinculados e desencadeiam esse fenômeno, como veremos a seguir:

  • As válvulas com tamanho maiores e classe de pressão mais alta têm mais chances de queda de pressão e cavitação. 
  • Os materiais rígidos apresentam menos riscos em comparação com aqueles mais macios, como os aços inoxidáveis; 
  • O modo de fechamento da válvula globo, bem como a velocidade do fluxo, também aumenta o risco de vazamento e cavitação.  

Há diversas maneiras de evitar uma cavitação.  O American Petroleum Institute (API), associação comercial dos EUA para a indústria de petróleo e gás natural, fornece pelo API 623 uma série de recomendações para evitar esse fenômeno, tema do nosso próximo tópico.

Recomendações para evitar a cavitação em válvulas globo

A norma API 623 foi lançada em 2013 com diversas recomendações para evitar cavitação, vazamentos e vibrações. A associação recomenda que o revestimento seja rígido na sede, plugue e disco guiados, principalmente em classes que exigem alta pressão.

A respeito do diâmetro da haste, especificado pela API 623, ele segue as mesmas determinações de padrão das válvulas de porta de aço fundido API 600, mas com valores diferentes. 

Os valores de diâmetro da haste devem ser maiores, conforme indicado na  API 623, para evitar quebras, como a separação da haste e do bujão. Essa especificação costuma valer para válvulas de 2 a 24 polegadas de diâmetro e classes de pressão de 150 a 2.500.

O stellite (ou estelita) é um item industrial fundamental para aumentar a vida útil das válvulas globo, pois representa uma liga de cobalto-cromo utilizada para o revestimento firme da sede e do bujão.

Alternativas de modelos das válvulas globo

Para evitar problemas de cavitação, é necessário o uso de materiais mais rígidos e de acabamentos anticavitação, conforme indicado pela norma API 623. As válvulas globo do tipo Y e axiais são duas alternativas que podem ser utilizadas para evitar esses fenômenos. 

O tipo Y tem um caminho de fluxo mais reto, enquanto o segundo modelo apresenta baixa queda de pressão, velocidade, fechamento e abertura rápida, que resulta em um fluxo suave, baixo torque de operação e durabilidade maior.

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