Cavitação em válvulas de controle

Cavitação em válvulas de controle

Os internos anticavitação da Fisher para válvulas de controle ajudam a eliminar ou controlar os danos causados pela cavitação em serviços limpos e sujos.

Plugue da válvula de controle com danos por cavitação

Entenda a cavitação em válvulas de controle

A cavitação é a formação e a implosão de bolhas de vapor (cavidades) na corrente de vazão líquida, causada por mudanças de pressão e velocidade. Há quatro efeitos principais e negativos da cavitação descontrolada em válvulas de controle: ruído alto, vibração excessiva, dano material e deterioração da eficácia de vazão. O dano físico aos internos da válvula é geralmente caracterizado por uma aparência esburacada e áspera.

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Princípios da cavitação em válvulas de controle

Definição

A cavitação nas válvulas de controle ocorre somente com líquidos, ou seja, gases não cavitam.

As bolhas de vapor se formam se a pressão do líquido cair e ficar quase no nível da pressão do vapor enquanto o líquido estiver passando pela válvula de controle. As bolhas podem romper ou implodir repentinamente conforme a pressão ao longo do percurso vai aumentando, gerando, assim, a cavitação.

A cavitação é um dos resultados do estrangulamento da vazão. É o ponto em que aumentar a queda de pressão mantendo uma pressão de entrada constante não gera mais aumento na vazão.

Dano

O dano causado pela cavitação caracteriza-se por uma aparência arredondada e acinzentada da superfície erodida. Microjatos destrutivos de alta velocidade e ondas de choque localizadas atacam a superfície do material da válvula de controle durante a mudança do estado gasoso para o estado líquido.

Nem sempre a cavitação causa danos quando ocorre.

A extensão do dano causados pela cavitação ocorre por inúmeros fatores:

  • Intensidade/magnitude da queda de pressão
  • Materiais de construção
  • Tempo de exposição
  • Quantidade de vazão
  • Design da válvula/interno
  • Vazamento, embora fechado
  • Fluido

Ruído e vibração

A cavitação pode causar ruído e vibração inadequados. Geralmente, o som é descrito como cascalho passando pela válvula de controle.

Embora o ruído relacionado à cavitação de um líquido possa ser bem alto, é uma preocupação secundária se comparada ao dano material que pode ocorrer.

A vibração resultante da cavitação pode ser mais predominante do que o dano causado por ela. Isso pode afetar o posicionador da válvula, as conexões, as tubulações e os tubos adjacentes.

O dano causado pela cavitação pode ocorrer sem ruídos, e os níveis de ruído e vibração da válvula de controle nem sempre coincidem com o nível desse dano.

Controle de cavitação

É possível resolver a cavitação nas válvulas de controle de várias maneiras. A primeira é a eliminação da cavitação e, por conseguinte, do dano por meio do controle da queda da pressão. Para eliminar a cavitação, divide-se a queda da pressão total da válvula de controle em pequenas partes, utilizando internos multiestágios, conforme mostrado na imagem.

No segundo método, a cavitação não é eliminada, mas, em compensação, minimiza-se ou isola-se o dano. O objetivo é isolar a cavitação das superfícies da válvula de controle e fortalecer as que podem ser afetadas pela cavitação.

A terceira solução é mudar o sistema para evitar a causa da cavitação.

Testes da Emerson

Os engenheiros da Emerson realizam testes de ruído e vibração em aplicações com cavitação. As tubulações transparentes permitem a visualização das áreas com cavitação. Entre em contato com o escritório de vendas local da Emerson para agendar uma demonstração de cavitação.

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