A distinção fundamental entre válvulas de esfera flutuantes e válvulas de esfera montadas-em munhão reside em qual componente executa a ação de vedação.
Em uma válvula de esfera flutuante, a esfera não está rigidamente fixada dentro da cavidade. Quando a pressão a montante é aplicada, a esfera é deslocada a jusante, pressionando contra a sede para estabelecer a vedação. A bola se move em direção ao assento.
Em uma válvula de esfera-montada em munhão, a esfera é fixada no centro por eixos de suporte superior e inferior, com sua posição axial fixa. A ação de vedação é realizada pelas sedes flutuantes, que são pré-carregadas por molas e ainda auxiliadas por média pressão para manter contato com a esfera. O assento se move em direção à bola.
Esta distinção fundamental determina todas as diferenças subsequentes nas condições de serviço aplicáveis, no desempenho operacional e no custo geral.
Avaliações de pressão e tamanho
As válvulas esfera flutuantes são adequadas para serviços de pressão moderada a baixa, normalmente não excedendo a Classe 300 (PN40), com diâmetros geralmente até DN 200. À medida que a pressão do sistema aumenta, o empuxo transmitido da esfera para a sede a jusante aumenta proporcionalmente. Além dos limites do material da sede, a confiabilidade da vedação fica comprometida e o torque operacional aumenta acentuadamente.
As válvulas esfera montadas-no munhão são projetadas para serviços-de alta pressão, capazes de lidar com classificações da classe 600 até a classe 2500 (PN100 e superiores), com diâmetros extensíveis além de DN 2000. O empuxo gerado pela pressão média na esfera é absorvido diretamente pelo corpo da válvula através dos suportes do munhão, de modo que as sedes estejam sujeitas apenas à tensão de contato necessária para a vedação e não sejam afetadas pela pressão do sistema.
Torque Operacional
Para válvulas de esfera flutuantes, o torque operacional aumenta notavelmente com o aumento da pressão. Sob condições de alta-pressão, a esfera é forçada firmemente contra a sede e o atrito estático durante a abertura e o fechamento é substancial, resultando em uma operação mais pesada.
Para válvulas de esfera-montadas com munhão, a esfera é suportada por rolamentos com baixos coeficientes de atrito e as sedes flutuantes mantêm a pressão controlada da superfície de vedação. O torque operacional permanece baixo e em grande parte independente da pressão do sistema.
Direção de vedação
As válvulas de esfera flutuantes são uni-direcionais na configuração de vedação. A força de vedação origina-se da pressão a montante que atua na esfera. Se submetida à pressão reversa, a esfera é empurrada para longe da sede, causando vazamento. É necessária a adesão estrita à marcação da direção do fluxo durante a instalação.
As válvulas de esfera-montadas em munhão fornecem vedação-bidirecional. Ambas as sedes flutuam de forma independente, portanto, independentemente da direção da pressão, a sede correspondente é forçada contra a esfera para formar uma vedação. Isso os torna adequados para pipelines onde o fluxo reverso pode ocorrer ou onde o-desligamento-bidirecional é necessário.
Custo de fabricação
As válvulas esfera flutuantes apresentam uma configuração mais simples com menos componentes, resultando em menores custos de usinagem e montagem. Para especificações equivalentes, o preço de aquisição é substancialmente inferior ao de uma válvula de esfera-montada em munhão.
As válvulas de esfera-montadas em munhão incorporam componentes adicionais, incluindo eixos de suporte, rolamentos, conjuntos de sede flutuante e molas. A precisão necessária para a usinagem e a complexidade da montagem aumentam os custos de fabricação. No entanto, um preço de compra inicial mais elevado não indica necessariamente um custo total de propriedade mais elevado. Em serviços de operação-frequente e de alta-pressão, as válvulas de esfera-montadas com munhão apresentam desgaste reduzido e intervalos de manutenção estendidos, tornando a economia geral do ciclo de vida superior.
Acessibilidade de manutenção
As válvulas esfera flutuantes são de construção simples, permitindo fácil desmontagem sem ferramentas especiais. A manutenção de rotina pode ser realizada pelo pessoal do local.
As válvulas de esfera-montadas em munhão envolvem mais componentes e uma desmontagem relativamente complexa. No entanto, a maioria dos projetos adota uma configuração-de entrada superior, permitindo a substituição da sede e da vedação sem remover o corpo da válvula da tubulação, oferecendo uma vantagem para manutenção-em linha.
Diretrizes de seleção
As decisões de seleção devem ser baseadas em três critérios principais:
Primeiro, determine o tipo de válvula de acordo com a classe de pressão e o diâmetro interno. Para serviços de classe 300 ou inferior com diâmetros não superiores a DN 200, uma válvula de esfera flutuante é adequada e-de baixo custo. Para pressões superiores à Classe 600 ou diâmetros superiores a DN 200, recomenda-se uma válvula de esfera-montada com munhão. Caso contrário, o torque operacional e a vida útil da vedação não poderão ser garantidos.
Segundo, verifique se o sistema exige vedação-bidirecional. Se o processo exigir fechamento hermético-em ambas as direções, ou se o fluxo reverso for possível, uma válvula de esfera-montada em munhão será obrigatória.
Terceiro, avalie o custo total do ciclo de vida de forma abrangente. Em aplicações de alta-pressão e{2}}ciclo alto, as válvulas esfera-montadas com munhão, apesar do maior investimento inicial, podem ser mais econômicas no longo prazo devido à operação suave, ao desgaste reduzido da sede e aos intervalos de manutenção prolongados. A seleção não deve ser baseada apenas no custo de aquisição.
Resumo
As válvulas de esfera flutuantes oferecem construção simples e economia-econômica para aplicações convencionais de-pressão moderada e furo pequeno-a{3}}médio-. As válvulas de esfera-montadas em munhão fornecem construção robusta e capacidade de alta-pressão para serviços severos que envolvem diâmetros grandes e condições exigentes. A escolha apropriada depende da correspondência entre a configuração da válvula e os parâmetros de serviço, com a classificação de pressão e o tamanho do furo servindo como os principais pontos de decisão, e a direção de vedação como um fator determinante adicional.
