Resposta rápida:
Para o correto funcionamento da válvula de esfera química, ela deve ser resistente ao fluido, suportar a temperatura e a pressão do sistema e ser capaz de manter a vedação durante dezenas de milhares de ciclos. Caso contrário, ocorreria corrosão, danificando as sedes e causando paradas inesperadas. O manual contém informações sobre os principais requisitos para a seleção de materiais, os tipos de materiais que podem ser usados e o que deve ser verificado antes da compra junto ao fabricante. Desde 1986, a ONERO fabrica válvulas de esfera químicas. API 6D válvulas de esfera certificadas em sua fábrica de 18.000 m² na província de Zhejiang, na China.
Por que a seleção de materiais é crucial em aplicações químicas?
A seleção inadequada de materiais levará a falhas, e estas não se limitarão a uma válvula com funcionamento inadequado devido a vazamentos. O corpo, ao sofrer corrosão em contato com cloretos, forma cavidades e rompe a barreira de pressão. A superfície de vedação, ao inchar em contato com solventes, deixa de manter o perfil de vedação. A haste, corroída em aplicações com gás sulfídrico, não suportará o torque necessário.
A compatibilidade química da válvula de esfera é mais uma questão de engenharia do que de compra. Deve ser baseada em informações precisas sobre o fluido, sua concentração, temperatura e pressão.
Quais fatores determinam o material ideal para uma válvula?
Composição Química
O teor de íons cloreto é o fator determinante em relação ao aço inoxidável. Acima de certos níveis, a corrosão por pites e por frestas representam modos de falha reais, independentemente da classe do material. Solventes orgânicos atacam a maioria das borrachas e elastômeros e exigem ligas específicas. O ácido fluorídrico ataca todos os materiais e requer ligas especiais.
Faixa de temperatura de operação
As sedes de PTFE são utilizadas até 200 graus Celsius. Acima dessa temperatura, é necessário o uso de PTFE ou PEEK. Abaixo de temperaturas criogênicas, o material do corpo precisa passar por testes de impacto Charpy. Acima de 400 graus Celsius, somente sedes metálicas são utilizadas.
Classe de pressão e classificação do flange
Classes de alta pressão exigem materiais com alta resistência ao escoamento. É aplicável a todos os tipos de válvulas de esfera químicas da Classe 600 e superiores. A verificação da conformidade do material com a classificação de pressão e temperatura é feita a partir de [inserir referência aqui]. Norma ASME B16.34 É uma necessidade absoluta.
Serviço de Material Particulado e Polpa
A presença de partículas causa desgaste acelerado das sedes e esferas, um efeito que não pode ser determinado apenas com base nos dados de corrosão. O revestimento de carboneto de tungstênio nas esferas, com sua camada endurecida, proporciona uma vida útil significativamente maior em serviços com fluidos abrasivos.
Ciclos operacionais
Ciclos elevados levam a um desgaste mais rápido dos assentos e do material de enchimento. As emissões fugitivas por ISO 15848-1 As normas entram em vigor para aplicações de alto ciclo.
Como se comparam os materiais dos corpos das válvulas de esfera?
| Material | Resistência à corrosão | Custo | Melhores Aplicações |
| Aço carbono (A216 WCB) | Baixo (não indicado para meios corrosivos) | Baixo | Hidrocarbonetos não corrosivos |
| Aço inoxidável 316L (CF3M) | Bom, cloreto moderado | Moderado | Produtos químicos gerais, ácidos fracos |
| Duplex 2205 | Cloreto elevado | Moderado a alto | Água do mar, alto teor de cloreto, azeda |
| Super duplex 2507 | Cloreto muito elevado e severo | Alto | Em alto mar, cloreto agressivo |
| Hastelloy C276 | Excelente, oxidante e redutor. | Muito alto | Ácido HF, ácidos mistos |
| Monel 400 | Excelente, HF e álcalis | Alto | Ácido HF, água do mar, soda cáustica |
| aço carbono revestido com PTFE | Boa e ampla gama de produtos químicos. | Moderado | Ácidos agressivos, cloro |
Por que o aço inoxidável 316L supera o 304 em serviços com cloreto?
Ao selecionar uma válvula de esfera química para fluidos contendo cloreto, o Fórmula PREN Aplica-se: PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. O aço inoxidável 304 padrão não contém molibdênio, resultando em um PREN de aproximadamente 18 a 20. O aço inoxidável 316L adiciona de 2 a 3% de molibdênio, elevando o PREN para aproximadamente 24 a 28. É por isso que o 316L é a base para serviços químicos, em vez do 304.
Como escolher os materiais da bola, da haste e do selim?
Materiais para a bola e a haste
Esferas de aço inoxidável 316L podem ser usadas em válvulas de esfera comuns em processos químicos. O aço duplex 2205 é recomendado para ambientes com alta concentração de cloretos. Revestimentos de carboneto de tungstênio com face dura podem ser usados em aplicações corrosivas e abrasivas. O Monel K500 deve ser usado em ambientes com presença de sulfeto de hidrogênio (H₂O).
Pressão: 150LB-2500LB
Temperatura aplicável: -196~350℃
Assentos de PTFE e outras possibilidades
O Válvula de esfera revestida com PTFE Pode ser utilizado na mais ampla gama de produtos químicos, até 200 graus Celsius. O PTFE com carga de vidro oferece maior resistência à fluência. O PTFE com carga de carbono funciona bem em aplicações de alta pressão. O RPTFE é reforçado com fibras para maior resistência ao calor. As sedes em PEEK aumentam a faixa de temperatura para 260 graus Celsius, com maior resistência a solventes. Especifique o PEEK somente se as capacidades do PTFE forem excedidas.
Uma válvula de esfera resistente a produtos químicos, para uso com solventes ou em altas temperaturas, se beneficiará ao máximo da especificação de sedes em PEEK.
Assentos de metal
Assentos de metal São utilizadas em situações onde a temperatura excede a capacidade do PTFE ou PEEK, e em condições abrasivas. As válvulas de esfera para processamento químico com faces de vedação metal-metal e altas temperaturas garantem que não haja degradação do material de vedação, proporcionando um fechamento confiável. A contrapartida é o aumento do torque.
Como escolher um fabricante confiável de válvulas de esfera
Certificações que são importantes
A norma API 6D define o padrão para projeto, fabricação e teste de tubulações e válvulas químicas. A certificação CE/PED é importante para acesso ao mercado europeu. A certificação NACE MR0175 é essencial para aplicações em ambientes com fluidos corrosivos.
A norma ISO 15848-1 define os testes de emissões fugitivas em gaxetas de haste, aplicáveis a válvulas utilizadas em processos químicos onde a emissão de compostos orgânicos voláteis é controlada. O modelo ONERO possui certificações API 6D, ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, CE e AP1607.
Instalações de teste internas
O teste hidrostático do corpo comprova a integridade da barreira de pressão. O teste de vazamento da sede, conforme a norma API 6D Classe A/B, comprova a capacidade de vedação.
Por que um fabricante de 38 anos supera o comerciante
A rastreabilidade dos materiais, que envolve o rastreamento da composição do corpo, da esfera, da haste e da sede da válvula até a certificação da fábrica, é possível nas instalações do fabricante. A válvula de esfera resistente a produtos químicos, que opera em condições agressivas, exige rastreabilidade de materiais. Os 38 anos de experiência em fabricação, as 8 patentes de P&D e os serviços de ODM (fabricação sob encomenda) da ONERO para empreiteiras de EPC (engenharia, aquisição e construção) demonstram sua infraestrutura incomparável.
Lista de verificação para compradores na seleção de materiais e design
Antes de selecionar qualquer válvula para serviços químicos, certifique-se de que as seguintes informações estejam confirmadas:
- Composição do fluido de processo, incluindo materiais residuais.
- Teor de cloreto, caso se considere o aço inoxidável.
- Faixa de temperatura, incluindo temperaturas extremas.
- Classe de pressão ASME conforme B16.34
- Pressões parciais de H2S e CO2 em serviço com sulfeto de hidrogênio (H2S).
- Tamanho e concentração das partículas abrasivas em serviço de pasta abrasiva.
- Classe de emissões fugitivas de acordo com a norma ISO 15848-1
A verificação da compatibilidade química da válvula de esfera com base em dados de corrosão publicados para o fluido específico em condições reais de serviço é a etapa final antes da finalização da especificação.
Perguntas frequentes
1. Qual o melhor material para válvulas de esfera químicas?
Não existe um único material ideal. O aço inoxidável 316L é adequado para a maioria das aplicações químicas em geral. O duplex 2205 ou o superduplex 2507 são indicados para ambientes com alto teor de cloreto ou ácidos. O Hastelloy C276 ou o Monel 400 são utilizados para meios agressivos, incluindo o ácido fluorídrico.
2. O aço inoxidável 316 é adequado para contato com ácidos?
O aço inoxidável 316L é adequado para muitas aplicações com ácidos diluídos em temperaturas moderadas. Não é adequado para ácido sulfúrico concentrado em concentrações intermediárias, ácido fluorídrico em qualquer concentração ou ácido clorídrico em temperaturas elevadas. Sempre verifique os dados de corrosão para o ácido, concentração e temperatura específicos.
3. Assentos de PTFE versus assentos de PEEK: qual é o melhor?
Uma válvula de esfera revestida com PTFE é adequada para a mais ampla gama de produtos químicos e para a maioria das aplicações até 200 graus Celsius. O PEEK amplia a capacidade de temperatura para 260 graus Celsius, com melhor resistência a solventes e desempenho de fluência. Especifique o PEEK somente quando os limites reais do PTFE forem atingidos.
