Como abrir uma válvula quebrada: guia passo-a-passo para pessoal de manutenção-no local

As válvulas gaveta desempenham um papel crítico no corte do fluxo médio em sistemas de tubulação industrial. Quando o mecanismo operacional é danificado,-como um volante quebrado, uma haste de válvula emperrada ou um disco interno caindo,-o pessoal de manutenção geralmente precisa abrir a válvula rapidamente em-condições ininterruptas ou de emergência.

 

1. Identificação do tipo de dano e avaliação preliminar

Antes de abrir uma válvula gaveta quebrada, é necessário esclarecer os sintomas de falha. Os danos comuns se enquadram em três categorias:

• Volante ou mecanismo de acionamento danificado: Raios do volante quebrados ou furos quadrados desgastados, enquanto a haste da válvula ainda pode girar.
• Haste da válvula e porca da tampa emperradas: geralmente causadas por inatividade-de longo prazo, corrosão ou falha de lubrificação, comumente observadas em válvulas de aço carbono.
• Queda do disco interno da cunha ou fratura da haste da válvula: rotação ociosa da haste da válvula sem resistência ou haste da válvula obviamente quebrada em duas seções.

 

Preparação de ferramentas de manutenção: Chave de tubos de 12- polegadas ou 18- polegadas, lubrificante penetrante (tipo recomendado contendo MoS₂-), haste de cobre ou martelo de face macia, tocha de aquecimento (oxi-acetileno ou propano), chave de torque (faixa: 0-200 N·m).

Equipamento de segurança: Luvas de proteção, protetor facial e protetores auriculares.

 

2. Método de abertura para válvulas gaveta com volantes danificados

Um dos cenários mais comuns-no local é que a válvula gaveta operada por volante tem um volante danificado devido a impacto ou corrosão, enquanto a cabeça quadrada (ou espiga plana) na parte superior da haste da válvula permanece intacta. Uma chave ajustável comum não deve ser fixada diretamente na cabeça quadrada neste momento-as cabeças quadradas de liga de zinco ou ferro fundido têm capacidade de suporte de torque limitada.

 

Operação Correta: Adote um dedicadochave de válvulacom tamanho de abertura da alça correspondente, cuja folga do furo interno com a cabeça quadrada da haste da válvula não seja superior a 0,3 mm. Se nenhuma ferramenta especial estiver disponível, pegue um tubo de aço sem costura com diâmetro interno ligeiramente maior que a cabeça quadrada e corte quatro entalhes simétricos axialmente para formar uma estrutura de manga. Encaixe totalmente a luva na cabeça quadrada e, em seguida, solde uma haste transversal de 500 mm de comprimento no lado externo do tubo de aço como braço de força. Aplique força gradualmente com um método de carga de impacto, aumentando 10 N·m de cada vez, e bata levemente no meio do corpo da válvula (perto da sede da válvula) com uma haste de cobre para quebrar o atrito estático da corrosão. A experiência mostra que este método consegue abrir válvulas em mais de 80% dos casos de danos no volante.

 

3. Convulsão causada por corrosão: detalhes de tratamento para válvulas gaveta de aço carbono

Depois de funcionar por mais de meio ano em ambientes úmidos ou contendo-enxofre, as roscas trapezoidais da haste da válvula e da porca do casteloválvula de gaveta de aço carbonosão extremamente propensos a formar incrustações de óxido de ferro (Fe₂O₃·xH₂O). A taxa de corrosão uniforme do aço carbono no ar úmido interno é de cerca de 0,1 a 0,2 mm/ano, enquanto a velocidade de corrosão em frestas nas superfícies de contato da rosca é de 3 a 5 vezes a taxa de corrosão geral. Quando os produtos de corrosão preenchem a folga da rosca em mais de 0,5 mm, o torque de abertura aumentará de 4 a 6 vezes o valor normal.

 

Etapas de tratamento

1. Pulverize uma grande quantidade de agente penetrante (como CRC Freeze-Off ou WD-40 Specialist) ao longo do espaço entre a haste da válvula e o castelo. Deixe repousar por 15 minutos e bata levemente no topo da haste da válvula com um martelo de face macia a cada 5 minutos durante o período.
2. Remova a proteção da haste da válvula (se equipada) para expor todas as roscas expostas. Limpe a ferrugem da superfície solta com uma escova de aço.
3. Prenda as mandíbulas da chave com folhas de cobre e, em seguida, prenda a seção lisa da haste da válvula (evite a área da rosca). Aplique um torque constante no sentido anti-horário, enquanto isso aqueça a área da porca da tampa a 80–100 graus com uma tocha de aquecimento (controlada pelo patch de medição de temperatura ou termômetro infravermelho). A diferença de temperatura faz com que o diâmetro interno da porca se expanda em cerca de 0,05–0,10 mm (coeficiente de expansão linear do aço carbono: 12×10⁻⁶ / grau), reduzindo efetivamente a tensão de compressão entre as roscas.
4. Se a rotação ainda não estiver disponível, adote ométodo de impacto alternado: aperte 1/8 de volta no sentido horário e, em seguida, tente girar 1/4 de volta no sentido anti-horário. Repita três vezes e a maioria dos pontos de ligação à corrosão serão removidos. Deve-se evitar alto torque unidirecional contínuo; caso contrário, a haste da válvula será fácil de torcer. As hastes das válvulas são geralmente feitas de aço inoxidável AISI 410 ou 431 com resistência ao escoamento torcional de 600–750 MPa, mas o torque seguro real não deve exceder 80 N·m afetado pela corrosão sob tensão (tomando o calibre DN80 como exemplo).

 

4. Acionamento alternativo para válvulas de roda

A válvula de gaveta de rodageralmente é equipado com um volante de ferro fundido de 300–500 mm de diâmetro para fornecer vantagem de alavancagem por meio de um diâmetro de roda grande. Se o volante estiver completamente quebrado, mas o cubo ainda estiver fixado na parte superior da haste da válvula, um dispositivo de acionamento temporário pode ser feito: pegue uma placa de aço de 10 mm de espessura, faça um furo quadrado correspondente à cabeça quadrada da haste da válvula no centro e solde simetricamente duas barras de aço redondas de 600 mm de comprimento na borda da placa de aço para fazer uma chave de punho em T-. Essa-ferramenta feita por você mesmo restaura o comprimento original do braço de força, permitindo que os operadores apliquem torque normal (não mais que 40 N·m). Se a haste da válvula e a porca da tampa estiverem emperradas, esse método será proibido e o processo de penetração-de aquecimento na seção anterior deverá ser seguido.

 

Outro caso especial: rotação em marcha lenta causada por danos na chaveta de conexão (chaveta plana ou chaveta woodruff) entre a haste da válvula e o volante. Neste momento, remova a tampa contra poeira e inspecione a ranhura da chave na parte superior da haste da válvula. A largura comum do slot da chave é de 6 mm ou 8 mm com profundidade de 3 mm. Meça o desgaste da ranhura da chave com um calibrador de lâminas; substitua por uma nova chave temperada se a folga exceder 0,2 mm. Para uso temporário de emergência, coloque uma folha de cobre de 0,1 mm de espessura na ranhura da chave e aplique adesivo anaeróbico (como Loctite 638) para fixação. Após 2 horas de cura, ele pode transmitir um torque de cerca de 30 N·m-suficiente para abrir uma válvula não emperrada.

 

5. Tratamento definitivo para queda interna-de válvulas gaveta de aço fundido

Se todos os métodos acima falharem e a haste da válvula girar mais de uma volta completa sem nenhuma resistência, é altamente provável que o disco em cunha tenha caído da extremidade inferior da haste da válvula (comumente visto emválvula de gaveta em aço fundido com conexão de ranhura em T desgastada ou fraturada entre a haste da válvula e o disco de cunha sob condições de trabalho em altas-temperaturas). Os materiais do corpo da válvula em aço fundido são geralmente WCB (temperatura de trabalho: -29 ~ 425 graus) ou WC6 (alta temperatura de até 540 graus). A pressão de teste do casco está em conformidade comASME B16.34: a pressão de teste hidráulico das válvulas gaveta de aço fundido Classe 150 é de 3,0 MPa (1,5 vezes a pressão nominal) e a pressão de teste pneumático é de 0,6 MPa.

 

O disco de cunha caído não pode ser reinicializado externamente; a rotação forçada da haste da válvula danificará ainda mais as roscas da porca da haste da válvula. O único método seguro neste momento é aliviar completamente a pressão e drenar o meio da tubulação e, em seguida, remover os parafusos da tampa. Para válvulas gaveta de aço fundido Classe 150 DN100, os parafusos da tampa são geralmente 8 conjuntos de pinos M20×1,5 com torque de pré-aperto de 200–250 N·m. Afrouxe os parafusos em sequência cruzada e tome cuidado com a possível ejeção do capô causada por pressão residual. Após a desmontagem, o disco em cunha pode ser visto caindo na parte inferior do corpo da válvula. Retire o disco de cunha e inspecione a cabeça em T-na extremidade inferior da haste da válvula-substitua todo o interno se o desgaste exceder 15% do tamanho original. Durante a remontagem, a superfície de vedação da sede da válvula deve ser lapidada e a uniformidade do contato deve ser inspecionada com pó de chumbo vermelho (manchas de contato contínuo ao longo da circunferência com largura não inferior a 2 mm). Essa desmontagem e manutenção exigem uma janela de desligamento de pelo menos 2 horas, mas evitam o alto custo da substituição completa da válvula (o preço das válvulas gaveta de aço fundido é cerca de 1,8 vezes o das válvulas gaveta de aço carbono).

 

6. Critérios de danos irreparáveis ​​e recomendações de substituição

Com base na experiência prática, as tentativas de abertura da válvula não são recomendadas e a substituição imediata da válvula é necessária quando ocorrerem as três condições a seguir:

1. Dobramento plástico da haste da válvula (desvio de retilineidade superior a 2 mm/m).
2. Vazamento de gotejamento na conexão do flange entre o corpo da válvula e a tampa-indicando falha na junta ou perda da força de pré{1}}aperto do parafuso.
3. Fissuras lascadas ou penetrantes na superfície de vedação do disco em cunha (observáveis ​​através do endoscópio).