VALVULAS _ 053 a 070 _ PB

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P E T R O B R A S A B A S T E C I M E N T O
Válvulas Industriais 5353
OO
Manutenção
de válvulas
Manutenção
de válvulas
Pe
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e 
e A
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te
Pe
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e 
e A
no
te
s tipos mais comuns de válvulas usadas na indústria de petróleo são
gaveta, globo, macho e retenção, sendo que as demais são de fabrica-
ção especial e recebem manutenção específica.
Antes de proceder à recuperação (manutenção) de uma válvula, deve
ser feita a sua descontaminação em função do produto processado por ela.
A não-descontaminação prévia pode provocar desprendimento de líqui-
dos e vapores, por vezes nocivos, perigosos ou inflamáveis, no ambiente
fechado que é a oficina.
Generalidades
Válvula gaveta
Componentes
A ilustração de uma válvula gaveta em corte é apresentada na Figura 50,
na qual também são mostrados seus componentes principais. Dependen-
do da bitola (tamanho), normalmente de 1/4" a 24", poderão ocorrer va-
riações em detalhes. Entretanto, é mantido o esquema básico.
Conheça profundamente
os procedimentos de
manutenção de válvulas.
De sua correta aplicação
depende o desempenho
do processo e a segurança
de muitas pessoas!
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Recuperação
Dependendo do estado em que se encontra a válvula, pode ser conveni-
ente jateá-la com areia para limpeza. Esta operação deve ser feita com a
válvula fechada para evitar que o jateamento afete as sedes de vedação.
Pense e
Anote
Pense e
Anote
VÁLVULA GAVETA
FIGURA 50
Volante
Haste
Sobreposta
(preme-gaxeta)
Gaxeta
Anel de lanterna
Castelo
Corpo
Cunha
Anéis de vedação
Falhas
As principais falhas que ocorrem em válvulas gaveta são:
Folga entre a cunha e o anel.
Corte na rosca do corpo ou no anel de vedação.
Guias da cunha muito justas.
Haste riscada, corroída ou empenada.
Ressalto e/ou ranhuras dos flanges corroídos.
✔
✔
✔
✔
✔
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Limpeza e reparos
Girar o volante até abrir
totalmente a válvula.
Retirar o volante.
Soltar os parafusos que
prendem a gaxeta. Retirá-la,
contando o número de voltas
que ela possui, para posterior
montagem.
✔
✔
✔
Soltar o castelo.
Retirar a haste.
Retirar o anel de lanterna.
Este anel tem por finalidade guiar
a haste e permitir sua lubrificação
através dos seus orifícios. Só as válvulas
de alta pressão e as acima de 2"
são dotadas de anel de lanterna.
Retirar a cunha.
Após o jateamento, passamos à desmontagem, que envolve as seguintes etapas:
✔
✔
✔
✔
Desmontada a válvula, passa-se à fase de limpeza e inspeção
de seus componentes:
Limpar os anéis de vedação com lixa fina.
Examinar os anéis, verificando a existência de corrosão ou cortes
que possam impedir a vedação.
Caso haja corrosão ou cortes, retirar os anéis para faceá-los no torno.
Limpar e examinar as roscas do corpo e dos anéis. Para os casos de
anéis soldados ou embuchados, há uma máquina retificadora de
anéis no corpo.
Reinstalar os anéis. Usar pasta adequada nas roscas do anel
e do corpo e apertá-los bem, visando garantir a vedação.
Lixar as faces da vedação da cunha até eliminar sinais de corrosão
ou cortes.
Reinstalar a cunha e verificar a existência de folga entre ela
e os anéis. Caso haja folga, retirar novamente os anéis e calçá-los
com uma junta de cobre recozido, eliminando a folga.
Antes de proceder à montagem, deve ser verificada a folga da cunha.
Se a cunha correr muito justa nas guias, poderá provocar um desvio
na sua penetração. Elimina-se esta falha alargando os rasgos existentes
nas laterais da cunha. Isto pode ser feito numa plaina limadora, ou
mesmo manualmente com uma lima. Havendo cortes, corrosão
acentuada ou empenamento na haste, deve-se usiná-la, cuidando para
que não fique muito grande a folga entre a haste e o anel de lanterna.
Caso os resultados e ranhuras dos flanges não estejam bons, usiná-los,
cuidando para que não ultrapassem as espessuras mínimas.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Desmontagem
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Pense e
Anote
Pense e
Anote
Ajustagem
Montagem
Teste
Inicialmente, testar a válvula com ar comprimido a uma pressão de 100psi.
Para isso, submergir a válvula em água. Após o teste pneumático, fazer
um teste hidrostático. A Tabela 2 mostra a orientação especificada pelo
American Petroleum Institute (API)
Consiste em movimentar as faces da cunha de acordo
com os anéis de vedação em presença de uma pasta abrasiva.
Montada a cunha, instalar a haste no encaixe dela.
Untar as faces de vedação com carborundum grosso,
ou material equivalente.
Preparar um dispositivo dotado de alavancas que permita
bater a cunha contra os anéis até que a marca dos anéis
nas faces de vedação da cunha seja homogênea e esteja
isenta de pequenas superfícies mais altas. Dependendo do
tamanho da válvula e, portanto, do peso da cunha, este
dispositivo pode ser dispensável.
✔
✔
A montagem segue a ordem inversa da
desmontagem, observados os seguintes aspectos:
Usar pasta adequada para facilitar a vedação das juntas.
Apertar os parafusos que ligam o corpo ao castelo em cruz,
evitando apertos desiguais ao longo da secção circular.
Ao montar o anel de lanterna, montar também as
primeiras gaxetas, ficando as demais para a fase final.
Antes de iniciar a montagem, examinar a bucha, e
verificar se ela permite o engaxetamento com a válvula
em operação.
No engaxetamento, após a escolha da gaxeta, cortá-la
com o comprimento da circunferência da haste. Lubrificar
e colocar a gaxeta na câmara, cuidando para que as
emendas fiquem opostas pelo diâmetro até encher
a câmara de gaxetas. Apertar a sobreposta e repetir
a operação até não caberem mais anéis de gaxeta.
✔
✔
✔
✔
✔
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Materiais das válvulas
Mesmo para as válvulas classificadas como de aço-carbono, alguns com-
ponentes são de materiais mais nobres.
Os anéis de vedação são de aço-liga, e a haste e buchas internas, de
inoxidável, conforme recomendado pela norma ABNT. As gavetas das vál-
vulas de 150 libras são de aço-carbono para 300 libras e 600 libras e po-
dem ser de aço-carbono ou aço-liga.
Engaxetamento em operação
Durante a operação, acontecem vazamentos pela gaxeta das válvulas. Neste
caso, proceder da seguinte forma:
Pense e AnotePense e Anote
PRESSÃO DE TESTE (LIBRAS)
Cunha CorpoClasse (libra)
PRESSÃO DE TESTE DE VÁLVULA GAVETA E RETENÇÃO
Abrir a válvula tanto quanto possível até a vedação
da haste encontrar a contravedação. Forçar
o volante no sentido de abrir a válvula, visando ao
maior aperto de contravedação.
Soltar a sobreposta lentamente, observando se não
há pressão na câmara de gaxetas.
Não havendo, soltar a sobreposta e proceder ao
engaxetamento.
Repetir em sentido contrário esta seqüência.
✔
✔
O engaxetamento em operação nem sempre
é uma operação segura. A sua execução
deve ser analisada cuidadosamente, com
participação da manutenção, da operação
e da segurança industrial.
✔
✔
TABELA 2
150
300
600
300
750
1.500
425
1.100
2.175
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A válvula globo tem seu fechamento por meio de um tampão cônico que
encontra um anel (sede inferior), geralmente em posição paralela ao sen-
tido do fluxo do produto.
O tampão cônico da válvula globo pode trabalhar em qualquer posi-
ção, caracterizando-se uma válvula de regulagem. Seu fechamento é me-
lhor que o das válvulas gaveta, o que permite uma vedação estanque.
Sua recuperação é mais simples que a daválvula gaveta, não só por-
que a ajustagem é mais fácil, mas pela possibilidade de confecção, se
necessário, de peças de substituição (sedes inferiores, superior e haste).
Componentes
Uma válvula globo tem basicamente um corte, conforme mostra a Figura
51, na qual estão assinalados seus componentes principais.
De acordo com a bitola (dimensão), poderão ocorrer variações em de-
talhes. Entretanto, é mantido o esquema básico.
Falhas
Pense e AnotePense e Anote
Válvula globo
As principais falhas que
ocorrem em válvulas globo são:
Corte ou corrosão numa das sedes
(superior ou inferior).
Vazamento entre a sede inferior e o
corpo da sede através da rosca.
✔
✔
Recuperação
A montagem da válvula globo é semelhante à da válvula gaveta, e a ajus-
tagem, nesse caso, é bem mais simples.
Retirar a sede inferior (anel) do corpo da válvula.
Usinar o anel, dando a mesma inclinação na usinagem que a da sede
superior.
Reinstalar a sede inferior. Normalmente, ao apertar, ocorre uma defor-
mação na sede inferior, sendo necessária uma ajustagem que restabe-
leça a mesma inclinação que a sede superior.
Usinar uma peça que encaixe na sede inferior, com a mesma inclina-
ção da sede superior, para ajustar a sede inferior.
✔
✔
✔
✔
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VÁLVULA GLOBO
FIGURA 51
Volante
Tampa
Sobreposta
(preme-gaxeta)
Gaxeta
Haste
Disco
(sede superior)Anel
(sede inferior)
A montagem da válvula globo tem
seqüência inversa à da desmontagem,
Deve-se, entretanto, cuidar para
que a sede superior fique solta na
haste, permitindo girar livremente.
Com o auxílio da pasta carborundum ou equivalente, friccionar a peça
usinada na sede inferior, visando eliminar as irregularidades existentes.
Ainda com o auxílio da pasta carborundum ou equivalente,,,,, girar a sede
superior sobre a inferior, pressionando até que a marca de uma sede
na outra fique homogênea. Este movimento deve ser feito com o eixo
da sede superior na posição vertical.
✔
✔
Corpo
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Permite passagem em um só sentido, fechando automaticamente pela
própria pressão do fluido, se houver possibilidade de inversão no fluxo.
Componentes
Pense e
Anote
Pense e
Anote
Válvula de retenção
As Figuras 52 e 53 dão uma idéia dos componentes dessas válvulas e
do seu funcionamento.
VÁLVULA DE RETENÇÃO/PORTINHOLA
FIGURA 52
Tampa
Eixo
Braço
Anel
Portinhola
Corpo
Basicamente, há três tipos de
válvulas de retenção:
De levantamento
Na qual o fechamento é feito por um tampão
(disco) cuja haste corre em uma guia interna.
De portinhola
Na qual o fechamento é feito por uma portinhola
articulada que se assenta no orifício (sede) da válvula.
De esfera
Semelhante à de levantamento, tem, porém,
uma esfera no lugar do tampão.
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Pense e AnotePense e Anote
VÁLVULA DE RETENÇÃO/DISCO
FIGURA 53
Recuperação
A recuperação do tipo de levantamento é semelhante à da válvula globo,
com a vantagem de a desmontagem ser mais simples, uma vez que o nú-
mero de peças é menor.
Falhas
Remover o anel (sede rosqueada no corpo).
Usinar o anel e reinstalá-lo no corpo.
Usar pasta adequada e apertar bem.
Usinar a portinhola (sede).
Examinar o eixo. Havendo folga,
embuchá-lo ou fazer outro novo.
Ajustar ambas as sedes, friccionando
a portinhola no anel. Usar pasta
O tipo de portinhola é de recuperação um pouco mais complexa.
carborundum ou equivalente. Continuar
a ajustagem até a marca de uma sede
na outra ser homogênea.
Verificar o estado dos flanges, no que se
refere a ressalto e ranhuras. Se necessário,
refazê-los no torno.
Se possível, lubrificar internamente antes
de fechar a válvula.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Tampa
Guia
Anel
Disco
Corpo
As principais falhas que ocorrem são:
Cortes ou corrosão nas sedes.
Emperramento do eixo, dificultando a abertura
e o fechamento da portinhola.
Desgaste do eixo, provocando folgas e fazendo
com que a portinhola se apóie fora da sede.
✔
✔
✔
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Teste
O teste da válvula de retenção é semelhante ao da válvula gaveta, de acor-
do com a Tabela 2, apresentada anteriormente.Pense e
Anote
Pense e
Anote
Válvula macho
Na válvula, o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho) na qual
há um orifício bloqueado no interior do corpo da válvula. É uma válvula de
fechamento rápido porque fecha com 1/4 de volta do macho ou da haste.
Componentes
A Figura 54 mostra um esquema geral da válvula macho e seus compo-
nentes principais.
Falhas
Recuperação
As principais falhas que ocorrem são:
Corrosão no macho ou na camisa.
Emperramento por falta de lubrificação.
✔
✔
A desmontagem é simples,
e a recuperação consiste na usinagem
do macho e da camisa, mantendo a
mesma conicidade.
Para a ajustagem unta-se o macho
com pasta abrasiva, colocando-o na
camisa e girando-o para friccionar as
faces. Continuar esta operação até
obter um contato homogêneo em toda
a extensão das superfícies.
A montagem também é simples,
devendo, entretanto, cuidar-se para
não ocorrer falta de lubrificação.
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e A
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As válvulas de segurança são usadas em equipamentos pressurizados e que
devem ser protegidos. Sua finalidade é aliviar a pressão quando esta ul-
trapassar um limite especificado, protegendo os equipamentos, as linhas
e as pessoas. Sua manutenção, portanto, deve ser rigorosa, o que exige
precisão e especialização de quem a faz.
Existem diversos tipos de válvulas de segurança. Basicamente, há válvu-
las de segurança automáticas, as quais só abrem quando atingida a pres-
são de abertura, e conjugadas, , , , , que, além de atuarem como no caso ante-
rior, também abrem acionadas manualmente por meio de uma alavanca.
Componentes
Um corte de válvula de segurança do tipo mais comum (standard) tem os
componentes a seguir.
VÁLVULA MACHO
FIGURA 54
Válvulas de segurança
Sobreposta
(preme-gaxeta)
Gaxeta
Tampa
Macho
Corpo
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Pense e
Anote
Pense e
Anote
VÁLVULA DE SEGURANÇA
FIGURA 55
Falhas
Corte ou corrosão nas sedes superior
e inferior.
Impurezas que ficam entre as duas
sedes por ocasião da abertura e do
fechamento da válvula.
Sede superior presa, com travamento
da válvula.
Haste empenada.
Fadiga da mola.
Parafuso de regulagem com o
ponto de apoio fora de centro.
Guia de orifício desalinhada,
resultante de aperto irregular dos
parafusos entre o corpo e o castelo.
As falhas mais comuns das válvulas de segurança são:
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Porca hexagonal
Eixo de campo Campo
Porca de teste da haste Capa
Contraporca do
parafuso de regulagem
Alavanca de teste
Parafuso da capa
Porca hexagonal
Junta da capa
Parafuso de
regulagem
Guia da mola
Castelo
Mola
Guia da mola
Parafuso do corpo
Porca hexagonal
Guia de orifício
Juntas do corpo
Haste
Junta universal Suporte da sede superior
Sede superior Parafuso de trava
Junta do parafuso de trava
Pino do parafuso
Anel de regulagem
Bocal
Furo de drenagem Corpo
Junta do bocal
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Pense e AnotePense e Anote
Recuperação
Teste inicial
Teste de recepção na oficina para observação do comportamento damola.
Desmontagem
Após o teste de recepção, a válvula deverá ser desmontada com
apoio de seu desenho, conforme o roteiro apresentado a seguir:
Remover o parafuso de trava. Girar o anel de regulagem no
sentido anti-horário, contando as voltas até o anel encostar
no suporte da sede superior. Anotar o número de voltas para
usar na montagem.
Remover a capa.
Medir a altura livre de regulagem para usar esse valor na
montagem.
Soltar a contraporca do parafuso de regulagem.
Soltar o parafuso de regulagem, descomprimindo a mola.
Soltar os parafusos que prendem o castelo, de forma
alternada.
Remover o castelo, puxando-o para cima. Cuidado para não
virar o castelo para nenhum lado antes de a haste estar fora
do corpo.
Segurando a haste, remover o conjunto de haste, mola, guias
de mola, guias de orifício, suporte da sede superior, junta
universal e a sede superior.
Para soltar a sede superior, puxá-la e girá-la para a esquerda
(sentido anti-horário).
Para soltar a haste, utilizar o mesmo procedimento adotado
para soltar a sede superior.
Retirar (basta puxar) a mola e suas guias da haste.
Apoiar o suporte da sede superior num plano e puxar a guia
de orifício para cima.
Para remover a junta universal, usar uma chave na parte
hexagonal da peça, na parte inferior do suporte da sede
superior.
Remover o anel de regulagem.
Desenroscar o bocal, para removê-lo.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
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Válvulas Industriais
A seqüência a seguir é utilizada para sedes muito
riscadas. Conforme cada caso, as primeiras etapas
podem não ser necessárias.
Colocar uma placa de vidro (com aproximadamente 25cm
de diâmetro e 5mm de espessura) em uma superfície plana
(desempeno).
Colocar uma lixa fina sobre o vidro e lixar as sedes; este
lixamento deve ser feito com movimentos rotativos numa só
direção, evitando o aparecimento de cortes transversais nas
sedes.
Tirar a lixa e espalhar abrasivo grosso sobre o vidro. Fazer o
mesmo movimento feito sobre a lixa, agora sobre o vidro
untado com o abrasivo grosso.
Remover o abrasivo grosso. Limpar o vidro e espalhar
abrasivo mais fino.
Novamente fazer movimentos rotativos das sedes sobre o
abrasivo. Esta operação deve continuar até não se notarem
riscos nas sedes.
Limpar o vidro do abrasivo fino e espalhar abrasivo de
polimento. Tornar a passar a sede sobre o abrasivo, ainda
com movimentos rotativos em um único sentido, porém
mais rápidos e com alguma pressão para baixo.
Continuar esta operação
até as superfícies se
apresentarem espelhadas,
o que permitirá vedação
da válvula.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Pense e AnotePense e Anote
Limpeza
Após a desmontagem da válvula de segurança, todas as peças devem ser
limpas para permitir a inspeção quanto a trincas, corrosão etc.
Ajustagem
A usinagem e ajustagem das sedes é um dos aspectos mais importantes
na manutenção da válvula. Uma das principais causas de vazamento é a
sujeira vinda das linhas que se depositam entre as sedes, causando riscos
ou pequenos furos nas sedes.
É muito importante
que, antes de se iniciar a
ajustagem, se proceda à
limpeza cuidadosa das
peças; qualquer sujeira
poderá causar risco na sede
em ajustagem, pondo a
perder todo o serviço.
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Pe
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e 
e A
no
te
Pe
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e A
no
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A operação de montagem obedece
à seqüência inversa da desmontagem.
Entretanto, algumas precauções
devem ser adotadas.
Recomenda-se estudar um desenho
de corte da válvula.
Tomar o máximo cuidado para
não ofender as sedes durante
sua manipulação. Qualquer risco
ou batida poderá causar vazamento
no teste.
Mais uma vez, recomenda-se limpar
todas as peças antes de montá-las.
O uso de graxas é aconselhável
em todas as roscas e partes
móveis, desde que não prejudique
o desempenho da válvula (produto
processado pela linha ou
equipamento de válvula).
Verificar o estado das juntas para
permitir melhor vedação.
Na instalação do anel de regulagem,
girá-lo até que ele encoste no final
da rosca do bocal. Depois que a
mola já estiver com algum aperto
(já montada), colocar o anel de
regulagem na posição em que estava
antes da desmontagem (foi anotada
anteriormente). Apertar bem
o parafuso de regulagem.
Cuidado para não girar os anéis
internos da válvula durante a
montagem da mola e do castelo.
Apertar os parafusos do castelo
alternadamente.
Dar aperto na mola igual ao anterior
à desmontagem. Para tanto, a altura
livre do parafuso de regulagem
deve ter sido medida. Só depois
disso, apertar a contraporca do
parafuso de regulagem.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Montagem
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Pense e
Anote
Pense e
Anote
As válvulas de segurança de fabricação Farris,
referência para este curso, têm um único anel de
regulagem. Há válvulas de outras marcas que possuem
dois. O anel de regulagem tem por finalidade ajustar o
“aviso” (pequeno vazamento inicial que antecede o
estouro), a intensidade do estouro e o tempo de
descarga. O anel de regulagem somente tem utilidade
para produtos compressíveis (vapor, gás, ar). Para
líquidos, ele é inútil, não necessitando de regulagem.
Neste caso, deixá-lo bem baixo, junto ao fim da rosca
do bocal.
A regulagem do anel deve ser feita com a trava solta.
Para diminuir o “aviso” e obter um estouro mais
seco, deslocar o anel para cima (girar no sentido
anti-horário). Paralelamente, isto causará uma
descarga mais longa.
Para diminuir o tempo de descarga, deslocar o anel
para baixo (girar no sentido horário). À medida que
o anel for baixando, a descarga continuará a diminuir
até atingir o mínimo, após o que, se o anel continuar
baixando, provocará um aumento do “aviso” e uma
diminuição do estouro. Se o anel descer demais, não
haverá estouro.
Uma calibração ideal na bancada de teste deverá ter
um “aviso” menor que 3% da pressão de ajustagem.
Qualquer deslocamento, seja para cima, seja para
baixo, não deve ultrapassar dois dentes de cada vez.
A cada vez que se mudar o anel de regulagem,
reinstalar o parafuso de trava (o parafuso deve
entrar entre dois dentes do anel e nunca fazer pressão
sobre qualquer dente). Apertar a porca de trava antes
de ocorrer descarga de válvula, para evitar
movimentos de vibração.
Durante o teste, tomar cuidado para não permitir que
ferrugem, sujeira ou mesmo poeira afetem as sedes.
Manter a máquina de teste sempre bem limpa.
Transportar as válvulas de segurança com muito
cuidado, evitando quedas ou pancadas.
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
✔
Teste
Regras gerais
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e 
e A
no
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e 
e A
no
te
Procedimento
A calibração e o teste de uma válvula de segurança
são tarefas delicadas e que exigem do operador longa
prática, conhecimento do funcionamento da válvula
e das máquinas de teste.
A seqüência abaixo serve de exemplo de calibração de
uma máquina por meio do flange de entrada das válvulas.
Regulagem da abertura
Colocar o anel de regulagem em sua posição mais inferior.
Colocar o parafuso de regulagem na posição em que
estava antes da desmontagem.
Ligar o compressor da máquina e aguardar a abertura
da válvula. Observar a pressão de abertura e,
conforme o caso, apertar ou soltar o parafuso de
regulagem sucessivas vezes até que a pressão de abertura
seja a desejada.
Regulagem da descargaaaaa
Colocar o anel de regulagem na posição em que estava
antes da desmontagem.
Carregar a válvula até uma pressão de cerca de 10%
menor que a pressão de abertura.
Fechar a válvula (tipo macho) da ligação do reservatório
da máquina de teste com a entrada daválvula de
segurança. Deixar a pressão do reservatório atingir o
dobro da pressão de abertura da válvula. Desligar a
máquina de teste.
Abrir rapidamente a válvula de passagem (válvula
macho), provocando uma sobrecarga na válvula de
segurança que abrirá com um estouro. Isso alivia a
pressão e o fechamento posteriormente.
Observar a pressão de fechamento no manômetro. Caso
esteja fora dos limites permitidos, repetir a operação,
baixando a posição do anel de regulagem tantas vezes
quantas forem necessárias.
Reguladas as pressões de abertura e fechamento,
fechar o dreno e o parafuso para testar vazamentos.
Colocar graxa no flange de saída e colar uma folha
de papel impermeável na graxa. Dar novamente pressão
na entrada da válvula. Se houver vazamento, será
facilmente identificado.
✔
✔
✔
✔
✔
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✔
✔
✔
✔
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Calibração/Teste – Procedimento