O design totalmente soldado substitui as conexões de flange tradicionais por soldas de topo entre o corpo da válvula e a tubulação. Isso elimina as juntas de flange, que são propensas a vazamentos devido a ciclos térmicos, flutuações de pressão ou uso prolongado. Em aplicações em tubulações enterradas (por exemplo, redes de gás municipais), a estrutura soldada também evita que a corrosão do solo penetre nos pontos de conexão, prolongando a vida útil da válvula em 30-50% em comparação com válvulas flangeadas.
As juntas soldadas são submetidas a ensaios não destrutivos (END), incluindo radiografia e inspeção ultrassônica, para garantir a ausência de defeitos internos, atendendo aos rigorosos requisitos de vazamento de tubulações de grande diâmetro Classe 150. Para ambientes offshore ou úmidos, a superfície da válvula é revestida com tinta epóxi anticorrosiva, aumentando ainda mais a durabilidade.
Ao contrário das válvulas de esfera flutuantes, em que a esfera depende da pressão do fluido para a vedação, o projeto com montagem em munhão suporta a esfera por meio de munhões superiores e inferiores. Isso elimina o deslocamento radial da esfera em altas vazões (até 10,000 m³/h para modelos DN1000) e flutuações de pressão, reduzindo o desgaste da sede e garantindo um desempenho de vedação consistente ao longo de milhares de ciclos.
O design do munhão também permite a vedação bidirecional, um recurso essencial para tubulações de longa distância onde o fluxo do fluido pode ser revertido (por exemplo, durante a limpeza da tubulação ou manutenção do sistema). A superfície esférica usinada com precisão (Ra ≤ 0.8 μm) da esfera garante contato uniforme com a vedação macia, alcançando vazamentos ANSI/FCI Classe VI mesmo com pressão operacional mínima.
A operação manual de válvulas de grande diâmetro normalmente requer torque significativo, mas o sistema de engrenagem helicoidal integrado reduz o esforço operacional por meio de uma redução precisa da engrenagem. A roda helicoidal de bronze e a engrenagem helicoidal de aço oferecem alta eficiência de transmissão (≥85%) e baixa folga, garantindo uma rotação suave e sem solavancos. Para válvulas DN1000 Classe 150, o torque operacional é reduzido para ≤1500 N·m, permitindo que um operador complete um ciclo de abertura/fechamento de 90° em 8 a 12 voltas.
A caixa de engrenagens helicoidais é vedada com anéis de vedação e equipada com uma porta de injeção de graxa para lubrificação regular, mantendo a eficiência operacional mesmo em ambientes adversos (por exemplo, locais industriais empoeirados ou instalações externas). O volante possui um design ergonômico com ranhuras antiderrapantes, facilitando a operação com luvas em condições de baixa temperatura.
As vedações macias de PTFE/RPTFE proporcionam desempenho de vedação excepcional e inércia química. O PTFE é resistente à maioria dos ácidos, álcalis e solventes orgânicos, tornando-o adequado para fluidos como água, óleo, gás natural e produtos químicos suaves. O PTFE reforçado adiciona fibra de vidro ou fibra de carbono para aumentar a resistência mecânica, evitando a deformação da vedação sob alta pressão ou temperatura.
As vedações são acionadas por mola para compensar a contração térmica e o desgaste, garantindo uma pressão de vedação consistente durante toda a vida útil da válvula. Em testes, o sistema de vedação suave mantém o vazamento ANSI/FCI Classe VI após 10,000 ciclos de abertura e fechamento, superando as médias do setor para válvulas de esfera com vedação suave.
O dispositivo de descarga eletrostática integrado cria um caminho condutor entre a esfera, a haste e o corpo, desviando as cargas estáticas geradas pelo atrito entre a esfera e a vedação para o solo. Isso elimina o risco de faíscas estáticas, o que é crítico para aplicações com meios inflamáveis (por exemplo, gasodutos de gasolina ou gás natural).
Para indústrias de alto risco, como refino de petróleo ou processamento químico, o projeto opcional à prova de fogo (API 607) oferece proteção secundária. Em caso de incêndio que danifique a vedação macia, a sede e a esfera metálicas formam uma vedação metal-metal estanque, evitando vazamentos de fluidos e contendo o fogo dentro do sistema de tubulação.
- Verificação de Aço Carbono WCB: Tarugos brutos de WCB passam por análise espectral para confirmar a composição química (C: 0.25-0.35%, Mn: 0.60-1.00%) e testes ultrassônicos (UT) para detectar porosidade interna ou trincas. Os testes mecânicos (tração, impacto) garantem a conformidade com as normas ASTM A216, particularmente a tenacidade ao impacto a -29 °C.
- Teste de material de vedação: As vedações de PTFE/RPTFE são testadas quanto à estabilidade dimensional, deformação por compressão e resistência química em temperaturas extremas (-29℃ a 300℃) para garantir que mantenham as propriedades de vedação em condições operacionais.
- Inspeção de componentes de engrenagem helicoidal: Os blanks de roda sem-fim de aço e roda sem-fim de bronze são inspecionados quanto à pureza do material e usinabilidade, com testes de dureza (sem-fim: ≥28 HRC, roda sem-fim: ≥150 HB) para garantir resistência ao desgaste.
- Fabricação de corpo totalmente soldado: O corpo da válvula é fabricado com tecnologia de soldagem de topo de precisão. As metades do corpo são cortadas em chapas de aço WCB por corte a plasma e, em seguida, usinadas para garantir um encaixe preciso. A soldagem é realizada por arco submerso (SAW) para soldas consistentes e de alta qualidade, com monitoramento contínuo dos parâmetros de soldagem (corrente, tensão, velocidade) para evitar defeitos.
- Tratamento térmico pós-soldagem (PWHT): Corpos soldados passam por um recozimento para alívio de tensões a 600-650°C, mantido por 2-3 horas e, em seguida, resfriado lentamente à temperatura ambiente. Este processo reduz as tensões residuais de soldagem em 60-80%, evitando rachaduras sob ciclos térmicos ou pressão.
- Ensaios não destrutivos (NDT): As juntas soldadas são inspecionadas por meio de radiografia (RT) para detectar defeitos internos e teste de penetração de líquido (PT) para verificar se há rachaduras na superfície. Todas as soldas devem atender aos requisitos de END da API 6D (Nível II).
- Bola e munhões: A esfera é torneada em CNC com uma tolerância esférica de ±0.02 mm e, em seguida, lapidada com abrasivos diamantados até uma rugosidade superficial de Ra ≤0.8 μm. Os munhões são integrados à esfera e retificados com uma tolerância de diâmetro de h7 (±0.015 mm) para uma rotação suave em rolamentos de bronze.
- Sede de válvula e bolsos de vedação: Os alojamentos dos assentos são usinados em CNC para corresponder à curvatura da esfera, com uma rugosidade superficial de Ra ≤1.6 μm. As vedações macias são cortadas com precisão e prensadas nos alojamentos, com carga de mola para garantir uma pressão de vedação uniforme.
- Usinagem de caixa de engrenagens sem-fim: A carcaça de ferro fundido é usinada em CNC para garantir o alinhamento preciso do sem-fim e da roda sem-fim. Os dentes da engrenagem são usinados por fresagem com precisão AGMA Classe 8, com acabamento superficial de Ra ≤1.6 μm para reduzir o atrito e a folga.
- Usinagem de hastes: A haste de aço inoxidável 2Cr13 é torneada, retificada e polida até uma rugosidade superficial de Ra ≤0.4 μm, com uma rosca de precisão para conexão à engrenagem helicoidal e à esfera. Uma ranhura para gaxeta é usinada para acomodar gaxetas de PTFE impregnadas com grafite para vedação da haste.
- Conjunto de Componentes: O conjunto esfera-munhões é inserido no corpo da válvula, com rolamentos de bronze instalados para suportar os munhões. A haste é conectada à esfera e à engrenagem helicoidal, com gaxetas instaladas para evitar vazamentos na haste. A caixa de engrenagens helicoidais é montada no castelo da válvula, alinhada a laser para garantir uma rotação de 90° da esfera sem emperramento.
- Teste hidrostático: A válvula é preenchida com água para testes do corpo e da sede. O corpo é pressurizado a 2.4 MPa (1.5 × Classe 150) por 30 minutos, sem vazamentos ou deformações. A sede é testada a 1.76 MPa (1.1 × Classe 150) por 15 minutos, com vazamentos medidos por meio de um contador de bolhas para confirmar a conformidade com a ANSI/FCI Classe VI.
- Teste Operacional: O funcionamento da engrenagem helicoidal é testado para confirmar torque ≤1500 N·m para modelos DN1000. 100 ciclos de abertura e fechamento são realizados para verificar o funcionamento suave e a vedação consistente. O indicador de posição é calibrado para garantir o alinhamento preciso com a posição da esfera (aberta/fechada).
- Inspeção final: As verificações dimensionais confirmam a conformidade com as normas ASME B16.10 e ASME B16.25. Documentos de rastreabilidade de materiais, relatórios de testes e documentação de certificação (API 6D, ISO 9001) são compilados para entrega.
