Válvula de Controle Criogênica

Tamanho: 1/2" - 8" (DN15 - DN200)

Pressão: Classe 150 - 600 / PN 10-100

Norma: BS 6364, MSS SP-134, IEC 60534, ISA 75

Materiais do Corpo: A351 CF8M, A182 F316, A182 F55, Monel

Assento: Metal com metal com revestimento de Stellite

Design: Corpo estilo globo, capô estendido, trim de múltiplos estágios ou balanceado disponível

O *trim* de múltiplos estágios divide a queda de pressão total em vários estágios dentro do corpo da válvula, em vez de a concentrar num único anel de sede. Cada estágio reduz a pressão de forma incremental. A intensidade do *flash* em cada fase é menor, uma vez que a variação de pressão é reduzida. O escoamento bifásico torna-se menos agressivo, uma vez que uma menor quantidade de líquido vaporiza em cada etapa. O *trim* resiste.

Uma válvula de controle em serviço criogênico tem dois problemas que válvulas de controle comuns não enfrentam. Primeiro, o atuador. Atuadores pneumáticos usam diafragmas de borracha e vedações de elastômero. Atuadores elétricos usam motores, trem de engrenagens e posicionadores com componentes eletrônicos. Nenhum desses funciona a -196°C. Diafragmas de borracha congelam solidamente—eles racham quando o atuador tenta operar. Motores elétricos perdem torque em temperaturas criogênicas. Posicionadores derivam ou falham porque sua calibração assume operação em temperatura ambiente. O pescoço estendido em uma válvula de controle criogênica faz o mesmo trabalho de isolamento térmico que em válvulas de isolamento—mantém a câmara de gaxeta em temperatura ambiente—mas tem um segundo benefício específico para válvulas de controle: coloca distância suficiente entre o corpo criogênico e o atuador para que o atuador opere em temperatura ambiente normal. O flange de montagem do atuador no topo do pescoço estendido está quente. O atuador funciona normalmente. Sem choque térmico. Sem diafragmas congelados. Sem deriva do posicionador.

Segundo: o trim. Válvulas de controle em serviço criogênico estrangulam—elas modulam o fluxo continuamente, não apenas abrem e fecham. Esse estrangulamento cria quedas de pressão através do trim. Na redução de pressão criogênica—reduzindo a pressão de GNL do armazenamento para transferência, por exemplo—a queda de pressão força parte do líquido criogênico a evaporar instantaneamente em gás. Fluxo bifásico—líquido e gás misturados—erode o trim padrão em meses. A velocidade é alta, a densidade muda através do assento, e o gás em evaporação carrega gotículas de líquido que impactam as superfícies do trim como jateamento de areia.

Trim Multiestágio Interrompe a Evaporação

O trim multiestágio divide a queda total de pressão em vários estágios dentro do corpo da válvula, em vez de despejá-la toda em um único anel de assento. Cada estágio reduz a pressão incrementalmente. A intensidade da evaporação em cada estágio é menor porque o degrau de pressão é menor. O fluxo bifásico é menos agressivo porque menos líquido evapora em cada etapa. O trim sobrevive.

Pense assim: reduzir 10 bar através de um único orifício em serviço de líquido criogênico cria fluxo de evaporação violenta—a maior parte do líquido evapora em gás no orifício, e o jato bifásico resultante destrói o trim a jusante. Reduzir os mesmos 10 bar em quatro estágios—2,5 bar por estágio—cria evaporação suave em cada estágio. O fluido em cada pressão intermediária ainda é majoritariamente líquido. O trim vê condições de fluxo gerenciáveis em cada estágio. A válvula controla a pressão sem se destruir.

Trim balanceado está disponível para regulação criogênica de alta pressão. Balanceado significa que o obturador tem passagens de equalização de pressão que reduzem a força hidráulica líquida que o atuador precisa superar. Em serviço criogênico de alta pressão—digamos, regulando 50 bar de GNL para 5 bar—a força desbalanceada no obturador exigiria um atuador superdimensionado. O trim balanceado corta essa força para que um atuador de tamanho padrão lide com a regulação sem fornecimento excessivo de ar ou potência do motor.

Válvulas de controle criogênicas usam corpos tipo globo, não corpos de esfera. A geometria do corpo globo dá a forma do caminho de fluxo que funciona para estrangulamento—o fluido entra no corpo, gira através do anel de assento e obturador, e sai com uma queda de pressão controlada. A geometria da válvula de esfera não modula bem—o caminho de fluxo é essencialmente um cilindro reto com uma obstrução rotativa. Você pode estrangular uma válvula de esfera levemente, mas a erosão do assento é rápida e a característica de fluxo é não linear.

Trim guiado por gaiola mantém o obturador centrado na gaiola durante o curso—melhor para aplicações de alto fluxo onde a estabilidade do obturador importa. Trim guiado pela haste guia o obturador a partir da conexão da haste—construção mais simples, adequado para tamanhos menores e taxas de fluxo mais baixas. Ambos estão disponíveis com...