Válvulas petroquímicas: 7 fatores de seleção

As válvulas petroquímicas são componentes essenciais de controlo de caudal, utilizados para regular, isolar, desviar e proteger líquidos, gases, vapor, produtos químicos, polímeros e meios de processo multifásicos.

As instalações petroquímicas funcionam de forma contínua e, frequentemente, envolvem altas temperaturas, altas pressões, produtos químicos corrosivos, gases tóxicos, partículas abrasivas, condições de vácuo, ciclos térmicos e requisitos rigorosos de controlo de emissões.

O desempenho fiável das válvulas ajuda a manter o caudal, a pressão, a temperatura e a direção do processo estáveis, ao mesmo tempo que protege os reatores, as colunas, os compressores, as bombas, os permutadores de calor, os sistemas de armazenamento e as condutas.

A JST Valve fornece soluções de válvulas resistentes à corrosão, para altas temperaturas e altas pressões, com sede metálica, automatizadas e personalizadas, destinadas a aplicações petroquímicas exigentes.

Onde são utilizadas as válvulas petroquímicas?

As válvulas petroquímicas são instaladas em todos os sistemas de preparação de matéria-prima, reação, separação, compressão, aquecimento, arrefecimento, armazenamento, carregamento, serviços de apoio e proteção ambiental.

• Unidades de produção de etileno e propileno
• Fábricas de polietileno e polipropileno
• Sistemas de aromáticos, benzeno, tolueno e xileno
• Gasodutos de hidrogénio, gás de síntese e gás combustível
• Reatores, colunas de destilação e equipamentos de separação
• Sistemas de derivação do compressor e de proteção contra picos de pressão
• Sistemas de vapor de alta pressão e de condensado
• Sistemas de injeção de produtos químicos e de manuseamento de catalisadores
• Tanques de armazenamento, terminais de carregamento e condutas de transferência
• Sistemas de queima de gás, de ventilação, de águas residuais e de controlo de emissões

Por que razão a manutenção de válvulas petroquímicas é um desafio

Os processos petroquímicos podem expor as válvulas a variações rápidas de pressão, elevadas velocidades de fluxo, ciclos térmicos, condições de vácuo, produtos químicos corrosivos, hidrocarbonetos inflamáveis, gases tóxicos e meios poliméricos altamente viscosos.

Uma queda de pressão elevada pode provocar cavitação, vaporização instantânea, vibração, erosão e ruído excessivo. Os gases secos ou os fluidos que contenham partículas sólidas podem aumentar o atrito e danificar as sedes, as esferas, os discos, as hastes, as gaiolas e as superfícies de vedação.

Alguns serviços exigem também fugas externas extremamente reduzidas, uma construção testada contra incêndios, isolamento rápido em caso de emergência, conceção antiestática, controlo preciso ou resistência à acumulação de polímeros e à cristalização dos meios de processo.

7 Fatores de seleção para válvulas petroquímicas

1. Composição do meio de processo e dos produtos químicos

Identificar a composição completa do fluido, incluindo substâncias químicas primárias, componentes secundários, contaminantes, teor de água, sólidos, catalisadores, cloretos, compostos de enxofre e eventuais condições fora das especificações.

2. Temperatura e pressão

A temperatura normal, a temperatura de projeto, a pressão de funcionamento, a pressão de projeto, as condições de vácuo e a pressão diferencial máxima afetam a classificação do corpo, os materiais, as sedes, as vedações, as juntas, os parafusos, os componentes internos e o dimensionamento do atuador.

3. Corrosão e compatibilidade dos materiais

Ácidos, álcalis, cloretos, compostos de enxofre, solventes, hidrogénio e subprodutos do processo podem corroer tanto os componentes metálicos como os não metálicos. A escolha dos materiais deve ter em conta a combinação completa de concentração, temperatura, pressão, impurezas e velocidade do fluido.

4. Cavitação, flash, ruído e erosão

As válvulas de controlo que funcionam com uma grande queda de pressão podem necessitar de redução de pressão em fases, configuração anticavitação, configuração de atenuação de ruído, materiais endurecidos, saídas alargadas ou passagens de fluxo resistentes à erosão.

5. Desempenho no fecho e no controlo do caudal

As válvulas de isolamento devem garantir o desempenho especificado em termos de fugas, enquanto as válvulas de controlo devem proporcionar uma resposta estável em toda a gama de funcionamento exigida. O coeficiente de caudal, a capacidade de regulação, a característica da válvula, a queda de pressão e a precisão do atuador devem ser analisados em conjunto.

6. Segurança contra incêndios e emissões fugitivas

Os fluidos inflamáveis e tóxicos podem exigir válvulas com conceção testada contra incêndios, construção antiestática, hastes resistentes a explosões, vedantes com carga dinâmica, vedantes de fole, certificação de baixas emissões ou sistemas de duplo isolamento.

7. Automatização, testes e manutenção

Podem ser utilizados atuadores pneumáticos, elétricos, hidráulicos ou eletro-hidráulicos para o controlo de processos, isolamento remoto, proteção de compressores e paragem de emergência. É necessário definir o tempo de funcionamento, a posição de falha, o sinal de controlo, a classificação de área perigosa e o acesso para manutenção.

Válvulas comuns para processos petroquímicos

Nos dispositivos móveis, deslize o dedo horizontalmente para ver a tabela completa.

Materiais especiais para válvulas petroquímicas

O aço inoxidável padrão não é adequado para todos os processos petroquímicos. Ácidos agressivos, cloretos, ambientes redutores, produtos químicos oxidantes, fluoreto de hidrogénio, compostos de enxofre e altas temperaturas podem exigir materiais especiais.

Dependendo dos dados completos do processo, as opções de materiais podem incluir aço inoxidável duplex, aço inoxidável superduplex, aço super-austenítico, Hastelloy, Inconel, Monel, níquel, titânio, zircónio, tântalo, ferro fundido com elevado teor de silício ou componentes cerâmicos.

A seleção final dos materiais deve ter em conta todos os componentes em contacto com o fluido, incluindo o corpo da válvula, o conjunto interno, a esfera, o disco, a haste, a sede, a vedação, a junta, a mola e os elementos de fixação expostos ao fluido do processo.

Como as válvulas petroquímicas melhoram a fiabilidade das instalações

As válvulas petroquímicas devidamente selecionadas ajudam a manter uma produção estável, um controlo preciso do processo, um isolamento seguro e uma proteção fiável do equipamento.

A utilização de materiais e sistemas de vedação adequados contribui para reduzir a corrosão, as fugas externas, os danos nas sedes, a erosão, a acumulação de polímeros e a manutenção não planeada.

O dimensionamento correto dos atuadores e a automatização das válvulas também melhoram a resposta durante o arranque, o desligamento, as alterações no processo, as paragens do compressor, o isolamento de emergência e a ativação do sistema de segurança.

Porquê escolher a válvula JST?

A JST Valve fornece válvulas petroquímicas para hidrocarbonetos, vapor, gases, ácidos, álcalis, solventes, produtos químicos corrosivos, polímeros, lamas e meios de processo a altas temperaturas.

• Opções de materiais resistentes à corrosão e de ligas especiais
• Conceção de válvulas para altas temperaturas e altas pressões
• Estruturas com sede macia, sede metálica, revestimento duro e cerâmicas
• Soluções para válvulas de esfera, borboleta, globo, de porta, de obturador, de retenção e de controlo
• Conjuntos de válvulas pneumáticas, elétricas, hidráulicas e automatizadas
• Materiais, dimensões, ligações e sistemas de vedação personalizados
• Inspeção, ensaios, rastreabilidade, desenhos e documentação do projeto

Informações necessárias para a seleção de válvulas

Para obter uma recomendação precisa sobre válvulas petroquímicas, por favor, forneça:

• Meio de processo e composição química completa
• Concentração, teor de água, contaminantes e teor de sólidos
• Temperatura de funcionamento e de projeto
• Pressão de funcionamento, pressão nominal e condições de vácuo
• Caudal normal e pressão diferencial máxima
• Tipo de válvula, dimensão, classe de pressão e norma de ligação
• Função de isolamento, controlo, desvio, derivação ou paragem de emergência
• Requisitos relativos ao desempenho em matéria de fugas e emissões fugitivas
• Cavitação, formação de bolhas, ruído, erosão e condições relacionadas com sólidos
• Tipo de atuador, sinal de controlo, tempo de funcionamento e posição de segurança
• Requisitos relativos a ensaios de resistência ao fogo, inspeção, ensaios, certificação e documentação

Referências técnicas

Estão disponíveis informações adicionais sobre o controlo de caudal na indústria petroquímica, válvulas para condições de funcionamento extremas e requisitos relativos às válvulas de condutas nestes recursos técnicos:

• Controlo de fluxo da Valmet para aplicações petroquímicas
• Válvulas de esfera para condições de funcionamento extremas da Flowserve
• Especificação API 6D para válvulas de oleodutos e tubagens

Perguntas frequentes

Que válvulas são habitualmente utilizadas em instalações petroquímicas?

As válvulas de esfera, as válvulas de controlo, as válvulas de globo, as válvulas borboleta, as válvulas de guilhotina, as válvulas de tampão e as válvulas de retenção são amplamente utilizadas. A escolha do tipo correto depende do fluido, da função, da pressão, da temperatura, das condições de caudal e do desempenho exigido em termos de fugas.

Que válvulas são adequadas para meios petroquímicos corrosivos?

Podem ser consideradas válvulas em Hastelloy, Monel, Inconel, níquel, titânio, zircónio, tântalo, aço duplex, aço superduplex e aço super-austenítico. A seleção final requer dados químicos e operacionais completos.

Por que razão se utilizam válvulas com sede metálica nas instalações petroquímicas?

As sedes metálicas podem oferecer uma melhor resistência a altas temperaturas, partículas abrasivas, erosão e ciclos de funcionamento exigentes. O desenho da sede, o revestimento, os requisitos de estanqueidade e o binário de funcionamento devem ser avaliados em função da aplicação concreta.

O que é o controlo das emissões fugitivas?

O controlo das emissões fugitivas centra-se na limitação das fugas de gás ou vapor de processo através da vedação da haste da válvula, das juntas do corpo e de outros pontos de vedação externos. Os meios tóxicos, inflamáveis ou sensíveis do ponto de vista ambiental podem exigir vedantes especiais ou sistemas de vedação com fole.

A JST Valve pode fornecer válvulas petroquímicas personalizadas?

A JST Valve pode avaliar materiais, estruturas, componentes internos, sedes, sistemas de vedação, dimensões, ligações, atuadores, planos de inspeção, requisitos de ensaio e documentação de projeto personalizados para válvulas.