Desgaste da sede de válvula esfera em linha de cimento

Onde a válvula atua

O cimento é fabricado movimentando pó. A farinha crua é moída e homogeneizada, pré-aquecida e calcinada, moída novamente, armazenada e ensacada. Entre essas etapas, o material é impulsionado por tubulações através de ar. O carvão pulverizado chega ao forno da mesma forma.

Cada um desses fluxos é abrasivo. O pó de cimento, o pó mineral e o carvão pulverizado são partículas duras de silicato que viajam na velocidade de transporte. Uma válvula nessa linha não está apenas contendo um fluido; ela fica exposta a um jato de areia sempre que está aberta. Quando fechada, ela veda contra uma superfície que esse jato de areia esteve desgastando. O mesmo serviço ocorre na geração de energia térmica e na metalurgia, onde quer que o pó seja transportado.

Este cliente é um importante fabricante de cimento no Sudeste Asiático, operando várias milhares de toneladas por dia.

Como o desgaste da sede da válvula esfera paralisa uma linha

Válvulas esfera comuns com sede metálica não sobrevivem a isso. As partículas riscam a esfera e a sede, e o que começa como arranhões transforma-se em picadas (pitting). A interface de vedação que foi lapidada e aplainada na fábrica deixa de ser plana, e a válvula para de fechar.

Uma válvula esfera que não fecha não avisa com um estrondo. Ela vaza continuamente através de uma sede fechada. O material vai para onde não deveria ir e é perdido. Pior para a fábrica, o processo em ambos os lados dessa válvula perde um ponto de controle. O operador pede fechado e obtém outra coisa.

A fábrica registrava desgaste severo na superfície de vedação após apenas alguns meses em operação. Cada substituição levava várias horas, e em uma linha que produz milhares de toneladas por dia, o custo da falha reside inteiramente nessas horas. A válvula em si é um erro de arredondamento perto da tonelagem que deixou de ser produzida.

O que fornecemos

Não uma válvula mais dura do mesmo projeto. Uma estrutura de vedação diferente.

A esfera e a sede são totalmente encapsuladas, revestidas e envoltas em carboneto de tungstênio ou cerâmica de zircônia. Ambas são mais duras do que as partículas de silicato que causam o dano. A dureza superior à do abrasivo é o objetivo principal. Uma superfície mais macia do que o material que a atinge desgasta-se por definição. Uma superfície mais dura mantém sua geometria e seu acabamento em vez de perdê-los gradualmente.

O encapsulamento importa tanto quanto o material. Um revestimento duro com uma borda exposta apenas transfere a falha para a borda. As partículas encontram o ponto mais fraco no caminho do fluxo e agem sobre ele. Com a estrutura de vedação totalmente inclusa, não há ponto fraco exposto para a erosão iniciar. Uma sede de metal duro trabalha contra um revestimento resistente ao desgaste, retificado com precisão para encaixar. A válvula carrega duas camadas de proteção em vez de um único revestimento sujeito a desgaste.

O diâmetro interno é pleno e direto. Um degrau ou uma redução é um lugar onde o pó desacelera, e onde o pó desacelera é onde ele se acumula e eventualmente obstrui. Um caminho de passagem plena mantém a resistência ao fluxo baixa e evita que a válvula se torne o ponto de estrangulamento da linha. Os materiais têm sua composição e dureza verificadas sob ensaios de materiais, e a interface de vedação retificada é conferida em relação ao desenho sob inspeção dimensional.

O que mudou

A vida útil da sede aumentou várias vezes, e as paradas para substituição que ocorriam a cada poucos meses deixaram de acontecer nesse cronograma.

Os gastos com manutenção diminuíram junto com isso, mas não é assim que a fábrica contabiliza. O que ela recuperou foi a operação programada — a capacidade de planejar uma parada em vez de ser forçada a uma, em uma linha onde horas significam toneladas.

Por que vieram até nós

Nós mesmos desenvolvemos a estrutura e os materiais, o que significa que podemos responder ao 'por quê' e não apenas ao 'o quê'.

A erosão não é um mecanismo único. O tamanho da partícula, a dureza, a velocidade e o ângulo de incidência mudam o que falha e onde. Uma válvula especificada sem conhecê-los parece correta no papel e acaba se desgastando em campo de qualquer maneira. Portanto, o trabalho segue essa ordem: diagnostique o serviço tal como ele realmente é, projete a estrutura de vedação ao redor dele e só então escolha o material resistente ao desgaste adequado.

Se a sua linha de cimento precisa ser parada a cada poucos meses para trocar uma válvula, provavelmente a válvula não é o item que deveria ser mudado.