Uma válvula globo é preferível a uma válvula gaveta em um loop de bypass de válvula de controle porque ela pode regular o fluxo manualmente. Quando a válvula de controle principal é isolada para inspeção ou manutenção, a válvula globo permite que os operadores mantenham e ajustem o fluxo do processo através do bypass. Uma válvula gaveta é projetada principalmente para isolamento totalmente aberto ou totalmente fechado, portanto, não pode fornecer um estrangulamento (throttling) confiável durante a operação contínua da planta piloto.
Um loop de bypass só é útil se preservar o controle operacional enquanto a válvula de controle principal estiver indisponível. A válvula globo fornece esse controle manual; a válvula gaveta fornece isolamento, mas não regulação precisa do fluxo.
O que o loop de bypass deve realizar
Manter a continuidade do processo durante a manutenção
Uma válvula de controle pode precisar ser removida, revisada, calibrada ou isolada do processo. A linha de bypass permite que o fluido continue se movendo através da operação unitária em vez de exigir um desligamento completo.
A válvula de bypass torna-se então o meio temporário do operador para controlar o fluxo. Isso é particularmente valioso em plantas piloto, onde os experimentos podem ser sensíveis ao tempo e as condições operacionais podem precisar ser preservadas.
Fornecer ajuste manual de fluxo
A válvula de bypass deve fazer mais do que permitir ou interromper o fluxo. Ela deve permitir que o operador estabeleça uma taxa de fluxo manual adequada enquanto a válvula de controle automática está fora de serviço.
Uma válvula globo é bem adequada para essa função porque seu obturador e sede internos fornecem uma área de fluxo que muda progressivamente à medida que a válvula abre ou fecha. Isso dá ao operador um ajuste comparativamente previsível em uma ampla gama de taxas de fluxo.
Por que as válvulas globo são adequadas para estrangulamento manual
Elas oferecem regulação fina
As válvulas globo são projetadas para regular o fluxo. Sua geometria suporta queda de pressão controlada e um ajuste mais estável do que uma válvula destinada apenas ao isolamento.
Isso as torna apropriadas para definir o fluxo através de equipamentos de plantas piloto, como trocadores de calor, colunas, bombas, reatores e outras operações unitárias onde uma taxa de fluxo manual aproximada pode ser necessária.
Elas suportam uma operação mais previsível
Uma válvula globo geralmente oferece melhor comportamento de estrangulamento do que uma válvula gaveta, porque o caminho do fluxo muda progressivamente com o movimento da haste. Os operadores podem fazer ajustes menores e observar a resposta resultante do processo.
A controlabilidade exata ainda depende do tamanho da válvula, do trim, da queda de pressão, das propriedades do fluido e das condições operacionais. Uma válvula globo não é automaticamente uma válvula de controle de precisão, mas é o dispositivo de regulação manual mais adequado entre as duas.
Elas podem operar em abertura parcial
Uma válvula globo de bypass pode permanecer parcialmente aberta por longos períodos quando selecionada adequadamente para o serviço. Seu design destina-se a acomodar a queda de pressão e a perturbação do fluxo associadas ao estrangulamento.
Isso é fundamentalmente diferente do modo de operação pretendido de uma válvula gaveta, cuja melhor prática é geralmente totalmente aberta ou totalmente fechada.
Por que uma válvula gaveta geralmente é o regulador de bypass incorreto
Válvulas gaveta são dispositivos de isolamento
Uma válvula gaveta move uma gaveta através do caminho do fluxo e destina-se a fornecer baixa resistência quando totalmente aberta e vedação quando totalmente fechada. Ela não foi projetada para estabelecer uma taxa de fluxo intermediária estável.
Usar uma como elemento regulador principal em um loop de bypass pode tornar o controle manual grosseiro e difícil.
A abertura parcial pode danificar a válvula
Quando uma válvula gaveta é deixada parcialmente aberta, o fluxo de alta velocidade pode passar ao redor da gaveta e criar turbulência, vibração, erosão e efeitos de pressão indesejáveis. Essas condições podem danificar as superfícies de vedação e prejudicar o desempenho futuro de fechamento.
A válvula também pode se tornar difícil de operar ou falhar em fornecer o isolamento positivo esperado dela.
Ela não fornece controle de fluxo confiável
Uma pequena mudança na posição da gaveta pode produzir uma mudança inconsistente ou desproporcional no fluxo. Isso torna difícil manter uma condição repetível durante um experimento piloto.
Uma válvula gaveta pode permitir ou interromper o fluxo de bypass, mas normalmente não se deve confiar nela para regular esse fluxo.
Como as válvulas trabalham juntas em um loop de bypass
Use válvulas de isolamento para isolamento
Válvulas gaveta, esfera ou macho são comumente usadas onde o requisito é isolamento positivo com baixa perda de pressão quando totalmente abertas. Elas podem isolar a válvula de controle principal e definir o caminho do fluxo de bypass.
Seu objetivo é proteger o equipamento e apoiar a manutenção segura, não substituir a função de controle.
Use a válvula globo para regulação
A válvula globo deve ser colocada no caminho de bypass, onde possa controlar o fluxo manual após a válvula de controle principal ter sido isolada. Os operadores podem ajustá-la gradualmente enquanto monitoram o fluxo, a pressão, a temperatura e a resposta da operação unitária.
O arranjo final deve seguir o projeto de tubulação e instrumentação da planta, incluindo os pontos de isolamento a montante e a jusante necessários.
Inclua proteção contra refluxo onde necessário
Um arranjo de bypass pode criar caminhos de fluxo reverso indesejados, particularmente durante mudanças na posição da válvula ou diferenças na pressão a montante e a jusante. Uma válvula de retenção pode ser necessária onde o fluxo reverso puder danificar bombas, instrumentos ou outros componentes a montante.
A orientação da válvula de retenção depende do serviço. Por exemplo, uma válvula de retenção de portinhola depende da gravidade e deve ser instalada em uma orientação que permita que o disco feche corretamente.
Entendendo as compensações
Uma válvula globo cria mais perda de pressão
Uma válvula globo normalmente introduz mais queda de pressão do que uma válvula gaveta, esfera ou macho totalmente aberta. Este é o custo de sua geometria de regulação de fluxo.
Em um loop de bypass, a diferença de pressão disponível deve ser suficiente para atingir o fluxo necessário. O dimensionamento da válvula deve, portanto, levar em conta o fluxo de bypass normal, as propriedades do fluido e a queda de pressão máxima esperada.
O controle manual é menos preciso que o controle automático
Uma válvula globo ajustada manualmente pode manter a operação temporária, mas não fornece a mesma velocidade de resposta ou estabilidade que a válvula de controle automática funcionando corretamente.
Isso é aceitável para serviço de bypass de manutenção apenas quando os operadores podem monitorar o processo e a operação unitária pode tolerar com segurança a regulação manual.
O dimensionamento incorreto pode reduzir a qualidade do controle
Uma válvula globo superdimensionada pode oferecer pouco ajuste útil, pois a maior parte do fluxo necessário ocorre em uma pequena parte da faixa de abertura. Uma válvula subdimensionada pode restringir a capacidade ou criar perda de pressão excessiva.
O dimensionamento deve ser baseado no fluxo de bypass necessário e nas condições de pressão, em vez de simplesmente corresponder ao diâmetro do tubo.
O bypass não é um substituto universal
Alguns processos não podem operar com segurança sob controle manual de bypass porque exigem regulação rigorosa de pressão, temperatura, composição, nível ou fluxo. Nesses casos, isolar a válvula de controle pode exigir um desligamento ou um arranjo de controle redundante.
O bypass deve, portanto, ser tratado como um recurso de segurança e operabilidade do processo, não como permissão para operar indefinidamente sem controle automático.
Fazendo a escolha certa para o seu objetivo
A seleção correta da válvula depende se o bypass deve isolar o fluxo, regular o fluxo ou realizar ambas as funções.
- Se o seu foco principal for isolamento: Use uma válvula gaveta, esfera ou macho onde baixa resistência e serviço de totalmente aberta/totalmente fechada forem necessários.
- Se o seu foco principal for regulação manual de fluxo: Use uma válvula globo no bypass para que os operadores possam ajustar e manter o fluxo enquanto a válvula de controle principal estiver indisponível.
- Se o seu foco principal for medição precisa de baixo fluxo: Considere uma válvula de agulha dimensionada corretamente ou outra válvula de regulação adequada, em vez de confiar em uma válvula globo de bypass de uso geral.
- Se o seu foco principal for evitar o fluxo reverso: Forneça uma válvula de retenção selecionada adequadamente e orientada corretamente onde o processo e o equipamento exigirem proteção contra refluxo.
Uma válvula globo preserva o controle manual temporário do processo, enquanto uma válvula gaveta deve permanecer principalmente como um dispositivo de isolamento.
Tabela de resumo:
| Tipo de válvula | Função principal | Papel no loop de bypass | Consideração principal |
|---|---|---|---|
| Válvula globo | Regulação de fluxo | Ajusta e mantém o fluxo manual temporário | Cria maior queda de pressão; requer dimensionamento adequado |
| Válvula gaveta | Isolamento de fluxo | Isola o equipamento ou fornece serviço de totalmente aberta/fechada | Estrangulamento ruim; abertura parcial pode causar erosão e vibração |
| Válvula de retenção | Prevenção de refluxo | Impede o fluxo reverso onde necessário | Deve ser selecionada e instalada para o serviço e orientação |
| Válvula de agulha | Regulação precisa de baixo fluxo | Controla fluxo de bypass muito baixo | Considere quando for necessário um ajuste mais fino |
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