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MANUTENÇÃO E REPARO DA VÁLVULA (juntas não são iguais)
- Autor:GREG JOHNSON
- Fonte:http://www.valvemagazine.com/
- Solte em:2018-06-20
Juntas estão perto da parte inferior da cadeia alimentar dos componentes da válvula; Acabamentos, materiais corporais e embalagens parecem ter muito mais impressão. Mas as juntas servem para uma finalidade importante: elas são a vedação estática entre os componentes da válvula que não se movem - geralmente o corpo e o capô. Sem gaxetas, essas duas (e às vezes três) partes do corpo ou do corpo / capô teriam grande dificuldade de vedação após a montagem. É importante para o pessoal de manutenção e reparo entender o que são juntas e como funcionam, pois muitas dessas juntas precisarão ser substituídas ou reparadas.
As juntas já existem desde que as válvulas foram fabricadas. Embora existam alguns tipos de juntas sem junta, como os tipos de capô rosqueados e soldados, a maior parte das válvulas de retenção e lineares atuais tem juntas.
As primeiras juntas foram feitas de materiais orgânicos, como juta ou linho. A borracha natural foi uma escolha popular antes que os materiais de amianto à base de crisotila entrassem em voga na virada do século XX. Amianto, borracha e ferro macio (na verdade, aço macio) foram os materiais industriais de vedação escolhidos até a década de 1950.
Enquanto juntas são encontradas em quase todas as válvulas de corpo de duas peças, a maior parte da atenção sobre os materiais das juntas e o design da junta é focada no tipo de válvulas lineares ou com várias voltas. Em muitos casos, as juntas de válvula de um quarto de volta são mais de uma vedação ou componente de engenharia, em vez de uma junta de prateleira. Juntas de um quarto de volta ou selos também são geralmente muito menores em seção transversal do que seus primos de várias voltas.
As juntas já existem desde que as válvulas foram fabricadas. Embora existam alguns tipos de juntas sem junta, como os tipos de capô rosqueados e soldados, a maior parte das válvulas de retenção e lineares atuais tem juntas.
As primeiras juntas foram feitas de materiais orgânicos, como juta ou linho. A borracha natural foi uma escolha popular antes que os materiais de amianto à base de crisotila entrassem em voga na virada do século XX. Amianto, borracha e ferro macio (na verdade, aço macio) foram os materiais industriais de vedação escolhidos até a década de 1950.
Enquanto juntas são encontradas em quase todas as válvulas de corpo de duas peças, a maior parte da atenção sobre os materiais das juntas e o design da junta é focada no tipo de válvulas lineares ou com várias voltas. Em muitos casos, as juntas de válvula de um quarto de volta são mais de uma vedação ou componente de engenharia, em vez de uma junta de prateleira. Juntas de um quarto de volta ou selos também são geralmente muito menores em seção transversal do que seus primos de várias voltas.
HOJE, A MAIOR REMONTAGEM DO PARAFUSO DO CORPO / BONNET
REQUER A UTILIZAÇÃO DE EQUIPAMENTO DE CONTROLO DE BINÁRIO ESPECIALIZADO,
TAL COMO ESTE APERTADOR DE PARAFUSO HIDRÁULICO
TRÊS ESTILOS
Os estilos de gaxeta de hoje podem ser diferenciados pelo tipo de força gerada para fazer com que eles selem. As gaxetas mais simples são chamadas juntas de "esmagamento". Estas juntas planas dependem da força bruta para apertar firmemente a junta entre duas superfícies planas, preenchendo quaisquer imperfeições nas superfícies de vedação da flange. Os materiais de esmagamento mais comuns são o politetrafluoretileno (PTFE), borracha e metal corrugado macio. Esses materiais funcionam bem para conter pressões moderadas de 300 psi ou menos.
Gaxetas de “compressão controlada” usam força para selar, embora a taxa de esmagamento seja geralmente limitada por espigões ou desenhos geométricos que evitam o excesso de torque. A junta de esmagamento controlada mais comum é o tipo espiralado. Para alcançar a máxima eficácia, a compressão é limitada a cerca de 20 a 30% da altura da gaxeta relaxada. Além disso, a gaxeta enrolada em espiral deve estar contida em seu diâmetro interno (DI) e diâmetro externo (DO) para evitar a delaminação dos anéis alternados de metal e material de enchimento.
Gaxetas de “compressão controlada” usam força para selar, embora a taxa de esmagamento seja geralmente limitada por espigões ou desenhos geométricos que evitam o excesso de torque. A junta de esmagamento controlada mais comum é o tipo espiralado. Para alcançar a máxima eficácia, a compressão é limitada a cerca de 20 a 30% da altura da gaxeta relaxada. Além disso, a gaxeta enrolada em espiral deve estar contida em seu diâmetro interno (DI) e diâmetro externo (DO) para evitar a delaminação dos anéis alternados de metal e material de enchimento.
Esta imagem mostra as laminações da alternância
aço inoxidável e PTFE nesta junta espiral de 3 polegadas de diâmetro.
Juntas em espiral podem ser feitas em praticamente qualquer tamanho e diameter.
Um novo estilo de junta de esmagamento controlado é o tipo Kammprofile. Esta junta conta com uma infinidade de pequenas serrilhas projetadas para desviar ou morder um material da superfície, como grafite. Os tipos Kammprofile foram adaptados com sucesso para muitas aplicações que antes eram o único domínio da gaxeta enrolada em espiral.
Uma terceira junta de compressão controlada é a junta do tipo anel (RTJ). A junta RTJ conta com um anel oval ou octogonal que repousa entre duas ranhuras usinadas suavemente. O anel RTJ deve ser mais macio do que as ranhuras correspondentes para permitir uma ligeira deformação ou encaixe nas ranhuras. Como muitas outras inovações de válvulas, o design do RTJ se originou no Texas. Foi usado pela primeira vez nos campos petrolíferos do oeste do Texas na década de 1920 e, até a maior geração de todos os aposentados, também era conhecido como "Texas Joint".
O último estilo de vedação é o design “assistido por pressão”. Essas juntas também são conhecidas como vedações de pressão. Eles se originaram na Alemanha na década de 1920, onde foram usados para o trabalho de pesquisa de alta pressão. Não foi até meados da década de 1940 que a vedação de pressão encontrou uso no projeto de válvulas como uma vedação de vedação de alta pressão e alta temperatura.Originalmente, os anéis de vedação de pressão eram feitos de aço macio e revestidos com prata. Este projeto funcionou bem, mas o prateado foi fácil de arranhar. Desenvolvimentos no final do século 20 resultaram em juntas de vedação de pressão feitas de um composto de aço inoxidável e grafite. Essas juntas compostas oferecem vedação superior devido à sua capacidade de anular os efeitos negativos de pequenos arranhões ou deformidades no corpo da válvula no ponto em que a vedação de pressão entra em contato.
Uma terceira junta de compressão controlada é a junta do tipo anel (RTJ). A junta RTJ conta com um anel oval ou octogonal que repousa entre duas ranhuras usinadas suavemente. O anel RTJ deve ser mais macio do que as ranhuras correspondentes para permitir uma ligeira deformação ou encaixe nas ranhuras. Como muitas outras inovações de válvulas, o design do RTJ se originou no Texas. Foi usado pela primeira vez nos campos petrolíferos do oeste do Texas na década de 1920 e, até a maior geração de todos os aposentados, também era conhecido como "Texas Joint".
O último estilo de vedação é o design “assistido por pressão”. Essas juntas também são conhecidas como vedações de pressão. Eles se originaram na Alemanha na década de 1920, onde foram usados para o trabalho de pesquisa de alta pressão. Não foi até meados da década de 1940 que a vedação de pressão encontrou uso no projeto de válvulas como uma vedação de vedação de alta pressão e alta temperatura.Originalmente, os anéis de vedação de pressão eram feitos de aço macio e revestidos com prata. Este projeto funcionou bem, mas o prateado foi fácil de arranhar. Desenvolvimentos no final do século 20 resultaram em juntas de vedação de pressão feitas de um composto de aço inoxidável e grafite. Essas juntas compostas oferecem vedação superior devido à sua capacidade de anular os efeitos negativos de pequenos arranhões ou deformidades no corpo da válvula no ponto em que a vedação de pressão entra em contato.
Uma junta espiralada delaminada é mostrada
próximo ao junta de substituição imaculada.
A delaminação pode causar vazamentos catastróficos e
danificar os componentes da tubulação a jusante.
JUNTAS PARA APLICAÇÕES ESPECÍFICAS
Os tipos de válvulas, classes de pressão e tamanhos usam tipos específicos de juntas por vários motivos. As válvulas em aplicações ambientais de baixa pressão, como água e esgoto, funcionam muito bem com materiais em folha, como borracha ou em casos em que a mídia é dura, PTFE. Os anéis de vedação de borracha também são usados com freqüência como juntas nesses tipos de válvulas.
Muitas válvulas na indústria química são pequenas e comumente vêem apenas pressões mais baixas. Estas válvulas, muitas vezes feitas de aço inoxidável, também funcionam muito bem com materiais em folha de PTFE. Nos casos em que um pouco mais de força é necessária do PTFE, aditivos de materiais como vidro e grafite podem ser misturados com o material base antes da formação final. Para válvulas Classe 300 com capô redondo, o tipo espiralado ou Kammprofile é especificado.
A maioria das válvulas industriais de aço da Classe 150 usa uma gaxeta de aço macio e ondulado revestida de grafite. Esta combinação de grafite e aço macio facilmente deformado funciona bem para as capotas em forma de retângulo das válvulas de gaveta Classe 150. As tampas redondas das válvulas globo e de retenção Classe 150 geralmente abrigam a gaxeta enrolada em espiral ou Kammprofile. As especificações de gaxetas para portas, globo e válvulas de retenção em serviços de refinarias e petroquímicos estão detalhadas nas especificações do American Petroleum Institute (API): 594, 600, 602, 603 e 623.
À medida que as pressões aumentam, o design das juntas de vedação apropriadas também muda. As válvulas de refinaria API da classe 300 e, em alguns casos, das classes 600, 900 e 1500, utilizam um tipo de junta em espiral totalmente enrolada ou Kammprofile. Quando as pressões são maiores que a Classe 300, o projeto do RTJ ou do selo de pressão é freqüentemente usado. Juntas RTJ estão disponíveis em aço carbono macio, aços de baixa liga e aços inoxidáveis para atender a praticamente qualquer requisito de material do corpo da válvula.
A maioria das válvulas industriais de aço da Classe 150 usa uma gaxeta de aço macio e ondulado revestida de grafite. Esta combinação de grafite e aço macio facilmente deformado funciona bem para as capotas em forma de retângulo das válvulas de gaveta Classe 150. As tampas redondas das válvulas globo e de retenção Classe 150 geralmente abrigam a gaxeta enrolada em espiral ou Kammprofile. As especificações de gaxetas para portas, globo e válvulas de retenção em serviços de refinarias e petroquímicos estão detalhadas nas especificações do American Petroleum Institute (API): 594, 600, 602, 603 e 623.
À medida que as pressões aumentam, o design das juntas de vedação apropriadas também muda. As válvulas de refinaria API da classe 300 e, em alguns casos, das classes 600, 900 e 1500, utilizam um tipo de junta em espiral totalmente enrolada ou Kammprofile. Quando as pressões são maiores que a Classe 300, o projeto do RTJ ou do selo de pressão é freqüentemente usado. Juntas RTJ estão disponíveis em aço carbono macio, aços de baixa liga e aços inoxidáveis para atender a praticamente qualquer requisito de material do corpo da válvula.
A junta de vedação de pressão está em casa nas aplicações de pressão / temperatura mais altas. Sua capacidade de selar mais firme à medida que a pressão aumenta é uma característica vantajosa. No entanto, as juntas de vedação de pressão também podem ser muito instáveis se a sua dieta de alta pressão for grandemente reduzida. Esta vedação de alta pressão, uma vez apertada, pode vazar facilmente se a pressão de trabalho cair significativamente e os parafusos da tampa não forem recolocados.
Este é um exemplo de falha de um laminado com grafite
Junta de aço macio em uma válvula de gaveta Classe 150.
A falha criou um vazamento catastrófico.
TORQUEAMENTO APROPRIADO
Para que todas essas gaxetas operem como foram projetadas, o torque adequado deve ser aplicado ao parafuso e, portanto, à própria gaxeta. A carga aplicada à gaxeta é resultado da força da mola aplicada pelo parafuso da gaxeta. A “mola” vem do aperto dos parafusos a uma porcentagem de sua força máxima de escoamento. Enquanto o torque for menor que a força máxima de escoamento, o parafuso funcionará como uma mola bem enrolada. Se a força de rendimento for excedida, o parafuso se deformará e ficará um pouco mais longo do que era originalmente - ele não retornará ao comprimento original e ficará "solto".
Nos últimos anos, a ferramenta primária de aperto de parafusos era uma chave de mão ou uma chave de impacto pneumática. Com a ênfase atual na fabricação e remanufatura de qualidade (reparo), combinada com a preocupação com as emissões fugitivas, os métodos de torque de força bruta do passado não estão mais em voga. Nas atuais fábricas de montagem de válvulas e oficinas de reparos, a tagarelice irritantemente alta das chaves de impacto foi silenciosamente substituída pelo quase silêncio das chaves de torque controladas hidraulicamente. Esses dispositivos fornecem a quantidade exata de torque onde e quando necessário para apertar os parafusos da junta.Juntas RTJ requerem ranhuras lisas cuidadosamente usinadas
para que a junta metálica seja vedada corretamente.
A junta RTJ também deve ser mais macia do que o material da ranhura
pode deformar-se ligeiramente na área da ranhura.
O QUE PODE DAR ERRADO?
Enquanto o torque estiver correto, as superfícies da flange estão exatamente paralelas, o material da junta está correto, as dimensões da junta são as corretas, o acabamento da superfície das faces da flange está correto e a junta foi montada corretamente - nada pode dar errado. Todas as juntas da tampa da válvula funcionam perfeitamente e nunca vazam!
A realidade é que, às vezes, as juntas de válvulas gaxetas falham, sejam elas gaxetas planas ou juntas de RTJ. A causa mais comum é a carga incorreta na junta. Isso pode resultar do uso da gaxeta incorreta ou de não apertar os parafusos conforme necessário para efetuar uma boa vedação. O problema de aperto incorreto pode resultar do torque insuficiente ou excessivo do parafuso.
Gaxetas enroladas em espiral podem falhar catastroficamente se não houver um ombro ou anel na identificação para evitar a delaminação do metal e dos anéis do material de enchimento. O uso de uma junta no estilo de esmagamento em um aplicativo que exige um estilo de esmagamento controlado também pode causar um grande vazamento. O acabamento das superfícies da gaxeta deve atender aos requisitos do tipo de gaxeta. Qualquer arranhão lateral na superfície de vedação da junta pode causar um caminho de vazamento. Se um anel de vedação RTJ for muito duro e o torque de parafusamento for muito alto, a vedação do anel pode deformar as ranhuras do flange do corpo e da tampa, resultando em uma junta com vazamento.
Projetos de gaxetas e técnicas de montagem melhoraram junto com os avanços no projeto das válvulas onde eles estão instalados. Embora não exista uma junta perfeita, a grande variedade de designs e materiais disponíveis atualmente torna a seleção da gaxeta correta para cada aplicação muito mais fácil do que há 75 anos. No entanto, são necessárias técnicas de montagem adequadas para garantir que essas juntas funcionem como deveriam.
As ranhuras RTJ devem ser lisas nas laterais, onde
toques de juntas ou vazamentos ocorrerão. Isso danificou
A ranhura RTJ exigirá a usinagem e possivelmente o reparo da solda.