Quais informações são necessárias para dimensionar uma válvula industrial?

Para dimensionar um válvula industrial , fornecem fluxo mínimo, normal, máximo e de projeto; pressão a montante e a jusante; temperatura; composição e propriedades do fluido; fase; tamanho e geometria do tubo; função e desligamento necessários; materiais; padrões; e dados de atuação. O tamanho nominal do tubo ou a vazão máxima por si só não podem produzir uma seleção de válvula defensável.

Principais conclusões

• Separe a seleção do limite de pressão do dimensionamento da capacidade de vazão.
• Forneça unidades consistentes e defina cada caso operacional, incluindo condições de partida e perturbação.
• Serviços de líquidos, gases, vapor, flashing, cavitação, lama e bifásicos exigem diferentes entradas e verificações.
• Peça ao fornecedor para retornar cálculos, premissas, coeficientes selecionados, deslocamento, base do atuador, exceções e documentos.

Primeiro defina o que significa “tamanho”

O dimensionamento da válvula pode referir-se a diversas decisões diferentes:

1. Tamanho nominal da conexão necessário para encaixar na tubulação.
2. Capacidade de vazão expressa em Cv ou Kv e o trim/abertura selecionado.
3. Limite de pressão determinado a partir da pressão de projeto, temperatura de projeto, grupo de material, classe de válvula, padrão de construção e conexão final.
4. O tamanho do atuador é necessário para superar as forças do processo, o atrito, a carga de assentamento e o torque dinâmico com a margem necessária.

Essas saídas interagem, mas não são intercambiáveis. Um tubo DN100 não requer automaticamente uma válvula de controle DN100; uma válvula reduzida com redutores pode ser apropriada após revisão hidráulica e mecânica. Por outro lado, uma válvula que pode passar o fluxo ainda pode falhar nos requisitos de pressão-temperatura, velocidade, ruído, erosão, torque ou conexão final.

Lista de verificação de dados de dimensionamento mínimo de válvula

Por que vários casos operacionais são importantes

As válvulas de controle são frequentemente mal selecionadas quando apenas a vazão máxima é fornecida. O caso máximo determina se existe capacidade suficiente, mas os casos normal e mínimo mostram onde a válvula irá realmente operar. Uma válvula muito grande pode funcionar perto de sua sede em fluxo normal, reduzindo a resolução e aumentando a sensibilidade ao atrito ou ao ganho do processo. Uma válvula muito pequena pode atingir o curso completo sem atender à demanda.

O Manual da válvula de controle Fisherapresenta métodos separados de dimensionamento de líquidos e fluidos compressíveis e inclui geometria de tubulação, recuperação de pressão, fluxo obstruído, cavitação, flashing, ruído, materiais e dimensionamento de atuadores. Esse escopo é o motivo pelo qual “vazão mais tamanho do tubo” não é um conjunto completo de entradas.

Um exemplo preliminar de currículo – e seus limites

Para um caso simples de líquido turbulento e não sufocado nas unidades convencionais dos EUA da equação:

Cv = Q × sqrt(SG/ΔP)

Suponha que um líquido semelhante à água deva fluir a 200 gpm e o sistema aloque 9 psi através da válvula. O requisito preliminar é:

Cv = 200 × quadrado (1/9) = 66,7

Este número não seleciona uma válvula. O engenheiro ainda deve levar em conta os redutores, as propriedades reais do líquido e a temperatura, o vapor e a pressão crítica, a viscosidade, a velocidade permitida, a cavitação/fluxo obstruído, o ruído, o curso operacional desejado, o desligamento e os coeficientes nominais do fabricante. Gás e vapor usam equações de fluxo compressível e requerem pressão absoluta além de propriedades adicionais.

Classe de pressão requer temperatura e material

Um número de classe nunca deve ser tratado como uma pressão fixa permitida independente da temperatura. ASME B16.34 aborda classificações de pressão-temperatura, materiais, dimensões, exame, teste e marcação para construção de válvula especificada. O projeto deve identificar o código aplicável e o grupo de materiais e, em seguida, verificar a classificação na temperatura de projeto.

A conexão precisa de cuidados iguais. Se a válvula tiver extremidades soldadas, a ASME B16.25 cobre geometria de preparação, dimensões, tolerâncias e arranjos de juntas para extremidades soldadas de componentes de tubulação. A especificação da tubulação deve definir a preparação correspondente do furo/extremidade, procedimento de soldagem, exame e requisitos de tratamento térmico, em vez de simplesmente declarar “BW”.

Perguntas de serviços especiais a serem adicionadas

Líquidos

Pergunte se o líquido pode inflamar, cavitar, cristalizar, polimerizar, conter sólidos ou corroer a guarnição. Forneça pressão de vapor na temperatura operacional e qualquer informação sobre gás dissolvido.

Gás e Vapor

Forneça peso molecular, fator de compressibilidade, relação de calor específico, superaquecimento ou qualidade, conforme aplicável, e pressões absolutas de entrada/saída. Defina o limite acústico permitido e as restrições da tubulação a jusante.

Serviço criogênico ou de alta temperatura

Registre a temperatura mínima/máxima, os ciclos térmicos, a disposição do isolamento/caixa fria, a orientação da tampa, a exposição da haste/gaxeta, os requisitos de impacto do material e o procedimento de teste do projeto. Não deduza a adequação apenas de um capô estendido.

Válvulas de retenção

Faixa de fluxo de fornecimento e comportamento transitório, não apenas fluxo máximo. O disparo da bomba, a desaceleração da linha, a orientação vertical/horizontal, a velocidade estável mínima, a resposta de fechamento e o vazamento reverso aceitável influenciam a seleção dinâmica.

O que um fornecedor deve devolver

Uma cotação revisável deve mostrar o tipo e modelo da válvula selecionada, tamanho e classe, corpo/interno/assento/materiais de gaxeta, conexão, padrões aplicáveis, Cv/Kv nominal, deslocamento previsto em cada caso de fluxo, avaliação de velocidade/ruído/cavitação quando aplicável, força do atuador ou base de torque, critério de desligamento, plano de teste, lista de documentos, suposições, desvios e exclusões.

KAIWEI diretório de produtos e página de soluções podem ajudar a identificar uma família, mas não substituem o dimensionamento do projeto. Envie uma ficha de dados preenchida através do página de contato para revisão técnica ou cotação. Inclua requisitos de material, tamanho, classe, padrões, atuação, inspeção e documentação na mesma consulta.