Realizado em Vitória/ES, de 09 a 11 de Setembro de 2015.
ISBN: ISBN 978-85-85905-13-2
TÍTULO: ESTUDO DE DESEMPENHO DE VÁLVULAS DE CONTROLE DO TIPO ESFERA COM ACIONAMENTO PNEUMÁTICO E POSICIONADOR DIGITAL
AUTORES: Golfetto, L.G. (FAACZ) ; Nascimento, E.P. (FAACZ) ; Oliveira, J.G. (FAACZ) ; Palauro, A.C. (FAACZ) ; Halasz, M.R.T. (FAACZ)
RESUMO: Além de presença significativa nas malhas de controle, a função das válvulas
industriais tem elevada importância na indústria em diferentes aplicações,
sendo que o desempenho operacional desses equipamentos podem impactar
diretamente na variabilidade da malha de controle e consequentemente na
qualidade do produto tendo seus impactos econômicos significativos. Esse
trabalho dedica-se ao estudo de desempenho da válvula de controle do tipo
esfera simulando condições operacionais distintas em uma planta de simulação
industrial, através de técnicas de manutenção preditiva será avaliado e
comparado os resultados de desempenho da válvula afim de identificar as
características dos resultados para cada condição simulada.
PALAVRAS CHAVES: Válvulas de controle; Estudo de desempenho; Manutenção preditiva
INTRODUÇÃO: As válvulas de controle são equipamentos industriais que além da necessidade
de apresentar uma estanqueidade dentro do permissível conforme sua classe de
vedação precisam apresentar um bom desempenho de resposta, dependendo da
aplicação o tempo de resposta ao sinal enviado pode interferir diretamente
na produção industrial. Uma falha inesperada em uma válvula crítica para o
processo podem ter impactos negativos imensuráveis no âmbito ambiental,
financeiro e operacional. Estudar o desempenho operacional de válvulas de
controle do tipo esfera simulando condições operacionais distintas em uma
malha de controle fechada, o tipo de válvula escolhido está baseado na
afirmação de MATHIAS (2008), que indica que as válvulas do tipo esfera são
as mais utilizadas na indústria. Desta forma este trabalho abordará as
noções básicas das válvulas industriais, bem como suas tipologias e a
importância da aplicação da manutenção preditiva em válvulas de controle a
fim de garantir aquilo que a indústria atual mais almeja para seus
equipamentos: a disponibilidade.
MATERIAL E MÉTODOS: Para desenvolvimento do estudo proposto foi utilizado uma planta de
simulação industrial concedida pela empresa Metso e desenvolvido o
circuito eletrônico para controle automático do nível do tanque através da
leitura dos sensores de nível e controle de alimentação da bomba afim de
simular uma malha de controle fechada. Para a realização dos testes de
desempenho na válvula foi utilizado o software FieldCare da empresa Metso e
a interface USB HART para estabelecer a comunicação entre o posicionador e o
software. Todos os testes aplicados tiveram os parâmetros de execução iguais
afim de garantir a comparação fiel entre os testes.
Com intuito de analisar o desempenho da válvula de controle do tipo esfera
com acionamento pneumático e posicionador digital em diferentes cenários foi
aplicado alguns problemas no conjunto válvula, atuador e posicionador que
impactam diretamente no desempenho operacional do equipamento, foi aplicado
uma resistência ao movimento interno da válvula, vazamento pneumático no
atuador e posicionador com superdimensionamento. Também foi aplicado
técnicas de melhoria conforme instruções do fabricante dos equipamentos afim
de certificar a melhora do desempenho durante os testes, as melhorias
aplicadas foi a configuração dos parâmetros do posicionador digital e a
substituição do atuador para o tipo pistão dupla ação. A válvula foi testada
em condições operacionais diferentes e os resultados dos testes de
desempenho foram analisados e comparados no presente trabalho.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados dos testes da válvula em condição normal de operação
apresentaram ultrapassagem do sinal enviado e instabilidade no final do curso,
as características de desvio apresentada pode ser vinculada ao tipo de atuador
utilizado, sendo do tipo pinhão cremalheira, sua construção limita a variação
de passo interna para movimentar a válvula. Os resultados dos testes da
válvula com aplicação de problemas apresentaram desvios similares da condição
normal sendo mais acentuados (figura 1) e os resultados dos testes da válvula
após aplicação de técnicas de melhoria comprovaram nos testes a melhora de
controle e desempenho do equipamento (figura 2).
Figura 1
Resultado do teste com posicionador
superdimensionado
Figura 2
Comparação do teste com aplicação de técnicas de
melhoria
CONCLUSÕES: Por meio da análise e comparação técnica realizada no presente estudo foi
possível identificar para cada comportamento do conjunto testado a possível
causa do problema, podendo ser extensível para outras válvulas com
característica construtiva similares ao conjunto testado, sendo necessário uma
análise dos materiais, construção e função dos equipamentos.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à instituição FAACZ e a empresa METSO.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MATHIAS, A. C. (2008). Válvulas: Industriais segurança, controle. São Paulo: Artliber.