As válvulas usadas em serviços severos, como por exemplo em aplicações na mineração ou petrolíferas, estão sujeitas a condições operacionais hostis. Devem ser resistentes à corrosão, suportar altas pressões, altas temperaturas e resistir ao desgaste erosivo e abrasivo.

As partes críticas da válvula que são mais vulneráveis ​​a essas condições são o interno, as sedes e a haste. Especialmente o acabamento e os assentos estão sempre expostos às condições e devem manter uma vedação hermética quando abertos ou fechados.

As proteções amplamente utilizadas para válvulas incluem revestimentos químicos e térmicos, os quais proporcionam uma superfície dura com resistência à abrasão muito melhor em comparação com peças não revestidas.

O desgaste em válvula não revestida

As válvulas esfera com sede de metal alcançam a vedação pelo contato de metal com metal entre a guarnição e a sede. Quando metais “macios” (como o aço inoxidável) de dureza semelhante deslizam uns contra os outros, mesmo sob pressão moderada, as superfícies são arranhadas.

As saliências microscópicas nas superfícies do assento se prendem umas às outras, resultando em atrito superficial, acúmulo de calor e deformação plástica. Normalmente, o dano piora à medida que a válvula gira até se tornar inoperável devido à convulsão. Se nenhum revestimento for aplicado, a escoriação será visível quase assim que a válvula for colocada em ciclo na bancada de teste

Uma vez posta em serviço, os vários efeitos de fluidos corrosivos aumentariam exponencialmente a taxa de desgaste. Revestimentos adequadamente selecionados reduzem o atrito entre o acabamento e os assentos, permitindo uma operação de deslizamento suave em muitos ciclos, minimizando danos e desgaste devido a escoriações, abrasão, erosão, impacto de partículas, cavitação e oscilações térmicas. Reduzir o atrito no interno reduz o torque operacional da válvula, o que tem várias vantagens.

Avaliação de uma válvula revestida e válvula não revestida

As válvulas são usadas para controlar ou moderar o fluxo de gases, líquidos e lamas e conter a pressão. Por razões de economia, os fabricantes as fornecem em uma gama limitada de materiais. Cada um desses materiais é adequado para uma gama limitada de exposições comuns e tem a vantagem de estar facilmente disponível em um curto período de tempo.

No entanto, para condições corrosivas ou erosivas, o usuário pode exigir materiais especiais que talvez aumentem o custo e os prazos de entrega. O equilíbrio do custo versus a probabilidade de falha devido à corrosão deve ser levado em consideração juntamente com a criticidade do componente. Ou seja, quais são as consequências de uma falha?

Muitos revestimentos, tanto orgânicos (tintas, por exemplo) quanto inorgânicos (zinco, cromo, níquel, alumínio e outros), são aplicados nas superfícies externas para proteger essas superfícies. No entanto, proteger o interior de uma válvula é um pouco mais complicado por causa da miríade de fatores que entram em jogo. Alguns desses fatores incluem, mas não estão limitados a:

1. Composição e constituintes do fluido ou gás, pH, sólidos suspensos, adições químicas;
2. Temperaturas mínimas, máximas e nominais, bem como presença de choque térmico ou ciclagem;
3. Pressões máximas e nominais de projeto (vácuo ou positiva);
4. Velocidade do fluxo, ao longo do tempo, e qualquer turbulência localizada;
5. Uso operacional. A válvula é operada continuamente, intermitentemente ou em espera?
6. Criticidade das válvulas para o controle do processo.

Se um revestimento for desejado, a seleção será baseada nas condições de serviço previstas. Existem várias opções disponíveis e cada uma será discutida juntamente com seus “prós” e “contras”.

Seleção do tipo de acabamento em uma válvula revestida

Os materiais do corpo da válvula, internos e assentos são selecionados com base em fatores como pressão, temperatura e compatibilidade química. Esses critérios também devem ser considerados na escolha dos revestimentos da válvula.

A seleção inadequada pode causar falha quase instantânea da válvula já na inicialização. Também é importante notar que os revestimentos selecionados adequadamente não podem compensar inadequados materiais de base. A maioria dos revestimentos são porosos em algum grau e não isolam o material base contra os efeitos corrosivos. O material base e o revestimento devem ser selecionados para atender às demandas da aplicação e serem compatíveis com a forma de aplicação.

Epóxi Ligado à Fusão (FBE)

Os revestimentos FBE utilizam um epóxi termofixo em pó que é aplicado sob um leito fluidizado ou sistema de pulverização eletrostática para atingir a espessura de revestimento desejada.

O epóxi é produzido pela pré-reação de uma resina e agente de cura que é então triturado e moído em um tamanho de pó fino com faixas de partículas <0,005” (125µm). Antes de aplicar o revestimento, a válvula é aquecida a aproximadamente 200°C para garantir a liquefação do epóxi em pó quando entrar em contato com a superfície quente da válvula. A massa aquecida também conduz o epóxi aplicado à cura total.

Epóxi Líquido

Estes também são sistemas à base de termofixos, mas são fornecidos ao usuário em duas partes (resina e agente de cura), no estado líquido ou pastoso, que podem ser misturados no local de aplicação e aplicados com pincel, rolo, spray ou espátula.

Como esses sistemas podem utilizar várias resinas epóxi e agentes de cura, sua capacidade de resistir a amplas faixas de temperatura, corrosão por produtos químicos e abrasão por sólidos arrastados pode ser significativa.

A capacidade de incorporar vários produtos químicos, bem como reforços funcionais para maior resistência à permeação ou resistência à abrasão, permite que esses produtos sejam considerados para aplicações mais agressivas do que os revestimentos FBE.

Termoplástico

Esses sistemas incluem, mas não estão limitados a: etileno clorotrifluoroetileno (ECTFE) para altas temperaturas, exposições químicas e politetrafluoretileno (PTFE) para propriedades antiaderentes.

São aplicados de forma semelhante aos sistemas FBE, pois são aplicados em pó por meio de leito fluidizado ou spray eletrostático, podendo ser aplicados em camadas finas ou espessas. Eles também exigem o pré-aquecimento do corpo da válvula e dos componentes para garantir a umidade adequada e a adesão dos resultados do revestimento.

Muitos fabricantes de válvulas realmente fabricam válvulas com esses mesmos materiais termoplásticos para serviços de baixa pressão com base em sua resistência à corrosão superior.

Revestimento duro

Os revestimentos nesta categoria podem incluir ligas metálicas de alumínio, cobre, níquel, ferro, molibdênio, tântalo e cobalto, bem como cerâmicas como óxido de alumínio, óxido de titânio, óxido de cromo e óxido de zircônio.

Esses revestimentos vêm na forma de um pó ou fio que é alimentado em um vapor de calor que derrete os materiais e depois em um fluxo de gás inerte de alta velocidade que impulsiona o plasma na superfície da válvula pré-aquecida.

A aplicação de oxicombustível de alta velocidade fornece revestimentos de materiais de alta dureza com limites de temperatura muito bons. Se a superfície não for pré-aquecida, a densidade do HVOF, a permeabilidade e a resistência mecânica da camada são reduzidas.

Cuidado e assertividade na escolha de uma válvula revestida

Não é nenhum segredo que o uso de revestimentos em válvulas prolonga a vida útil e ajuda a melhorar a eficiência operacional como parte do sistema de bombeamento, especialmente quando usado em conjunto com revestimentos de bombas.

A questão, no entanto, é que nem todos os revestimentos são criados iguais – portanto, a correta identificação e especificação de um revestimento com base nas condições de operação do sistema é fundamental para seu sucesso.

Você também pode sempre contar com o apoio da nossa equipe comercial para te ajudar na escolha da melhor válvula revestida, assim como os modelos mais adequados para seu processo. Entre em contato com a gente e saiba mais!