Tipos de válvulas de gás: um guia prático para seleção e manutenção em petróleo e gás

Peça a uma sala de engenheiros para listar os tipos de válvulas de gás e você obterá uma lista ligeiramente diferente de cada uma delas. Isso não é confusão; é porque “válvula de gás” descreve um dever e não um único produto. Na coleta de gás natural, serviço em poços, estações de compressão e tubulações de plantas, a resposta certa depende se você precisa de isolamento rígido, fluxo controlado, proteção unidirecional ou liberação segura de sobrepressão.

Fabricamos válvulas e equipamentos de cabeça de poço para serviços de petróleo e gás, portanto, esta visão geral vem tanto do chão de fábrica quanto do catálogo. Abaixo estão os principais tipos de válvulas de gás com as quais você provavelmente trabalhará, o que cada uma faz bem e os detalhes que geralmente determinam a seleção.

Como as válvulas de gás são classificadas

Dois sistemas simples cobrem quase todas as válvulas que você encontrará em uma linha de gás.

• Por função: isolamento, estrangulamento ou regulação, não retorno e alívio de pressão.
• Por movimento: válvulas lineares, como designs de gaveta, globo e diafragma, transformam uma haste em curso reto, enquanto válvulas rotativas, como designs de obturador, esfera e borboleta, funcionam com um quarto de volta.

O serviço de gás adiciona regras próprias. O gás é compressível e passará por lacunas que nunca passariam pelo líquido. Geralmente está seco, então o meio em si não fornece lubrificação. E no trabalho upstream e midstream, muitas vezes chega quente e com alta pressão. Esses três fatos explicam por que as válvulas de gás usam tantas vezes sede metal-metal, gaxetas projetadas para controle de emissões e classificações do corpo confortavelmente acima da pressão da linha de trabalho.

Válvulas de gaveta: o carro-chefe para fluxo de gás liga/desliga

Quando uma válvula passa sua vida totalmente aberta ou totalmente fechada e você deseja um caminho livre e completo, uma válvula gaveta geralmente é a primeira escolha. A comporta desliza através do fluxo, de modo que a queda de pressão é quase nula e o trabalho de wireline ou pigging não é obstruído.

As válvulas gaveta tipo laje, incluindo o estilo PFF, usam uma única placa sólida fechando contra duas sedes. As válvulas de gaveta em expansão dividem a gaveta em duas metades que se espalham à medida que a válvula fecha, pressionando com força contra ambas as sedes e produzindo uma vedação muito estanque sob alta pressão. Projetos FC e FLS também são comuns no campo. Se você quiser o histórico dos padrões, há uma explicação útil sobre o papel das válvulas gaveta API 6A em petróleo e gás em nosso site.

Válvula de gaveta de expansão WKM API 6A para petróleo e gás Vale a pena conferir o isolamento confiável em aplicações de óleo e gás de alta pressão, apresentando baixo torque operacional e vedações metálicas. Ver Produto →

A única coisa que uma válvula gaveta nunca deve ser solicitada a fazer é acelerar. Manter um portão parcialmente aberto envia gás em alta velocidade pelas faces do assento e os desgasta rapidamente. Use-o para isolamento e servirá por anos.

Válvulas macho: isolamento de um quarto de volta em serviços pesados

Uma válvula macho usa um tampão cilíndrico ou cônico com uma porta de passagem. Gire-o noventa graus e a porta se alinha com o fluxo ou fica voltada para a parede do corpo. O movimento é rápido, o projeto é mecanicamente simples e tolera melhor fluxos de gás sujos ou arenosos do que a maioria das válvulas de sede macia, razão pela qual as válvulas macho aparecem em linhas de coleta, estações de compressão, coletores de cabeça de poço e spreads de fraturamento.

Válvula macho FMC para operações de consolidação e fraturamento de poços Vale a pena observar fluxos de gás sujos e fraturamento, com abertura rápida e torque pequeno, mas observe o torque operacional mais alto do que as válvulas de esfera. Ver Produto →

As versões lubrificadas injetam selante para manter o bujão livre e vedado, enquanto as versões não lubrificadas dependem de um revestimento ou de uma geometria cônica cuidadosa. Espere que o torque operacional seja maior do que em uma válvula esfera e especifique o atuador com isso em mente.

Válvulas esfera: rápidas, familiares e fáceis de automatizar

A válvula esférica é a prima rotativa que a maioria das pessoas imagina primeiro. Uma esfera perfurada gira contra duas sedes, proporcionando fechamento hermético, baixo torque e corpo compacto. Os projetos de esfera flutuante são adequados para tamanhos menores, enquanto as esferas montadas em munhão transportam a carga em linhas de gás maiores e de alta pressão.

As sedes macias vedam extremamente bem com gás limpo e seco, mas têm limites de temperatura. Onde a segurança contra incêndio é importante, procure projetos testados à prova de fogo e construção antiestática. As válvulas esfera também são facilmente automatizadas, o que as torna uma escolha popular para linhas de gás operadas remotamente.

Válvulas globo e agulha: onde o fluxo de gás é regulado

Se o trabalho é controlar o fluxo em vez de simplesmente interrompê-lo, uma válvula globo é a resposta honesta. O plugue se move perpendicularmente à sede, forçando o gás através de um caminho moldado, de modo que a válvula possa ser colocada em posições intermediárias sem se destruir.

O custo é uma queda de pressão real, razão pela qual as válvulas globo raramente são usadas como dispositivos de isolamento em longos percursos de gás. As válvulas de agulha são a versão de pequeno diâmetro da mesma ideia e estão em toda parte nas linhas de gás de instrumento, amostragem e medição.

Válvulas de retenção e válvulas de alívio: válvulas que agem por conta própria

Nem toda válvula de gás espera por um operador. Uma válvula de retenção abre com fluxo direto e fecha no momento em que o fluxo inverte, protegendo compressores, bombas e medidores contra refluxo. Projetos de giro, elevação, placa dupla e pistão são usados ​​em serviços de gás; a seleção geralmente depende da rapidez com que o disco deve fechar e da quantidade de queda de pressão aceitável.

As válvulas de alívio e de segurança são a última linha de defesa. Os tipos acionados por mola e operados por piloto liberam gás quando a pressão excede um ponto de ajuste e, em sistemas de gás, eles merecem mais atenção do que geralmente recebem, porque o gás preso ou expandido termicamente pode aumentar a pressão rapidamente.

Válvulas Borboleta e Diafragma: Úteis no Lugar Certo

As válvulas borboleta são compactas, leves e baratas em tamanhos grandes, por isso são comuns em linhas de instalações de gás, ventilação e baixa pressão. Elas não são válvulas de cabeça de poço; o disco fica no caminho do fluxo e a sede é facilmente danificada pelo estrangulamento em alta velocidade.

As válvulas de diafragma isolam o mecanismo do meio com um diafragma flexível, adequado para gases corrosivos, úmidos ou carregados de partículas em pressões e temperaturas moderadas.

Comparando os tipos comuns de válvulas de gás

Como escolher a válvula de gás certa

Na nossa própria loja, quatro perguntas vêm antes de qualquer recomendação.

1. Qual é a pressão de trabalho e qual classificação corporal a norma exige?
2. O dever é de isolamento, regulação, não retorno ou proteção?
3. O que há no gás: seco, úmido, azedo, arenoso, corrosivo?
4. A válvula será operada manualmente, por um atuador ou apenas raramente?

Responda a essas perguntas e a lista de designs adequados diminuirá rapidamente. A partir daí, a seleção do material, as conexões finais e os requisitos de teste completam o cenário. Se você quiser ver como uma válvula se move desde a fundição até o teste de pressão final, nosso processo de fabricação página mostra as etapas que controlamos internamente.

Notas de campo: erros que vemos com mais frequência

1. Estrangulamento com uma válvula gaveta e, em seguida, culpar a válvula pelos danos na sede.
2. Dimensionar uma válvula de retenção para o tubo e não para o fluxo, de modo que o disco trepida.
3. Ignorar o torque do atuador em válvulas macho, especialmente em climas frios.
4. Escolher um assento macio para temperaturas de gás acima de sua classificação.
5. Ignorando o teste de pressão documentado antes da instalação.

Os tipos de válvulas de gás não são realmente uma lista para memorizar; são um conjunto de ferramentas, cada uma adaptada a uma função. Mantenha o isolamento, a regulação, a proteção contra refluxo e a proteção contra sobrepressão separadas em seu pensamento, e a válvula certa geralmente se tornará óbvia.

Se você estiver trabalhando em uma especificação para uma cabeça de poço, manifold ou linha de fraturamento e quiser uma segunda opinião, fale conosco. Temos o prazer de analisar o aplicativo com você e sugerir o que se adapta, incluindo as opções que você talvez não precise.