Válvulas para petróleo e gás offshore: 7 fatores de seleção
As válvulas para petróleo e gás offshore são componentes essenciais para o controlo do fluxo, utilizados em plataformas offshore, instalações de produção flutuantes, equipamento submarino, oleodutos de exportação, sistemas de injeção, circuitos de água do mar e redes de transporte de petróleo e gás natural.
O transporte por condutas é um dos elos fundamentais entre a produção offshore, o processamento, o armazenamento e a entrega em terra. As válvulas têm de funcionar de forma fiável sob alta pressão, exposição à água do mar corrosiva, vibração, acesso limitado para manutenção e condições de fluxo variáveis.
As válvulas de retenção são particularmente importantes porque fecham automaticamente quando o fluxo se inverte. As válvulas de retenção corretamente selecionadas ajudam a proteger bombas, compressores, condutas e equipamentos de processo contra o fluxo inverso e os picos de pressão associados.
A JST Valve fornece soluções de válvulas resistentes à corrosão, de alta pressão, para condições de funcionamento extremas e personalizadas, destinadas a aplicações em oleo, gás natural, água do mar, injeção de produtos químicos e condutas marítimas.
Aplicações típicas
Plataformas offshore, instalações FPSO, condutas submarinas, coletores de produção, sistemas de injeção, terminais de carregamento e sistemas de água do mar.
Meios de comunicação comuns no processo
Petróleo bruto, gás natural, água de produção, água do mar, produtos químicos, condensado, fluidos multifásicos, dióxido de carbono e meios que contenham sulfureto de hidrogénio.
Tipos comuns de válvulas
Válvulas de retenção, válvulas de esfera com munhão, válvulas de guilhotina, válvulas borboleta, válvulas de controlo, válvulas de paragem de emergência e válvulas de duplo bloqueio e purga.
Onde são utilizadas as válvulas para petróleo e gás offshore?
As válvulas para petróleo e gás offshore são instaladas em todos os sistemas de produção, separação, tratamento, compressão, injeção, armazenamento, carregamento, exportação e segurança.
- Árvores de produção submarinas e coletores
- Tubagens de processo e de serviços em plataformas offshore
- Oleodutos e gasodutos de exportação de petróleo bruto e gás natural
- Sistemas de compressão de gás e de descarga por bomba
- Sistemas de injeção de água e de injeção de produtos químicos
- Sistemas de tratamento e eliminação de águas residuais da produção
- Redes de refrigeração com água do mar e de água de combate a incêndios
- Sistemas de carga, descarga, armazenamento e escoamento de FPSO
- Sistemas de paragem de emergência e de proteção contra pressão
Por que razão as válvulas de retenção são importantes nas condutas offshore
Uma válvula de retenção permite o fluxo na direção pretendida e fecha-se automaticamente quando o fluxo começa a inverter-se. Não requer um mecanismo de acionamento separado para a abertura e o fecho normais.
Nos oleodutos offshore, pode ocorrer um fluxo inverso após o desligamento de uma bomba ou de um compressor, alterações repentinas na pressão a jusante, desligamentos automáticos do equipamento ou alterações nas condições de produção.
Uma válvula de retenção adequada ajuda a limitar o fluxo inverso, protege o equipamento rotativo, mantém a direção da conduta e reduz o risco de danos causados por um refluxo descontrolado.
A resposta de fecho é especialmente importante. Uma válvula que feche demasiado lentamente pode permitir uma velocidade elevada de fluxo inverso, enquanto uma válvula instável ou sobredimensionada pode abrir e fechar repetidamente, causando vibração, impacto, desgaste e flutuações de pressão.
Nota de Engenharia
Uma válvula de retenção impede o fluxo inverso, mas não é uma válvula de controlo de pressão. A proteção contra picos de pressão requer uma avaliação completa do sistema, que pode incluir a dinâmica das válvulas, o tempo de fecho, o volume da conduta, o comportamento da bomba ou do compressor, a lógica de controlo e o equipamento de alívio de pressão.
7 Fatores de seleção para válvulas de petróleo e gás offshore
1. Meio de processo e condições de fluxo
Identifique o fluido na sua totalidade, incluindo petróleo bruto, gás natural, condensado, água do mar, água de produção, produtos químicos, sólidos, dióxido de carbono e sulfureto de hidrogénio. O caudal, a densidade, a viscosidade, a fração de gás e o comportamento multifásico também influenciam a seleção da válvula.
2. Pressão e pressão diferencial
A pressão de funcionamento, a pressão nominal, a pressão diferencial de fecho, a pressão transitória e a eventual pressão de bloqueio determinam a classificação da válvula, a resistência do corpo, a carga na sede, as forças exercidas no disco e os requisitos do atuador.
3. Resposta de fecho da válvula de retenção
O projeto da válvula de retenção deve estar de acordo com a velocidade de fluxo prevista, o caudal mínimo, a aceleração do fluxo inverso, a orientação da instalação e a dinâmica do sistema. Os modelos de bocal, de fluxo axial, de placa dupla, oscilantes, de elevação e de placa única apresentam características de funcionamento diferentes.
4. Resistência à água do mar e à corrosão
As válvulas offshore podem estar expostas, interna ou externamente, à água do mar, aos cloretos, ao ar salino húmido, à água de produção, ao gás ácido e a aditivos químicos. O aço duplex, o aço superduplex, o aço super-austenítico, o Monel, o bronze de níquel-alumínio, o titânio, o Hastelloy ou as ligas de níquel podem ser avaliados de acordo com as condições completas de serviço.
5. Areia, sólidos e erosão
Os fluidos extraídos podem conter areia, incrustações, produtos de corrosão ou outras partículas. A elevada velocidade e a queda de pressão podem causar erosão nas sedes, discos, esferas, gaiolas e passagens internas de fluxo. Podem ser necessários revestimentos de resistência elevada, superfícies de vedação protegidas, folgas adequadas ou materiais resistentes à erosão.
6. Segurança contra incêndios, emissões e isolamento
Os sistemas de hidrocarbonetos offshore podem exigir projetos submetidos a ensaios de resistência ao fogo, construção antiestática, hastes resistentes a explosões, controlo das emissões fugitivas, fecho hermético, duplo isolamento ou funções de paragem de emergência. Os requisitos exatos devem ser confirmados nas especificações do projeto.
7. Automatização, testes e manutenção
O acesso limitado em alto mar torna a fiabilidade e a facilidade de manutenção particularmente importantes. Os atuadores pneumáticos, hidráulicos, elétricos ou eletro-hidráulicos podem necessitar de controlo remoto, feedback de posição, ação de segurança em caso de falha, testes de curso parcial e proteção em áreas perigosas.
Tipos comuns de válvulas de retenção para serviços offshore
| Tipo de válvula de retenção | Aplicação típica | Foco principal da seleção |
|---|---|---|
| Válvulas de retenção axiais ou de bocal | Gás a alta pressão, descarga do compressor, proteção da bomba e aplicações que exigem uma resposta rápida de fecho. | Velocidade do fluxo, força da mola, queda de pressão, resposta dinâmica, caudal mínimo, vibração e aceleração do fluxo inverso. |
| Válvulas de retenção de dupla placa | Tubagens offshore compactas, sistemas de água do mar, linhas de serviços públicos, água de produção e condutas de maior diâmetro. | Seleção da mola, estabilidade da placa, sentido de instalação, perda de pressão, corrosão, desgaste da dobradiça e resposta de fecho. |
| Válvulas de retenção oscilantes | Serviços relacionados com petróleo, água, serviços públicos, injeção e oleodutos, em que a abertura total e a baixa restrição de caudal são importantes. | Orientação, curso do disco, velocidade mínima, risco de batida, estado da dobradiça, assistência ao fecho e acesso para manutenção. |
| Válvulas de retenção de elevação ou de pistão | Linhas de alta pressão de menor dimensão, injeção de produtos químicos, fluidos limpos e serviços de processo selecionados. | Limpeza, queda de pressão, posição de instalação, carga da mola, vedação da sede, risco de encravamento e frequência de funcionamento. |
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Como as válvulas para petróleo e gás offshore melhoram a segurança das condutas
As válvulas para petróleo e gás offshore, quando devidamente selecionadas, ajudam a manter a direção pretendida do fluxo, a isolar o equipamento, a limitar o fluxo inverso, a controlar as condições de produção e a garantir sequências de desligamento seguras.
Uma dinâmica adequada da válvula de retenção pode reduzir o impacto do disco, os ciclos instáveis, a vibração e as perturbações de pressão relacionadas com o fluxo inverso.
Os materiais resistentes à corrosão, a vedação fiável, os valores de pressão adequados e os ensaios apropriados também ajudam a reduzir as necessidades de manutenção em alto mar e as interrupções não planeadas da produção.
Porquê escolher a válvula JST?
A JST Valve fornece válvulas para a indústria petrolífera e do gás offshore, destinadas ao petróleo bruto, gás natural, água do mar, água de produção, produtos químicos, condensado, meios corrosivos e sistemas de condutas de alta pressão.
- Opções de válvulas de retenção axiais, de bocal, de placa dupla, oscilantes, de placa única e de elevação
- Materiais duplex, superduplex, superausteníticos, Monel, Hastelloy, Inconel, titânio, ligas de níquel e bronze de níquel-alumínio
- Estruturas de válvulas para alta pressão e condições de funcionamento exigentes
- Soluções resistentes à corrosão para água do mar e ambientes marinhos
- Conjuntos de atuadores pneumáticos, elétricos, hidráulicos e à prova de falhas
- Testes, inspeções, desenhos e documentação de projeto personalizados
Descubra os produtos da JST Valve para condutas offshore, sistemas de água do mar, instalações marítimas e aplicações no setor do petróleo e do gás natural.
Informações necessárias para a seleção de válvulas
Para obter uma recomendação precisa sobre válvulas para petróleo e gás offshore, por favor, forneça:
- Meio de processo e composição química completa
- Condições de fluxo de gás, líquido ou multifásico
- Temperatura de funcionamento e de projeto
- Pressão de funcionamento e pressão diferencial máxima
- Caudal normal, mínimo e máximo
- Velocidade de fluxo inverso ou dados transitórios, quando disponíveis
- Tipo de válvula, dimensão, classe de pressão e norma de ligação
- Instruções de instalação e orientação das condutas
- Requisitos relativos ao serviço em condições ácidas, ao ensaio de resistência ao fogo, às emissões e aos materiais
- Âmbito exigido para ensaios de fuga, testes, inspeção e certificação
- Requisitos relativos ao atuador, ao sinal de controlo, à posição de segurança e ao tempo de funcionamento
Referências técnicas
Estão disponíveis informações adicionais sobre condutas offshore, controlo do fluxo de petróleo e gás natural e requisitos relativos às válvulas das condutas nestes recursos técnicos:
- Especificação API 6D para válvulas de oleodutos e tubagens
- DNV-ST-F101 Sistemas de condutas submarinas
- Aplicações da Flowserve no setor de petróleo e gás a montante
Perguntas frequentes
Qual é a finalidade de uma válvula de retenção numa conduta offshore?
Uma válvula de retenção permite o fluxo na direção pretendida e fecha-se quando se verifica um fluxo inverso. Ajuda a proteger bombas, compressores, condutas e equipamentos de processo contra o refluxo descontrolado.
As válvulas de retenção podem impedir picos de pressão?
Uma resposta de fecho rápida e estável pode ajudar a reduzir as perturbações de pressão relacionadas com o refluxo. No entanto, a proteção contra picos de pressão requer uma análise de todo o sistema de condutas e não deve basear-se apenas na válvula de retenção.
Qual é a válvula de retenção adequada para condutas de gás natural?
As válvulas de retenção de fluxo axial ou de bocal são frequentemente consideradas para aplicações com gás a alta pressão e na descarga de compressores. A seleção final depende do caudal, da queda de pressão, da velocidade mínima, da dinâmica do fluxo inverso, da orientação, dos materiais e das normas do projeto.
Que materiais são adequados para válvulas de água do mar utilizadas em instalações offshore?
Podem ser considerados o aço duplex, o aço superduplex, o aço super-austenítico, o bronze de níquel-alumínio, o Monel, o titânio e determinadas ligas de níquel. A seleção final do material deve basear-se em dados completos relativos à água do mar, temperatura, pressão, velocidade, oxigénio, cloração e corrosão.
A JST Valve pode fabricar válvulas de retenção offshore personalizadas?
A JST Valve pode avaliar estruturas, materiais, dimensões, ligações, molas, sistemas de vedação, planos de inspeção, requisitos de ensaio e documentação de válvulas de retenção personalizadas, de acordo com os dados do projeto do cliente.
Solicitar uma recomendação sobre válvulas offshore
Precisa de válvulas de retenção ou de soluções personalizadas de controlo de caudal para uma plataforma offshore, um gasoduto submarino, uma instalação FPSO, uma estação de compressão, um sistema de água do mar, uma unidade de injeção ou um projeto de transporte de petróleo e gás natural?
Envie informações sobre o fluido, o caudal, a pressão, a temperatura, a orientação da conduta, os requisitos relativos aos materiais, o tamanho da válvula, as normas e as especificações de ensaio à equipa de engenharia da JST Valve.
