Análise estrutural de válvulas de bola de trunnion: aplicação da ISO 14313 padrão na indústria de petróleo e gás

Entendendo válvulas de bola de trunnion

Principais características das válvulas de bola de trunnion

1. Projeto do TRUNNION: O projeto do munhão permite que a válvula seja montada em um eixo vertical, fornecendo estabilidade e reduzindo o risco de desalinhamento. Esse design é particularmente benéfico em aplicações de alta pressão e alta temperatura, onde o alinhamento preciso é crucial.

2. Construção robusta: As válvulas de esfera do Trunnion são tipicamente construídas a partir de materiais de alta resistência, como aço carbono, aço inoxidável ou aço de liga. Esses materiais garantem que a válvula possa suportar as tensões mecânicas e os ambientes corrosivos comuns na indústria de petróleo e gás.

3. Selagem de precisão: essas válvulas apresentam assentos de metal com precisão e materiais de vedação de alta qualidade, como PTFE ou outros fluoropolímeros, para garantir vazamento mínimo e durabilidade a longo prazo.

4. Projeto seguro para incêndio: A conformidade com a ISO 14313 garante que as válvulas de bola de trunnion sejam projetadas para serem seguras de fogo. Esse recurso é crucial para aplicações em ambientes perigosos, como oleodutos e gasodutos, onde a válvula deve permanecer funcional mesmo no caso de um incêndio.

Componentes estruturais

• Corpo da válvula: a estrutura principal que abriga a bola e outros componentes. O corpo é normalmente feito de aço de alta resistência para garantir durabilidade e resistência à corrosão.

• Bola: o elemento esférico que controla o fluxo girando em torno de seu eixo. A bola é frequentemente feita de aço inoxidável ou outros materiais resistentes à corrosão.

• TRUNNION: o recurso exclusivo que permite que a válvula seja montada em um eixo vertical, fornecendo estabilidade e reduzindo o risco de desalinhamento.

• ASSAS: Os elementos de vedação que fornecem uma vedação apertada quando a válvula é fechada. Os assentos geralmente são feitos de polímeros de metal ou de alto desempenho.

• Haste: o componente que conecta a bola ao atuador, permitindo rotação. O caule foi projetado para suportar altos tensões mecânicas.

• Atuador: o mecanismo usado para girar a bola, que pode ser manual, elétrica, pneumática ou hidráulica.

ISO 14313 Padrão: Requisitos -chave

Escopo e aplicabilidade

A ISO 14313: 2007 especifica requisitos e fornece recomendações para as válvulas de design, fabricação, teste e documentação de bola, check, portão e plug para aplicação em sistemas de tubulação que atendem aos requisitos da ISO 13623 para as indústrias de petróleo e gás natural. Este padrão não é aplicável às válvulas de pipeline submarinas, cobertas pela ISO 14723, ou a válvulas para classificações de pressão que excedam o PN 420 (classe 2500).

Design e fabricação

• Seleção de material: o padrão descreve a escolha de materiais para diferentes componentes da válvula, garantindo que eles possam suportar condições operacionais severas. Os materiais comuns incluem aço carbono, aço inoxidável e aço de liga.

• Propriedades mecânicas: os materiais devem atender a propriedades mecânicas específicas, como resistência à tração e dureza, para garantir que a válvula possa suportar tensões operacionais.

• Tratamento térmico: Alguns materiais podem exigir processos específicos de tratamento térmico para aumentar sua resistência ao estresse por rachaduras na corrosão (SCC).

Testes e inspeção

• Teste de pressão: as válvulas devem passar por um rigoroso teste de pressão para verificar sua capacidade de suportar pressões operacionais.

• Teste de vazamento: métodos avançados de teste de vazamento, como teste de vazamento de hélio, são usados ​​para detectar até os menores vazamentos e garantir a integridade de vedação da válvula.

• Teste não destrutivo (NDT): Técnicas como testes ultrassônicos (UT) e testes radiográficos (RT) são usados ​​para detectar qualquer defeito ou imperfeições nos componentes da válvula.

Marcação e documentação

• Requisitos de marcação: As válvulas devem estar claramente marcadas com informações essenciais, como tamanho, classificação de pressão e material.

• Documentação: a documentação detalhada deve acompanhar as válvulas, incluindo registros de fabricação, resultados dos testes e certificação.

Aplicação na indústria de petróleo e gás

Oleodutos de gás natural

As válvulas de esfera da trunnion são amplamente utilizadas em gasodutos de gás natural, particularmente aqueles que contêm sulfeto de hidrogênio (H₂S) e outras substâncias corrosivas. A construção robusta e a vedação de precisão dessas válvulas garantem desempenho confiável e manutenção mínima. As principais considerações incluem:

• Seleção de material: Para tubulações de gás natural contendo H₂s, materiais como aço inoxidável 316L ou a liga 625 são frequentemente especificados devido à sua excelente resistência ao CEC.

• Requisitos de projeto: o design deve garantir que todos os componentes, incluindo o shell, o capô, o disco e o anel do assento, sejam feitos de materiais que possam suportar o ambiente corrosivo.

• Teste e certificação: as válvulas devem ser testadas e certificadas para atender aos requisitos da ISO 14313, incluindo testes específicos para resistência ao enxofre.

Plantas de processamento de petróleo e gás

Nas plantas de processamento de petróleo e gás, as válvulas de esfera do Trunnion são usadas para sua alta resistência e resistência à corrosão. Essas válvulas são adequadas para aplicações envolvendo altas pressões e temperaturas, como:

• Seleção de material: materiais como o aço inoxidável duplex podem ser usados ​​para sua alta resistência e resistência à corrosão.

• Requisitos de projeto: o projeto deve explicar a presença potencial de substâncias corrosivas, incluindo H₂s, e garantir que todos os componentes sejam feitos de materiais apropriados.

• Teste e certificação: as válvulas devem passar por testes rigorosos para garantir que atendam aos padrões de desempenho e segurança especificados pela ISO 14313.