NORMA BRASILEIRA
ABNT NBR 15827 Segunda edição 04.03.2011 Válida a partir de 04.04.2011
Válvulas industriais para instalações de exploração, produção, refino e transporte de produtos de petróleo — Requisitos de projeto e ensaio de protótipo
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Industrial valves for installations of exploration, production, refining and transport of petrol products — Requirements for design and prototype test
ICS 23.060.01; 75.200
ISBN 978-85-07-02654-9
Número de referência ABNT NBR 15827:2011 38 páginas
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Sumário
Página
Prefácio ...............................................................................................................................................iv 1 Escopo ................................................................................................................................1 2 Referências normativas .....................................................................................................1 3 Termos e definições ...........................................................................................................3 4 Siglas e abreviaturas .........................................................................................................3 5 Requisitos gerais ...............................................................................................................4 6 Requisitos específicos ......................................................................................................9 6.1 Documentação de projeto .................................................................................................9 6.2 Memórias de cálculo ........................................................................................................10 6.3 Ensaio de protótipo ..........................................................................................................11 6.3.1 Fabricação do protótipo ..................................................................................................11 6.3.2 Seleção de materiais para os protótipos dos ensaios .................................................12 6.3.3 Procedimento dos ensaios de protótipo ........................................................................12 6.3.4 Registros dos ensaios funcionais ..................................................................................12 6.4 Abrangência dos ensaios de protótipo ..........................................................................12 6.4.1 Quanto às características construtivas .........................................................................12 6.4.2 Quanto ao diâmetro nominal ...........................................................................................12 6.4.3 Quanto à classe de pressão ............................................................................................12 6.4.4 Quanto ao tipo de extremidade .......................................................................................13 6.5 Ensaios de desempenho das válvulas ...........................................................................13 7 Procedimentos e critérios de aceitação de projeto através de ensaios de protótipo ......................................................................................................................15 7.1 Procedimentos de verificação da memória de cálculo .................................................15 7.1.1 Verificação das tensões...................................................................................................15 7.1.2 Capacidade de alívio interno de cavidade para válvula-esfera....................................15 7.1.3 Torques de acionamento .................................................................................................16 7.2 Procedimento de ensaios de protótipo ..........................................................................16 7.2.1 Análise dos procedimentos de ensaio ...........................................................................16 7.2.2 Análise dos procedimentos de montagem da válvula ..................................................16 7.2.3 Análise da documentação do projeto ............................................................................16 7.2.4 Análise do livro de fabricação do protótipo ..................................................................16 7.2.5 Análise da integridade física do corpo ..........................................................................17 7.2.6 Ensaios de vedação .........................................................................................................17 7.2.7 Avaliação do desempenho de torque de acionamento (Assinatura)...........................19 7.2.8 Ensaios cíclicos à temperatura ambiente ......................................................................20 7.2.9 Ensaio em temperaturas extremas .................................................................................20 7.2.10 Capacidade de alívio interno da válvula ........................................................................20 7.2.11 Desmontagem e inspeção ...............................................................................................20 Anexo A (normativo) Requisitos suplementares de projeto para válvulas industriais tipo gaveta.......................................................................................................22 A.1 Corpo, tampa, castelo ou tampa-castelo........................................................................22 © ABNT 2011 - 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A.2 Sistema de engaxetamento .............................................................................................23 A.3 Preme-gaxetas ou sobreposta ........................................................................................24 A.4 Haste..................................................................................................................................24 A.5 Anel de sede .....................................................................................................................24 A.6 Gaveta ...............................................................................................................................24 A.7 Bucha de contra vedação ................................................................................................25 A.8 Volante ...............................................................................................................................25 Anexo B (normativo) Requisitos suplementares de projeto de válvulas industriais tipo retenção ...................................................................................................26 B.1 Corpo .................................................................................................................................26 B.2 Tampa ................................................................................................................................27 B.3 Anel da sede .....................................................................................................................27 B.4 Portinhola e demais internos ..........................................................................................27 B.5 Braço da portinhola e eixo ..............................................................................................28 B.6 Mola para válvula tipo wafer............................................................................................28 Anexo C (normativo) Requisitos suplementares de projeto de válvulas industriais tipo esfera ........................................................................................................29 C.1 Corpo .................................................................................................................................29 C.2 Sedes .................................................................................................................................31 C.3 Esfera ................................................................................................................................31 C.4 Vedação do corpo ou tampa ...........................................................................................32 C.5 Vedação da haste – Sistema de engaxetamento ...........................................................32 C.6 Alavanca ............................................................................................................................33 C.7 Dispositivo antiestático ...................................................................................................33 Anexo D (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para obtenção da assinatura de torque de acionamento em válvulas ........................................................34 D.1 Procedimento ...................................................................................................................34 D.1.1 Objetivo .............................................................................................................................34 D.1.2 Método de obtenção ........................................................................................................34 D.1.3 Sequência de operações .................................................................................................34 D.1.4 Ensaios de sobrecarga de torque ...................................................................................35 D.1.5 Critérios de aceitação ......................................................................................................36 D.2 Curva típica de assinatura...............................................................................................36 Anexo E (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para a realização de ensaios cíclicos em válvulas em temperatura ambiente ...........................................37 E.1 Características do ensaio ................................................................................................37 E.2 Objetivo .............................................................................................................................37 E.3 Método de execução ........................................................................................................37 E.3.1 Aquisição de dados .........................................................................................................37 E.3.2 Ensaios cíclicos ...............................................................................................................37 E.3.3 Critério de aceitação ........................................................................................................37 Anexo F (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para a realização de ensaios cíclicos em válvulas em temperaturas extremas .........................................38 iv
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F.1 F.2 F.3 F.4
Características do ensaio ................................................................................................38 Objetivo .............................................................................................................................38 Método de execução ........................................................................................................38 Critério de aceitação ........................................................................................................38
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Figuras Figura B.1 – Desenho esquemático do contato braço da portinhola x batente ..........................28 Figura C.1 – Localização de drenos e conexões auxiliares ..........................................................30 Figura C.2 – Tipo de construção de válvula esfera ........................................................................32 Figura D.1 – Curva típica de assinatura de válvulas ......................................................................36
Tabelas Tabela 1 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Gaveta ..............................................4 Tabela 2 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Retenção ..........................................5 Tabela 3 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Esfera ...............................................5 Tabela 4 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Globo ................................................6 Tabela 5 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Borboleta..........................................6 Tabela 6 – Uso de redutores e engrenagens ....................................................................................7 Tabela 7 – Material dos estojos e parafusos e porcas da união corpo-castelo.............................8 Tabela 8 – Limites de temperatura ...................................................................................................10 Tabela 9 – Ciclagem para válvulas-esfera, gaveta, globo, borboleta e de retenção ....................14 Tabela 10 – Vazamentos permitidos.................................................................................................19 Tabela 11 – Definição das taxas de vazamento ..............................................................................19 Tabela A.1 – Junta de vedação da ligação corpo com o castelo ..................................................23 Tabela B.1 – Junta da ligação do corpo com a tampa ...................................................................27 Tabela C.1 – Diâmetro interno mínimo de passagem.....................................................................29 Tabela C.2 – Tipo de montagem das válvulas .................................................................................31
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Prefácio A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) é o Foro Nacional de Normalização. As Normas Brasileiras, cujo conteúdo é de responsabilidade dos Comitês Brasileiros (ABNT/CB), dos Organismos de Normalização Setorial (ABNT/ONS) e das Comissões de Estudo Especiais (ABNT/CEE), são elaboradas por Comissões de Estudo (CE), formadas por representantes dos setores envolvidos, delas fazendo parte: produtores, consumidores e neutros (universidades, laboratórios e outros). Os Documentos Técnicos ABNT são elaborados conforme as regras da Diretiva ABNT, Parte 2. A Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) chama atenção para a possibilidade de que alguns dos elementos deste documento podem ser objeto de direito de patente. A ABNT não deve ser considerada responsável pela identificação de quaisquer direitos de patentes. A ABNT NBR 15827 foi elaborada no Comitê Brasileiro de Máquinas e Equipamentos Mecânicos (ABNT/CB-04), pela Comissão de Estudo de Válvulas em Geral (CE-04:009.17). O Projeto circulou em Consulta Nacional conforme Edital nº 12, de 21.12.2010 a 18.02.2011, com o número de Projeto ABNT NBR 15827. Esta segunda edição cancela e substitui a edição anterior (ABNT NBR 15827:2007), a qual foi tecnicamente revisada. O Escopo desta Norma Brasileira em inglês é o seguinte:
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Scope This Standard establishes the requirements for designs and test of prototypes for industrial valves of gate, ball, globe, check and butterfly types in pressure classes for installations of exploration, production, refining and transport of petrol products. It applies to valves with or without manual acting, with or without reducer or by actuator. Reducers and actuators shall prove the full attendance to the valve design assumptions, including cyclic tests described in this Standard. This Standard is not applied to valves with operating special features, such as retractable seat double block and bleed plug valves, sealing ball-valve and special torque conditions, triple offset butterflyvalves or low-emission type general valve.
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Válvulas industriais para instalações de exploração, produção, refino e transporte de produtos de petróleo — Requisitos de projeto e ensaio de protótipo
1 Escopo 1.1 Esta Norma estabelece os requisitos para projetos e ensaios de protótipos de válvulas industriais tipos gaveta, esfera, globo, retenção e borboleta, nas classes de pressão utilizadas nas instalações de exploração, produção, refino e transporte de produtos de petróleo. 1.2 Esta Norma aplica-se às válvulas com ou sem acionamento manual, com ou sem redutor, ou por atuador. Os redutores e atuadores devem comprovar o pleno atendimento às premissas de projeto das válvulas, incluindo os ensaios cíclicos desta Norma. 1.3 Esta Norma não se aplica às válvulas com características especiais de funcionamento, tais como válvulas macho de sede retrátil duplo bloqueio e dreno incorporado, válvulas-esfera com selagem e condições de torque especiais, válvulas-borboleta do tipo triexcêntrica (triple offset) ou válvulas em geral do tipo low emission.
2 Referências normativas
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Os documentos relacionados a seguir são indispensáveis à aplicação deste documento. Para referências datadas, aplicam-se somente as edições citadas. Para referências não datadas, aplicam-se as edições mais recentes do referido documento (incluindo emendas). ABNT NBR 10285, Válvulas industriais – Terminologia ABNT NBR ISO 5208, Válvulas industriais – Ensaio de pressão de válvulas ISO 10434, Bolted bonnet steel gate valves for the petroleum, petrochemical and allied industries ISO 10497, Testing of valves – Fire-test requirements ISO 14313, Petroleum and natural gas industries – Pipeline transportation systems – Pipeline valves ISO 15761, Steel gate, globe and check valves for sizes DN 100 and smaller, for the petroleum and natural gas industries ISO 17292, Metal ball valves for petroleum, petrochemical and allied industries API STD 589, Fire test for evaluation of valve stem packing API STD 594, Check valves: Wafer, Wafer-Lug, and Double Flanged Type API STD 609, Butterfly valves: Double flanged, lug - and wafer – Type ASME B 1.1, Unified Inch Screw Threads (UN and UNR Thread Form) ASME B 18.2.1, Square and hex bolts and screws (inch series) © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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ASME B 18.2.2, Square and hex nuts (inch series) ASME B1.20.1, Pipe threads, general purpose ASME B16.1, Cast iron pipe flanges and flanged fittings ASME B16.5, Pipe flanges and flanged fittings ASME B16.10, Face-to-face and end-to-end dimensions of valves ASME B16.11, Forged fittings, socket-welding and threaded ASME B16.20, Metallic gaskets for pipe flanges ring-joint, spiral-wounds and jacketed ASME B16.25, Buttwelding ends ASME B16.34, Valves – Flanged, threaded and welding end ASME B16.47, Large diameter steel flanges NPS 26 through NPS 60 metric/inch standard ASME B 31.3, Process piping ASME Section II, Part D, Materials, properties ASME Section VIII, Division 1 ASME Section VIII, Division 2, 2004 Edition, Rules for construction of nuclear power plant components code for concrete reactor vessels and containments Exemplar para uso exclusivo - PETROLEO BRASILEIRO - 33.000.167/0036-31
ASTM B 584, Standard specification for copper alloy sand castings for general applications ASTM B 849, Standard specification for pre-treatment of iron or steel for reducing risk of hydrogen embrittlement ASTM B 850, Standard guide for post-coating treatments of steel for reducing the risk of hydrogen embrittlement AWWA C504, Rubber-seated butterfly valves BS 1868, Specification for steel check valves (flanged and butt-welding ends) for the petroleum, petrochemical and allied industries BS 1873, Specification for steel globe and globe stop and check valves (flanged and butt-welding ends) for the petroleum, petrochemical and allied industries BS ISO 7121, Steel ball valves for general purpose industrial applications BS EN 12266-1, Industrial valves – Testing of valves – Part 1: Pressure tests, test procedures and acceptance criteria Mandatory requirements BS EN 12266-2, Industrial valves – Testing of valves – Part 2: Tests, test procedures and acceptance criteria. Supplementary requirements MSS SP-9, Spot facing for bronze, iron and steel flanges 2 Impresso por: PETROBRAS
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MSS SP-45, Bypass and drain connections MSS SP-91, Guidelines for manual operation of valves
3 Termos e definições Para os efeitos deste documento, aplicam-se os termos e definições da ABNT NBR 10285 e os seguintes. 3.1 alteração substancial alteração de projeto que venha a afetar o desempenho do produto na condição de serviço prevista. Isto pode incluir alterações nas tolerâncias, forma, função ou material 3.2 assinatura da válvula curva característica do torque requerido na haste da válvula e, quando for o caso, também na caixa de redução, medida ao longo do tempo e ao longo do curso de abertura e fechamento da válvula, mantidas as condições controladas de pressão na válvula
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3.3 válvula de uso geral válvulas com sedes resilientes para serviços não críticos ou perigosos, como água, ar e demais fluidos enquadrados na categoria “D” do ASME B31.3, cuja aplicação deve ser limitada à temperatura da Tabela 8 3.4 sem vazamento visível (SVV) volume de vazamento menor que 1 gota (1/16 cm3) ou 1 bolha (1/16 cm3)
4 Siglas e abreviaturas Para os efeitos deste documento, aplicam-se as seguintes siglas e abreviaturas: AP
−
Alta pressão
BP
−
Baixa pressão
DPE
−
Pistão duplo efeito
DN
−
Diâmetro nominal
FJA
−
Face junta anel
FR
−
Face com ressalto
JTO
−
TNO + aperto − válvula completamente aberta (Jam to open torque)
JTC
−
Aperto − TNO Válvula completamente fechada (Jam to close torque)
MP
−
Média pressão
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NPS
−
Diâmetro nominal da válvula
PMT
−
Pressão máxima de trabalho
RO
−
Extremidade com rosca
SVV
−
Sem vazamento visível
TMA
−
Torque máximo admissível
TMO
−
Torque máximo de operação
TNO
−
Torque nominal de operação
TRAC
−
Torque real de abertura com diferencial de pressão
TRÁS
−
Torque real de abertura sem diferencial de pressão
TRAQ
−
Torque real de abertura na quebra de movimento
TRFQ
−
Torque real de fechamento na quebra de movimento
TRFC
−
Torque real do fechamento com diferencial de pressão
TRFS
−
Torque real de fechamento sem diferencial de pressão
TRO
−
Torque real de operação
5 Requisitos gerais 5.1
As válvulas devem ser projetadas utilizando os padrões construtivos dados nas Tabelas 1 a 5. Tabela 1 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Gaveta Material do corpo/Extremidades da válvula
Parâmetros
DN a (NPS)
Aço forjado
Aço fundido ou forjado
Encaixe para solda
Flange ou solda de topo
15 a 40 (½ a 1 ½)
Classe
800 e 1 500
2 500
Padrão construtivo
ISO 15761 e Anexo A desta Norma
ASME B16.34 e Anexo A desta Norma
a
50 a 600 (2 a 24)
50 a 400 (2 a 16)
50 a 300 (2 a 12)
650 a 1 050 (26 a 42)
150 a 900
1 500
2 500
150 a 600
ISO 10434 e Anexo A desta Norma
ASME B16.34, ASME B16.47 e Anexo A desta Norma
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
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Tabela 2 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Retenção Material do corpo/Extremidades da válvula Parâmetros
Aço forjado
Aço fundido ou forjado
Encaixe para solda
Flange ou solda de topo
DN a (NPS)
15 a 40 (½ a 1 ½)
50 a 600 (2 a 24)
50 a 400 (2 a 16)
50 a 300 (2 a 12)
50 a 1 050 (2 a 42)
Classe
800 e 1 500
150 a 900
1 500
2 500
150 a 2 500
Padrão ISO 15761 e Anexo B construtivo desta Norma a
Wafer
BS 1868 e Anexo B desta Norma
API STD 594 e Anexo B desta Norma
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
Tabela 3 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Esfera Material do corpo/Extremidades da válvula Aço fundido ou forjado
Parâmetros
Aço forjado
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Flange ou solda de topo b
Roscada
DN a (NPS)
50 a 900 (2 a 36)
50 a 600 (2 a 24)
50 a 400 (2 a 16)
50 a 300 (2 a 12)
Classe
150 a 600
900
1 500
2 500
Padrão construtivo
Ensaiada a fogo
ISO 14313 e Anexo C desta Norma
ISO 14313, ISO 10497 e Anexo C desta Norma
Encaixe para solda 15 a 40 (½ a 1 ½)
150
800
1 500 e 2 500
BS ISO 7121
ISO 17292, e Anexo C desta Norma
ASME B16.34, e Anexo C desta Norma
−
ISO 17292, ISO 10497 e Anexo C desta Norma
ASME B16.34, ISO 10497 e Anexo C desta Norma
a
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
b
Para diâmetros maiores do que os padronizados, a dimensão face a face deve ser acordada entre o fabricante e o comprador. O projeto deve ser conforme ASME B16.34.
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Tabela 4 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Globo Material do corpo/Extremidades da válvula Parâmetros
Aço forjado Encaixe para solda
Solda de topo
Flange
Solda de topo
DN a (NPS)
15 a 40 (½ a 1 ½)
25 a 40 (1 a 1 ½)
50 a 300 (2 a 12)
50 a 400 (2 a 16)
Classe
800 e 1 500
2 500
150 a 2 500
1 500
Padrão construtivo a
Aço fundido ou forjado
ISO 15761
BS 1873
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
Tabela 5 – Padrões construtivos das válvulas industriais – Borboleta Material do corpo/Extremidades da válvula
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Parâmetros
a
Wafer ou Lug Ferro fundido nodular
Aço fundido
DN a (NPS)
50 a 1 200 (2 a 48)
50 a 1 200 (2 a 48)
Classe
Pressão máxima de trabalho (PMT)
150
Padrão construtivo
API STD 609
API STD 609
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
5.2 Exceto se indicado em contrário às exigências de documentação de projeto, memórias de cálculo e ensaios de protótipo aplicam-se a todos os tipos de válvulas. 5.3
O fabricante deve definir como premissas de projeto os aspectos descritos em 5.3.1 a 5.3.5.
5.3.1 A confiabilidade para a vida útil projetada, com base no número de ciclos esperados em operação real e no número máximo de ciclos que um protótipo pode ser submetido. 5.3.2 O número mínimo de ciclos, nas condições de ensaio, a partir do qual é constatado o primeiro vazamento pela vedação da haste, para os projetos de válvulas que utilizem vedação por engaxetamento. 5.3.3 A periodicidade de reaperto da vedação da haste, para as válvulas que utilizem vedação por engaxetamento, observando as taxas de vazamento (líquido e gás) através da vedação da haste, que após o reaperto deve ser sem vazamento visível (SVV). 6
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5.3.4
Critérios de aceitação para vedação em função dos requisitos normativos, definidos nesta Norma.
5.3.5 Critérios de aceitação de desempenho, em função dos requisitos normativos, definidos nesta Norma. NOTA 1 Considerar como falha na validação do projeto qualquer não conformidade de desempenho do protótipo em relação aos requisitos estabelecidos nesta Norma. NOTA 2 Em válvulas de acionamento manual que utilizem caixa de redução, esta é considerada parte integrante do projeto da válvula e deve ter suas características identificadas e controladas conforme esta Norma. Caso exista mudança no redutor, este pode ser qualificado em separado, para garantir sua adequação ao projeto original, efetuando-se ensaios de torque e ciclagem previstos para a válvula. NOTA 3 Para aplicações específicas podem ser solicitadas pelo comprador premissas complementares de projeto que atendam a critérios de aceitação para vedação e de desempenho. Neste caso, devem ser estabelecidos procedimentos de ensaio de protótipo específicos com foco nessas necessidades.
5.4 O fabricante deve registrar explicitamente na documentação de projeto as restrições de projeto ou de operação (por exemplo, posição de instalação, sentido de fluxo, regime de fluxo, pressão, temperatura etc.). 5.5 Desde que não especificado em contrário, o sistema de acionamento das válvulas deve seguir a padronização indicada na Tabela 6. Tabela 6 – Uso de redutores e engrenagens
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Tipo
Classe
Usar redutores para DN (NPS) das válvulas ≥
150
300 (12)
300
250 (10)
600
150 (6)
900
100 (4)
1 500 e 2 500
80 (3)
150 e 300
200 (8)
600 e 900
100 (4)
1 500 e 2 500
80 (3)
150 e 300
150 (6)
600 e 900
100 (4)
1 500 e 2 500
50 (2)
PMT e 150
250 (10)
Gaveta
Globo
Esfera com sede resiliente Borboleta 5.6
Estojos, parafusos e porcas devem ser conforme itens 5.6.1 a 5.6.5.
5.6.1 Os estojos, parafusos e porcas da união corpo-castelo devem ser conforme as especificações listadas na Tabela 7. © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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Tabela 7 – Material dos estojos e parafusos e porcas da união corpo-castelo Material do corpo ASTM A 105 ASTM A 216 Gr WCB
Material dos estojos e parafusos
Material das porcas
ASTM A 193 Gr B7
ASTM A 194 Gr 2H
ASTM A 320 Gr L7 ou ASTM A 193 Gr B8M ou ASTM A 193 Gr B8M CL2
ASTM A 194 Gr 4L ou ASTM A 194 Gr 8M ou ASTM A 194 Gr 8M CL2
ASTM A 193 Gr B16
ASTM A 194 Gr 2H
ASTM A 193 Gr B8M ou ASTM A 193 Gr B8M CL2
ASTM A 194 Gr 8M ou ASTM A 194 Gr 8M CL2
Revestimento
ASTM A 350 Gr LF2 CL 1 ASTM A 352 Gr LCB ASTM A 350 Gr LF3 CL 1 ASTM A 352 Gr LC3
Quando solicitado (ver 5.6.2)
ASTM A 182 Gr F11 CL 2 ASTM A 217 Gr WC6 ASTM A 182 Gr F5 ASTM A 217 Gr C5
ASTM A 182 Gr F304 ASTM A 351 Gr CF8 ASTM A 182 Gr F316
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ASTM A 351 Gr CF8M ASTM A 182 Gr F317
Não aplicável
ASTM A 351 Gr CG8M ASTM A 182 Gr F347 ASTM A 351 Gr CF8C
5.6.2 Quando solicitado pelo cliente, os estojos ou parafusos e as porcas devem ser revestidos com zinco níquel (Zn-Ni) ASTM B 841, Classe 1, Tipo B/E, Grau 5 a 8, com alívio de tensões e de hidrogênio, conforme ASTM B 849 e ASTM B 850. 5.6.3 Para os estojos e parafusos em ASTM A 320 Gr L7, quando o material do corpo da válvula for ASTM A 350 Gr LF2 CL 1 ou ASTM A 352 Gr LCB, é aceitável o ensaio de impacto a - 45 °C, e para o material da válvula em ASTM A 350 Gr LF3 ou ASTM A 352 Gr LC3, é aceitável o ensaio de impacto a − 60 °C. 5.6.4 Os estojos de união do corpo à tampa devem ser conforme ASME B 1.1, UNC-2A até 25,40 mm (1”) e UN-2A a partir de 28,57 mm (1 1/8”), com porcas sextavadas padrão ASME B18.2.2, no número mínimo de quatro. O comprimento dos estojos deve ter no mínimo um e no máximo três fios de rosca além da porca. Para válvulas de diâmetro 40 (1 ½) e menores, é permitida a utilização de parafusos conforme ASME B18.2.1. 5.6.5 As válvulas-esfera ensaiadas a fogo (fire tested type) devem ser certificadas com os parafusos listados na Tabela 7. Para os casos não cobertos na Tabela 7, o fabricante pode especificar o material dos parafusos. Neste caso, este conjunto deve ser certificado com ensaio a fogo. Como alternativa ao 8
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material ASTM A 193 GR B7 podem ser usados estojos e parafusos em ASTM A 193 GR B16, mantendo o revestimento indicado na Tabela 7. 5.7
Placa de identificação deve atender itens 5.7.1 a 5.7.5.
5.7.1 As válvulas devem conter placa de identificação conforme indicado no padrão construtivo e atender às marcações e requisitos adicionais de 5.7.4 e 5.7.5. 5.7.2
A placa de identificação deve ser fabricada em aço inoxidável e fixada como segue:
a)
em válvulas fundidas, deve ser fixada à superfície externa da aba do flange de ligação do corpo ou da tampa ou castelo, cujos elementos de fixação devem ser em aço inoxidável austenítico;
b)
em válvulas forjadas, deve ser fixada ao volante, por meio de sua porca;
c)
em válvulas tipo wafer, deve ser fixada no corpo.
5.7.3 As válvulas ensaiadas a fogo devem ser identificadas na placa com a sigla ISO − FT e a especificação do material dos internos (haste, obturador e sede) e das vedações (gaxetas e juntas).
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5.7.4 Além do exigido pelo padrão construtivo, a placa de identificação deve conter as seguintes informações: a)
identificação desta Norma (ABNT NBR 15827);
b)
especificação do material das gaxetas e junta de vedação;
c)
temperatura máxima de utilização contínua (para válvulas em condições especiais);
d)
número de série, individualizado por válvula.
5.7.5 Para as válvulas de retenção forjadas, a placa de identificação deve ser fixada ao tampo por meio de suas porcas ou através de rebites, desde que não afetem a espessura mínima de parede.
6 Requisitos específicos 6.1 Documentação de projeto 6.1.1 O fabricante deve apresentar os desenhos dimensionais de conjunto, em corte, com lista de todos os componentes e especificações dos materiais. 6.1.2 O fabricante deve apresentar os desenhos de fabricação de todos os componentes com respectivas revisões e procedimentos de montagem, incluindo tabela de torques de aperto dos parafusos. 6.1.3
O fabricante deve apresentar as memórias de cálculo, conforme detalhado nesta Norma.
NOTA A fim de preservar a propriedade intelectual do fabricante, os documentos citados em 6.1.1 a 6.1.3 não são anexados à documentação de projeto, porém devem estar disponíveis em fábrica para eventuais avaliações por parte do comprador.
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6.2 Memórias de cálculo 6.2.1 O fabricante deve apresentar memória de cálculo da válvula ou do conjunto válvula-atuador (quando aplicável), comprovando o atendimento à ASME B16.34 e respectivos padrões construtivos. A memória de cálculo da válvula deve incluir análise das tensões e deformações resultantes, por modelos de elementos finitos, abrangendo o cálculo dos componentes críticos, como corpo, tampa, haste e parafusos de união, assim como o cálculo das pressões das sedes sobre o obturador. 6.2.1.1 Considerar como parâmetros de entrada as temperaturas ambientes, máxima e mínima, conforme Tabela 8 e na correspondente pressão máxima de trabalho, conforme ASME B16.34. Tabela 8 – Limites de temperatura Tipo de válvula
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Esfera, gaveta, globo, retenção e borboleta
Esfera
Borboleta e retenção
Tipo de vedação
Metal x metal
Material do corpo
Temperatura mínima
Temperatura máxima
Aço-carbono
− 29 °C
400 °C
Aço-carbono LCB
− 45 °C
300 °C
Aço-liga LC3 (3 ½ %Ni)
− 60 °C
180 °C
Aço-liga (5%Cr ½ %Mo)
0 °C
540 °C
Aço inoxidável austenítico tipo 347
0 °C
600 °C
Aço-liga/inox
− 45 °C
Aço-carbono
− 29 °C
Aço-carbono
0 °C
80 °C
Ferro fundido nodular
0 °C
80 °C
Sede resiliente
Sede resiliente
150 °C
NOTA A temperatura mínima para ensaio de protótipo é zero grau Celsius.
6.2.1.2 O cálculo de elementos finitos aplica-se somente à válvula, não sendo necessária a análise para o atuador. 6.2.1.3 Os critérios de análise de tensões e tensões admissíveis devem ser conforme Código ASME Section VIII Division 2, exceto para o sistema de acionamento, cujas tensões devem ser limitadas a 67 % das tensões de escoamento do Código ASME Section II, Part D; e as tensões de cisalhamento, torção e compressão não podem exceder o limite especificado no Código ASME Section VIII, Division 2, Part AD-132. 6.2.2
O fabricante deve demonstrar a validação do seu modelo de análise por elementos finitos.
6.2.3 O fabricante deve disponibilizar estudo completo de folgas e tolerâncias, abrangendo condições de carregamento interno e externo do atuador e influência da temperatura conforme faixa de aplicação da Tabela 8. 10
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6.2.4 O fabricante deve disponibilizar estudo completo com critério de seleção dos materiais resilientes das sedes, em função das classes de pressão e de temperatura da válvula, apresentando relatório com os critérios que influenciaram na definição da seleção dos materiais. 6.2.5 Para válvulas-esfera, o fabricante deve apresentar definição da tolerância de esfericidade e o grau de acabamento superficial da esfera e área de vedação da haste, indicando a rugosidade μm RA ou μinch RMS. No caso de as válvulas-esfera possuírem a vedação entre sede x esfera do tipo metal x metal, apresentar também o diferencial de dureza entre sedes e esfera. 6.2.6 Para as demais válvulas, o fabricante deve apresentar o grau de acabamento das sedes, obturadores e área de vedação das hastes μm RA ou μinch RMS, bem como durezas e diferenciais de dureza, onde aplicáveis. 6.2.7 O fabricante deve apresentar lista dos torques requeridos no eixo da válvula, contendo os seguintes torques: torque nominal de operação (TNO), torque máximo de operação (TMO) e torque máximo admissível (TMA), levando-se em conta as classes de pressão e de temperatura da válvula. Para válvulas-gaveta e válvulas-globo acionadas manualmente, o TNO deve atender à MSS SP-91; para as válvulas-esfera, o TNO deve atender à ISO 14313; e para as válvulas-borboleta o TNO deve atender à AWWA C504. A memória de cálculo do sistema de acionamento da válvula deve considerar como premissa de projeto o TMO, conforme 7.1.3.
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6.2.8 O projeto de válvulas de retenção, globo e borboleta deve considerar estudo de mecânica dos fluidos, para líquidos e gases, que inclua a apresentação da curva de perdas de carga e do coeficiente de vazão, assim como evidências do comportamento estável dentro da faixa de vazão para válvula de retenção. A análise fluido-dinâmica pode ser realizada através de simulação computacional (CFD) ou comprovação experimental, onde esta última pode ser realizada durante os ensaios de qualificação com protótipo. 6.2.9 A fim de preservar a propriedade intelectual do fabricante, os documentos citados em 6.2.1 a 6.2.8 não são anexados à documentação de projeto, porém devem estar disponíveis em fábrica para eventuais avaliações por parte do comprador. 6.2.10 No caso de válvulas-esfera, o fabricante deve verificar a capacidade de aliviar a sobrepressão retida na cavidade do corpo, dentro dos valores previstos no padrão construtivo correspondente indicado na Tabela 3 e em C.1.7.3.
6.3 Ensaio de protótipo 6.3.1
Fabricação do protótipo
O protótipo deve ser fabricado de acordo com a documentação de projeto definida em 6.1, sem apresentar qualquer desvio de fabricação com relação ao projeto. 6.3.1.1 O protótipo da válvula a ser ensaiado deve estar sem pintura e isento de qualquer banho ou produto protetor de superfície. 6.3.1.2 Antes de iniciar quaisquer ensaios de protótipo, o projeto da válvula deve estar totalmente documentado e não pode ser alterado (projeto congelado). 6.3.1.3 O projeto congelado que venha a ser aprovado nos ensaios de protótipo deve ser utilizado para a fabricação dos produtos subsequentes.
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6.3.2
Seleção de materiais para os protótipos dos ensaios
O corpo deve ser em aço-carbono, com internos em aço com 13 % de cromo, na forma de fabricação proposta nos respectivos padrões construtivos, com exceção da válvula-borboleta com corpo de ferro nodular e internos em ASTM A351 CF8M, e a retenção wafer com corpo em aço-carbono e internos em ASTM A351 CF8M. 6.3.3
Procedimento dos ensaios de protótipo
O procedimento dos ensaios de protótipo deve confirmar experimentalmente todas as premissas e requisitos de projeto. Este procedimento deve englobar ensaios de vedação, de desempenho, de temperatura, bem como de desgaste, para avaliar a vida útil projetada. 6.3.4
Registros dos ensaios funcionais
Através dos registros dos ensaios funcionais, obter a assinatura operacional do protótipo, à temperatura ambiente, tanto de pressão como de torque no atuador, onde aplicável. Estes registros são utilizados como referência para futuros fornecimentos de válvulas análogas, confirmando a repetibilidade do seu processo de fabricação.
6.4 Abrangência dos ensaios de protótipo 6.4.1
Quanto às características construtivas
Os protótipos usados para qualificar projetos utilizando estes procedimentos de verificação de desempenho são representativos dos modelos do produto em termos de desenho, dimensões e materiais, conforme definido nesta Norma. Um projeto com alteração substancial requer novo estudo de projeto ou ensaio de protótipo. Exemplar para uso exclusivo - PETROLEO BRASILEIRO - 33.000.167/0036-31
6.4.2
Quanto ao diâmetro nominal
Os ensaios de um determinado diâmetro nominal de um modelo de válvula qualificam projetos de um diâmetro nominal maior e um diâmetro nominal menor do que o diâmetro nominal ensaiado. Os ensaios de qualificação de mais de um diâmetro nominal, com projeto de mesmo aspecto construtivo e mesma classe de pressão, qualificam dois diâmetros nominais maiores e um diâmetro nominal menor do que o protótipo ensaiado. Recomenda-se para referência deste item a utilização dos diâmetros nominais ½, ¾, 1, 1 ½ , 2, 3, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20 e 24. Para os diâmetros 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42 e 48, os ensaios de qualificação podem ser realizados, com a regra de abrangência acima, por ocasião da fabricação destas válvulas, desde que previamente acordado com o comprador. Outros diâmetros não referenciados são considerados excluídos da abrangência da qualificação. Para os diâmetros cujo projeto foi aceito por abrangência, ou seja, o projeto neste diâmetro foi aceito, mas não passou diretamente por ensaios de qualificação, uma válvula do primeiro lote em conformidade com o projeto deve ser utilizada para a obtenção das assinaturas de referência, conforme Anexo D, sem ciclagem e à temperatura ambiente. 6.4.3
Quanto à classe de pressão
Os ensaios de protótipo para qualificação do projeto podem ser usados para qualificar projetos de classes de pressão igual ou abaixo, onde classe 600 qualifica 150 e 300; classe 800 qualifica apenas classe 800; classe 1 500 qualifica classe 900; classe 2 500 qualifica apenas classe 2 500, respeitando-se as restrições de abrangência quanto às características construtivas e diâmetro nominal. 12
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6.4.4
Quanto ao tipo de extremidade
Os ensaios devem ser executados em protótipos com as extremidades flangeadas e tamponadas por flanges cegos e são considerados extensivos para os outros tipos de extremidades. Para válvulas com extremidade de encaixe, soldar niple com flange ou tampão nas extremidades.
6.5 Ensaios de desempenho das válvulas Devem ser realizados ensaios de desempenho das válvulas através da realização de ciclos de abertura e fechamento no protótipo da válvula na quantidade de ciclos apresentados na Tabela 9. 6.5.1 Os valores estabelecidos para a ciclagem são mínimos, podendo o fabricante efetuar um número maior de ciclos para comprovar uma maior confiabilidade da sua válvula. 6.5.2 Os ciclos de abertura e fechamento devem ser monitorados por sensores de torque, garantindo que os valores fiquem dentro dos valores estabelecidos nesta Norma, sendo que os valores de torque devem ser obtidos utilizando água com inibidor de corrosão como fluido. 6.5.3 A cada intervalo de ciclos definidos na Tabela 9, devem ser efetuados ensaios de vedação das sedes e, quando aplicável, na contra vedação. A monitoração da contra vedação deve ser realizada por meio de tomadas de pressão (pórticos) individuais, previstas exclusivamente nos protótipos. 6.5.4 Para válvulas de retenção, além dos ensaios de vedação da sede, deve ser efetuado, a cada intervalo de ciclos definidos na Tabela 9, um ensaio de fechamento brusco (slam test).
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6.5.5 O ensaio de protótipo em válvulas de retenção deve ser feito em bancada fluxo-dinâmica específica, que permita a execução do ensaio de fechamento brusco (slam test).
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Tabela 9 – Ciclagem para válvulas-esfera, gaveta, globo, borboleta e de retenção
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Mínimo de protótipos
Ciclo mínimo por protótipo
Total de ciclos
Confiabilidade (em 10 anos de vida útil)
15 a 40 500 (½ a 1 ½)
Máximo
(NPS)
Mínimo
Estimativa Ciclagem nos ensaios de protótipo de uso para Diâmetro 20 anos nominal Número de Quantidade de protótipos e DN ciclos número de ciclos
5 000
5
1 000
10 000
98 %
50 a 150 (2 a 6)
100
200
2
500
2 000
98 %
200 a 300 (8 a 12)
50
100
1
250
1 000
98 %
350 a 600 (14 a 24)
50
100
1
250
500
95 %
> 600 (>24)
50
100
1
250
500
95 %
Ensaio de vedação
Desempenho (Assinatura)
Realizar em cada parada da ciclagem seis “assinaturas” em baixa pressão e Ver seis “assinaturas” Tabela 10 em alta pressão. No início e no final da ciclagem, colher seis “assinaturas” também em média pressão
Número de ciclos aplicados com TMO
50
50
30
20
10
Paradas durante ensaios cíclicos: ciclos onde ocorrem os ensaios de vedação e de assinatura são: 0, 200 e no de ciclo final de cada protótipo. As assinaturas realizadas em alta pressão podem ser deduzidas do número de ciclos previstos. Para válvulas de retenção não se aplica o levantamento de assinaturas de torque. Para válvulas-globo, os valores desta Tabela e do primeiro parágrafo acima devem ser reduzidos à metade, e os valores da Tabela 10 devem permanecer inalterados. Para válvulas-esfera e borboleta, os ensaios de torque sob TMO devem ser realizados no início e no final da ciclagem, utilizando dispositivo capaz de prover o travamento ao giro da esfera ou do disco sem danificar as áreas de vedação; este dispositivo deve ser instalado no disco ou através da passagem da válvula, ou seja, atravessando o furo da esfera e proporcionando torque de reação na esfera sem tocar nas sedes, de forma a não comprometer sua funcionalidade. Ao término da ciclagem de cada protótipo, o protótipo deve ser submetido à inspeção, conforme 7.2.11.
O mesmo protótipo pode ser reutilizado, desde que seus componentes não apresentem deformações permanentes (dimensional e visual) e atendam 100 % às condições originais do projeto (estado = novo).
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7 Procedimentos e critérios de aceitação de projeto através de ensaios de protótipo 7.1 Procedimentos de verificação da memória de cálculo As etapas descritas em 7.1.1 a 7.1.3 devem ser executadas antes do início dos ensaios de protótipo. 7.1.1
Verificação das tensões
Verificar se as tensões aplicadas no material do corpo estão abaixo do seu limite admissível e se as deformações resultantes dos esforços estão de acordo com as tolerâncias dimensionais previstas no projeto. 7.1.1.1 As verificações de tensões se aplicam ao conjunto da válvula, incluindo os dispositivos de fixação e uniões das partes do corpo. 7.1.1.2 Devem ser atendidos os critérios de aceitação constantes na ASME B16.34 e padrão construtivo da válvula. 7.1.1.3
Devem ser atendidas as tolerâncias dimensionais de projeto.
7.1.1.4
Deve também ser atendido o prescrito em 6.2.1 e 6.2.3.
7.1.2
Capacidade de alívio interno de cavidade para válvula-esfera
Comprovar a capacidade de aliviar sobrepressão na cavidade do corpo, dentro dos valores previstos no padrão construtivo e de acordo com a forma construtiva da válvula.
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7.1.2.1
Critério de aceitação para válvulas tipo Trunnion
Conforme padrão construtivo aplicável, sendo que as extremidades devem estar a 100 % da pressão máxima de trabalho (PMT). 7.1.2.2
Critério de aceitação para válvulas com esfera flutuante
Utilizar um método de ensaio conforme descrito a seguir, de forma que se comprove que a pressão retida não ultrapasse um diferencial de pressão de 5 % da PMT ou 0,5 MPa (5 bar), o que for maior, mesmo que as extremidades estejam a 100 % da PMT: a)
instalar flange com medidor de pressão (manômetro ou transmissor de pressão) no lado jusante e outro medidor de pressão no lado da alimentação (montante);
b)
com a válvula semiaberta, aplicar pelo lado montante 133 % da PMT;
c)
fechar a válvula com esta pressão, de forma que ela fique retida na cavidade, a montante e jusante;
d)
em seguida, aliviar a pressão lentamente do lado montante e do lado jusante, até que ambas atinjam a pressão de 100 % da PMT;
e)
monitorar a evolução das pressões; se as pressões não se estabilizarem após 10 min, aliviar novamente a pressão para 100 % da PMT em ambas as extremidades;
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f)
após as etapas de a) a e), abrir a válvula e observar se ocorre alteração nos medidores de pressão;
g)
para que a válvula seja aprovada, não pode ser registrada elevação da pressão, além da tolerância previamente especificada, no momento em que a válvula foi aberta, conforme f);
h)
caso a elevação da pressão, no momento da abertura, ultrapasse o especificado, fica evidenciado que a válvula não atende ao requisito do alívio de pressão na cavidade.
7.1.2.3
Critério de aceitação para válvulas pistão duplo efeito (DPE)
Para as válvulas-esfera com duas sedes de pistão duplo efeito (DPE), isto é, que necessitem de uma válvula de alívio externa para aliviar a pressão interna da cavidade, a pressão de abertura dessa válvula de alívio deve ser compatível com seu sistema de interligação para drenagem do fluido (dreno aberto ou para o processo) e com seu aspecto construtivo (por valor absoluto ou por diferencial de pressão). 7.1.3
Torques de acionamento
Verificar se os torques de acionamento estão de acordo com os previstos no padrão construtivo correspondente.
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Critério de aceitação geral: a)
o TRO deve ser menor que 90 % do TNO;
b)
o TMO deve ser de no mínimo 2 vezes o TNO;
c)
o TMA deve ser no mínimo 20 % acima do TMO.
7.2 Procedimento de ensaios de protótipo As condições prescritas em 7.2.1 a 7.2.3 devem ser cumpridas antes do início dos ensaios de protótipo. 7.2.1 7.2.1.1
Análise dos procedimentos de ensaio Verificar a coerência entre o procedimento e os ensaios a serem efetuados.
7.2.1.2 Esta análise utiliza como parâmetros os padrões construtivos, as normas de ensaio e esta Norma. 7.2.2
Análise dos procedimentos de montagem da válvula
Certificar-se de que o procedimento utilizado para a montagem do protótipo seja o mesmo utilizado na linha de produção. 7.2.3
Análise da documentação do projeto
Documentos de engenharia citados em 6.1.2. 7.2.4
Análise do livro de fabricação do protótipo
Comprovar que o protótipo da válvula foi fabricado e montado conforme projeto baseado nas premissas constantes em 6.3.3 e 6.3.4.
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7.2.5
Análise da integridade física do corpo
7.2.5.1 Deve ser verificada a existência de não conformidades no corpo, como trincas e porosidades, detectáveis por vazamentos. 7.2.5.2 O procedimento deve estar de acordo com os respectivos padrões construtivos e de ensaios, acrescido das seguintes recomendações: a)
tamponar as extremidades da válvula com flanges cegos fixados com todos os parafusos, não se admitindo o uso de qualquer outro dispositivo de ensaio para a fixação da válvula;
b)
manter o corpo pressurizado com a pressão definida na norma de ensaio; o tempo de ensaio deve ser o tempo indicado pela norma construtiva correspondente.
7.2.5.3 Como critério de aceitação, a válvula não pode apresentar vazamento em nenhuma das operações citadas em 7.2.5. 7.2.6
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7.2.6.1
Ensaios de vedação Estes ensaios são para:
a)
detectar possíveis vazamentos, de passagem, assim como através dos demais elementos de vedação;
b)
detectar vazamentos nas sedes e contra vedação (quando aplicável) em baixas, médias e altas pressões;
c)
verificar se carregamentos quase estáticos alteram o resultado dos ensaios;
d)
verificar a estabilidade e repetibilidade da estanqueidade ao longo de diferentes carregamentos, tanto no obturador principal da válvula como no sistema de contra vedação, quando aplicável;
e)
identificar e quantificar as taxas de vazamento, de forma diferenciada, para líquido e para gás, para baixa, média e alta pressão.
7.2.6.2 O procedimento de ensaio deve estar de acordo com os respectivos padrões construtivos e de ensaios, acrescido das seguintes recomendações: a)
observar o vazamento diretamente através da remoção do flange ou bujão ou remotamente;
b)
pressurizar a válvula “fechada” com água limpa, sem ou com inibidor de corrosão com viscosidade não superior 2,7 cSt @ 20 °C, injetando fluido de forma controlada, gradativa e crescente, iniciando a pressurização a partir da pressão zero até atingir a pressão de ensaio, segundo a sua norma de fabricação;
c)
realizar ensaios de vedação a baixa, média e alta pressão, nesta ordem, conforme definido a seguir: sedes com vedação resiliente (100 % resiliente ou com inserto resiliente em porta-sede metálico); BP: de 0,517MPa a 0,689 MPa (75 psi a 100 psi); AP: 110 % da PMT;
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MP: raiz quadrada da (baixa pressão x alta pressão), MP = BP × AP , arredondando para o valor inteiro; sedes com vedação metal-metal; BP: 0,413 MPa a 0,689 MPa (60 psi a 100 psi); AP: 110 % da PMT;
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MP: 50 % da PMT; d)
o tempo de ensaio deve ser o tempo indicado pela norma construtiva correspondente, multiplicado por três;
e)
para cada patamar de pressão crescente, a válvula deve ser despressurizada;
f)
em válvulas com vedação resiliente na interface sede-obturador, logo após o ensaio de alta pressão, a válvula deve ser acionada sem pressão e deve ser repetido o ensaio em baixa pressão;
g)
em válvulas bidirecionais, os ensaios de vedação devem ser executados nas duas sedes e na contra vedação, onde aplicável;
h)
o fabricante tem que demonstrar que o método de identificação de vazamentos é capaz de quantificar o eventual vazamento de acordo com a resolução requerida para o critério de aceitação adotado para cada caso;
i)
os ensaios de média e alta pressão devem ser repetidos com o uso do gás nitrogênio ou ar comprimido;
j)
os ensaios com gás em baixa pressão podem ser realizados com ar comprimido seco, isento de óleo e filtrado;
k)
sistema de contra vedação (onde aplicável), as taxas de vazamento do sistema de contra vedação devem ser monitoradas sem influência do engaxetamento;
l)
o dispositivo de medição de vazamento de gás por contagem de bolhas deve ser constituído por um tubo de 6 mm de diâmetro externo por 1 mm de espessura de parede, submerso em água a uma profundidade de 5 mm a 10 mm, de forma perpendicular à superfície da água;
m) a coleta da gota de vazamento deve estar com o nível de altura equivalente à altura da área de vazamento (com diferença máxima da metade da distância do face a face da válvula). 7.2.6.3 Como critério de aceitação, a válvula não pode apresentar vazamento acima do estabelecido na Tabela 10, para os ensaios de vedação com gás e líquido. As taxas de vazamento estão definidas na Tabela 11.
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Tabela 10 – Vazamentos permitidos Tipos de sedes e válvulas Resiliente ou com inserto resiliente
Metal x metal
Número de ciclos (n)
Gaveta Esfera Vedação
Contra vedação a
Globo, retenção
Esfera, borboleta, retenção
0 < n ≤ 50
1/2 x Taxa C
Taxa B
1/2 x Taxa C
1/2 x Taxa C
Taxa A
50 < n ≤ 200
2 x Taxa C
1/2 x Taxa C
Taxa C
2 x Taxa C
Taxa A
200 < n ≤ 500
Taxa D
Taxa C
Taxa C
Taxa D
Taxa A
500 < n ≤ 1 000
2 x Taxa D
2 x Taxa D
Taxa D
2 x Taxa D
Taxa B
1 000 < n ≤ 2 000
4 x Taxa D
4 x Taxa D
Taxa E
4 x Taxa D
2 x Taxa B
2 000 < n ≤ 5 000
Taxa E
Taxa E
Taxa F
Taxa E
Taxa C
Ensaio de temperatura
5 x Taxa D
Taxa C
Taxa C
Taxa D
Taxa A
Quando for realizado ensaio simultâneo em duas sedes, como o duplo bloqueio e dreno (double block and bleed − DBB) em uma válvula-esfera, a taxa de vazamento aceitável deve ser o dobro da indicada nesta Tabela.
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a
Onde existir contra vedação ou sistema metálico de vedação da haste, a taxa de vazamento aceitável, neste sistema de contra vedação, é calculada com base no diâmetro nominal da haste, medido na região do engaxetamento principal.
Tabela 11 – Definição das taxas de vazamento Classificação das taxas (mm3/s)
Taxa A
Taxa B
Taxa C
Taxa D
Taxa E
Taxa F
Em ensaio com N2
SVV
0,3 x DN
3,0 x DN
30 x DN
300 x DN
3 000 x DN
Em ensaio com água
SVV
0,01 x DN
0,03 x DN
0,1 x DN
0,3 x DN
1,0 x DN
Equivalência na ABNT NBR ISO 5208
Taxa A
Taxa B
Taxa C
Taxa D
−
−
Equivalência na BS EN 12266
Rate A
Rate B
Rate C
Rate D
Rate E
Rate F
DN = diâmetro nominal, expresso em milímetros (mm).
7.2.7
Avaliação do desempenho de torque de acionamento (Assinatura)
Sempre que forem realizados ensaios de vedação (7.2.6), necessariamente também devem ser realizados ensaios de desempenho do torque de acionamento (assinatura). A metodologia a ser seguida está descrita no Anexo D. © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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7.2.8
Ensaios cíclicos à temperatura ambiente
O projeto da válvula deve ser ciclado, conforme Tabela 9, realizando-se interrupções da ciclagem quando, em cada protótipo, o número de ciclos atingir os valores listados na Tabela 9. A cada paralisação, devem ser realizados ensaios de vedação e de assinatura de torque. A metodologia a ser seguida está descrita no Anexo E. 7.2.9
Ensaio em temperaturas extremas
Deve ser executado integralmente no primeiro protótipo, após os 200 ciclos do ensaio cíclico à temperatura ambiente, conforme definido na Tabela 9. A metodologia a ser seguida está descrita no Anexo F. Após o ensaio em temperaturas extremas, o ensaio cíclico à temperatura ambiente deve ser retomado. 7.2.10 Capacidade de alívio interno da válvula Quando aplicável, deve ser verificada a capacidade de alívio de sobrepressão na cavidade do corpo, dentro dos valores previstos no padrão construtivo e de acordo com a forma construtiva da válvula. O critério de aceitação deve ser conforme padrão construtivo aplicável, sendo que as extremidades devem estar na pressão máxima de trabalho. 7.2.11 Desmontagem e inspeção
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Após a conclusão de todos os ensaios de validação de protótipo, a válvula deve ser totalmente desmontada somente na presença do responsável pela homologação, realizando-se: a)
documentação fotográfica completa da desmontagem, com fotos de conjunto e de detalhes; todas as áreas de vedação e seus elementos de vedação devem ser 100 % fotografados;
b)
verificação metrológica final (dimensional, rugosidade etc.) dos principais componentes, incluindo todas as regiões de vedação e/ou sujeitas a desgaste;
c)
ensaios não destrutivos aplicáveis, para verificar integridade das superfícies de vedação, quanto aos defeitos citados em 7.2.11.2.
7.2.11.1 Como critério de aceitação, a válvula não pode apresentar sinais de comportamento anormal ou indesejado nos seus componentes internos. 7.2.11.2 São exemplos de falhas de projeto inaceitáveis: a)
marcas de roçadura (galling) entre superfícies metálicas;
b)
dano por extrusão de vedações;
c)
descompressão explosiva de vedações;
d)
desplacamento de revestimentos metálicos (carbureto de tungstênio, níquel químico, cromo duro etc.);
e)
perda da rugosidade original através da corrosão no obturador, nas sedes ou nos alojamentos de vedações;
f)
trincas, cisalhamentos, rupturas, empenamentos, torções e outras deformações plásticas não previstas no projeto.
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7.2.11.3 Exemplos de desgastes ou deteriorações aceitáveis: desgaste ou eliminação do revestimento antiatrito (por exemplo, PTFE) em roscas;
b)
desgaste uniforme nas superfícies de transmissão de potência (roscas), sem impedir a funcionalidade;
c)
desgaste uniforme das vedações dinâmicas;
d)
desgaste uniforme das sedes e/ou obturador.
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a)
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Anexo A (normativo) Requisitos suplementares de projeto para válvulas industriais tipo gaveta
Este Anexo estabelece os requisitos suplementares de projeto para válvulas industriais tipo gaveta em complemento aos requisitos gerais conforme item 5 desta Norma.
A.1
Corpo, tampa, castelo ou tampa-castelo
A.1.1 a)
válvulas flangeadas e para solda de topo, utilizar a ASME B16.10;
b)
para dimensões face a face acima dos diâmetros padronizados pela Tabela 1, é necessário acordo entre comprador e fabricante;
c)
as dimensões face a face de válvulas roscadas e encaixe para solda devem estar de acordo com os padrões do fabricante.
A.1.2
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Para dimensão face a face, utilizar as seguintes normas:
As extremidades devem atender às seguintes normas:
a)
extremidades flangeadas em aço ASME B16.5 para diâmetros até DN 600 (NPS 24), ASME B16.47 série A para diâmetros de DN 650 a 900 (NPS 26 a 36), ASME B16.47 série B para diâmetros de DN 950 a 1 500 (NPS 38 e maiores); para flanges classes 600 e 900 as dimensões dos flanges de DN 950 a 1 500 (NPS 38 e maiores) devem ser iguais às da ASME B16.47 série A;
b)
extremidades roscadas: conforme ASME B1.20.1 NPT;
c)
extremidades para solda de topo: conforme ASME B16.25;
d)
extremidades com encaixe para solda: conforme ASME B16.11.
A.1.3 As válvulas forjadas de DN 15 a 40 (NPS ½ a 1 ½) podem ter o flange de ligação corpo/tampa quadrado, com junta de vedação circular. A.1.4 As guias do corpo e da gaveta devem ser projetadas para minimizar o desgaste da sede de vedação e manter o alinhamento entre a gaveta e a haste, em qualquer orientação em que a válvula for instalada. A folga total entre as guias deve ser no máximo de: a)
válvulas de diâmetros até DN 40 (NPS 1 1/2) − 1 mm;
b)
válvulas de diâmetros de DN 50 a 65 (NPS 2 a 2 1/2) − 2 mm;
c)
válvulas de diâmetros de DN 80 a 200 (NPS 3 a 8) − 4 mm;
d)
válvulas de diâmetros de DN 250 a 400 (NPS 10 a 16) − 6 mm;
e)
válvulas de diâmetros acima de DN 400 (NPS 16) − 8 mm.
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A.1.5 Devem ser previstos ressaltos sem furo no corpo e na tampa (castelo ou tampa-castelo) das válvulas fundidas nas posições A, B, E, F, G e H, conforme Figura 3 da ISO 10434:2004. A.1.6
A junta de vedação da ligação corpo/castelo ou tampa deve ser conforme Tabela A.1 Tabela A.1 – Junta de vedação da ligação corpo com o castelo
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a
Classe
Espiralada a
FJA
Grafite flexível com inserção metálica para juntas não circulares
150
X
−
X
300
X
−
−
600
X
X
−
800
X
−
−
900
X
X
−
1 500
X
X
−
2 500
−
X
−
Quando utilizada junta espiralada, esta deve ser com espirais de aço inoxidável tipo 304 ou 316 (quando o material do corpo da válvula é mais nobre que o aço inoxidável tipo 304) com enchimento de grafite flexível, padrão da ASME B16.20. O rebaixo deve manter a junta confinada e a altura do alojamento da junta deve ser equivalente à espessura do anel centralizador do ASME B16.20, na condição de máximo aperto.
A.1.7 Requer-se o aperto controlado dos flanges do castelo, devendo o fabricante informar os valores dos respectivos torques na documentação do projeto. A.1.8
Acabamento da face dos flanges conforme ASME B16.5 ou ASME B16.47.
A.1.9 Exceto se especificado em contrário, válvulas flangeadas devem ter os flanges integrais ao corpo. Quando forem admitidas construções soldadas, estas somente podem ser utilizadas na válvula forjada com solda com penetração total e inspeção por radiografia total (100 %).
A.2
Sistema de engaxetamento
A.2.1 As gaxetas devem ser de grafite flexível reforçadas com fios de INCONEL® 1, com no mínimo cinco anéis, não sendo preciso o uso de buchas de carbono nas extremidades. A.2.2 a)
Especificação padronizada para as gaxetas:
confeccionadas com anéis pré-moldados ou de material trançado;
1
INCONEL® é o nome comercial do tipo adequado à fabricação de liga metálica de boa resistência à corrosão, tensão de ruptura e estabilidade térmica. Esta informação é dada para facilitar aos usuários na utilização desta Norma e não constitui um endosso por parte da ABNT ao produto citado. Pode ser utilizado produto equivalente, desde que conduza a resultado comprovadamente igual. © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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23
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b)
de grafite flexível expandido, com no mínimo 99 % de pureza, com reforço de fio de INCONEL®, de alta resistência;
c)
de seção quadrada;
d)
isenta de qualquer ligante ou aglomerante ou aditivo.
A.2.3 Os anéis de gaxeta devem ser montados observando-se o material, dimensões e emendas defasadas de 90 °. A.2.4
A.3 A.3.1
A cada dois anéis colocados, deve-se dar um pré-aperto.
Preme-gaxetas ou sobreposta A sobreposta deve ser sempre com parafusos ou estojos, não se aceitando a opção roscada.
A.3.2 O flange do preme-gaxeta e o preme-gaxeta podem ser uma única peça ou duas peças, devendo ser de material não inferior ao do corpo, podendo ser flange e preme-gaxeta unidos por solda, fabricados a partir de uma única peça ou peças independentes, rotuladas para facilitar o aperto uniforme das gaxetas. O diâmetro da parte superior do furo passante deve ser maior, de modo a não permitir que um aperto desigual prenda ou danifique a haste.
A.4
Haste
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A.4.1 Para válvulas forjadas conforme ISO 15761, fundidas conforme a ISO 10434 (até DN600/ NPS 24), e conforme ASME B16.34 (acima de DN600/NP24, o comprimento da haste deve atender aos requisitos da ISO 10343. A.4.2 Para as válvulas fundidas, o material da bucha da haste deve ser em bronze ASTM B584 Gr C86400, no mínimo, quanto à resistência mecânica. Para as válvulas forjadas, adicionalmente, pode ser aceito material da bucha em aço inoxidável 13 % Cr.
A.5
Anel de sede
A.5.1 Os anéis da sede de vedação podem ser roscados ao corpo, selados ao corpo ou depositados diretamente ao corpo. São permitidos anéis da sede de vedação fabricados de material de qualidade não inferior ao do corpo, desde que haja revestimento ou depósito de solda no material especificado para os internos para a superfície de vedação com espessura mínima conforme Norma construtiva. A.5.2 A superfície de vedação deve ser no mínimo retificada (32 RMS), de modo que permita a vedação com desgaste normal da superfície de contato. A.5.3 Para o roscamento dos anéis pode ser utilizado um óleo lubrificante leve, não sendo permitido o uso de compostos selantes.
A.6
Gaveta
A.6.1 A gaveta deve ser do material especificado para os internos (trim), admitindo-se o uso de material de qualidade não inferior ao do corpo, desde que revestido com depósito de solda com a 24
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mesma composição do material especificado para os internos, na superfície de vedação (depósito com espessura mínima conforme Norma construtiva); A.6.2 A superfície de vedação deve ser no mínimo retificada (32 RMS), de modo que permita vedação com desgaste normal das superfícies de contato. A.6.3 A gaveta pode ser tipo cunha inteiriça ou cunha flexível em peça única, não sendo permitida solda de união.
A.7
Bucha de contra vedação
Para válvulas de DN 50 (NPS 2) e maiores, no roscamento da bucha pode ser utilizado um óleo lubrificante leve, não sendo permitido o uso de compostos selantes.
A.8
Volante
A.8.1 Os volantes devem ser raiados, com ressaltos externos para facilitar o encaixe da chave de válvula e devem permitir a utilização de chave confeccionada a partir de barra redonda de 10 mm 3/8” de diâmetro, nas válvulas menores que DN 25 (NPS 1). A.8.2 Desde que não especificado em contrário, o sistema de acionamento das válvulas deve seguir a padronização indicada na Tabela 6.
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A.8.3 Quando a válvula for acionada manualmente por volante, este deve ser dimensionado de tal forma que, estando a válvula submetida à máxima pressão diferencial da classe, atenda aos requisitos estabelecidos da MSS SP-91.
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Anexo B (normativo) Requisitos suplementares de projeto de válvulas industriais tipo retenção
Este Anexo estabelece os requisitos suplementares de projeto para válvulas industriais tipo retenção, em complemento aos requisitos gerais conforme Seção 5.
B.1
Corpo
B.1.1 a)
válvulas flangeadas e para solda de topo, utilizar a ASME B16.10;
b)
válvulas acima de DN 600 (NPS 24), conforme o padrão construtivo;
c)
válvulas tipo wafer, conforme o padrão construtivo.
B.1.2
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Para dimensão face a face, utilizar as seguintes normas:
Quanto ao tipo de extremidades, as válvulas classificam-se em:
a)
extremidades flangeadas conforme ASME B16.5 para diâmetros até DN 600 (NPS 24), ASME B16.47 série A para diâmetros de DN 650 a 900 (NPS 26 a 36), ASME B16.47 série B para diâmetros de DN 950 a 1 500 (NPS 38 e maiores); para flanges classes 600 e 900 as dimensões dos flanges de DN 950 a 1 500 (NPS 38 e maiores) devem ser iguais às da ASME B16.47 série A;
b)
extremidades flangeadas em ferro fundido conforme ASME B16.1;
c)
extremidades roscadas conforme ASME B1.20.1 NPT;
d)
extremidades para solda de topo conforme ASME B16.25;
e)
extremidades com encaixe para solda conforme ASME B16.11.
B.1.3 Devem ser previstos ressaltos no corpo das válvulas, conforme MSS SP-45, exceto para válvulas tipo wafer, que devem atender à API 594. B.1.4 Deve ser instalado olhal de içamento em válvula tipo wafer com peso superior a 20 kg, em um ressalto no corpo da válvula. B.1.5 O bujão de tamponamento do eixo deve ser com rosca paralela e vedada com junta metálica até classe 300. Para classe 600 e acima, o bujão deve ser selado por solda. Para válvula conforme API 594 Tipo A, é aceitável a vedação com bujões roscados. B.1.6
O bujão deve ser maciço e no mesmo grupo de material do corpo.
B.1.7
A região de assentamento das porcas deve atender à MSS SP-9.
B.1.8 Exceto se especificado em contrário, válvulas flangeadas devem ter os flanges integrais ao corpo. Quando forem admitidas construções soldadas, estas somente podem ser utilizadas na válvula forjada com solda com penetração total e inspeção por radiografia total (100 %). 26
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B.2
Tampa
B.2.1
O tipo de ligação corpo/tampa deve ser conforme Tabela B.1. Tabela B.1 – Junta da ligação do corpo com a tampa
a
Classe
Espiralada a
FJA
Junta não metálica plana com fibra de aramida
150
X
−
−
300
X
−
−
600
X
X
−
800
X
−
−
900
X
X
−
1 500
X
X
−
2 500
−
X
−
Quando utilizada junta espiralada, esta deve ser com espirais de aço inoxidável tipo 304 ou 316 (quando o material do corpo da válvula é mais nobre que o aço inoxidável tipo 304), com enchimento de grafite flexível, padrão da ASME B16.20. O rebaixo deve manter a junta confinada e a altura do alojamento da junta deve ser equivalente à espessura do anel centralizador do ASME B16.20, na condição de máximo aperto.
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B.2.2 O fabricante deve informar os valores dos respectivos torques na ligação corpo/tampa nos certificados de conformidade. B.2.3
B.3
O eixo da portinhola não pode ser fixado na tampa.
Anel da sede
B.3.1 Os anéis da sede de vedação podem ser roscados ao corpo, selados ao corpo ou depositados diretamente no corpo. Permitem-se anéis da sede de vedação fabricados de material de qualidade não inferior à do corpo, desde que haja revestimento por depósito de solda no material especificado para os internos, para a superfície de vedação com espessura mínima conforme norma construtiva. B.3.2 A superfície de vedação deve ser no mínimo retificada (32 RMS), de modo que permita a vedação com desgaste normal da superfície de contato. B.3.3 Para o roscamento dos anéis pode ser utilizado um óleo lubrificante leve, não sendo permitido o uso de compostos selantes. B.3.4
B.4
Os anéis devem ter as bordas chanfradas, para evitar que danifiquem a superfície.
Portinhola e demais internos
B.4.1 A portinhola deve ser do material especificado para os internos (Trim), admitindo-se o uso de material de qualidade não inferior à do corpo, desde que revestido com depósito de solda no material especificado para os internos, na superfície de vedação (depósito com espessura mínima conforme norma construtiva). © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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B.4.2 Para os demais componentes internos, eixo da portinhola, parafusos, porcas, arruelas e pinos de travamento, seus materiais devem possuir resistência à corrosão igual ou superior à do material especificado para os internos. B.4.3 O material do braço da portinhola pode ser diferente do material dos internos, porém de qualidade não inferior ao material do corpo. B.4.4
B.5
A superfície de vedação deve ser no mínimo retificada (32 RMS).
Braço da portinhola e eixo
B.5.1 O braço da portinhola e o eixo devem ser projetados e montados no corpo, de modo a permitir o movimento livre da portinhola sem interferências.
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B.5.2
Com a portinhola totalmente aberta, o batente deve ser o braço, conforme Figura B.1.
Figura B.1 – Desenho esquemático do contato braço da portinhola x batente B.5.3 Para válvula de retenção tipo portinhola, conforme BS 1868, a folga dos internos deve ser no máximo 0,3 mm até DN 150 (NPS 6) e 0,5 mm para diâmetros superiores.
B.6
Mola para válvula tipo wafer
A mola deve ser de aço inoxidável e com resistência mecânica adequada.
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Anexo C (normativo) Requisitos suplementares de projeto de válvulas industriais tipo esfera
Este Anexo estabelece os requisitos suplementares de projeto para válvulas industriais tipo esfera em complemento aos requisitos gerais conforme Seção 5.
C.1 C.1.1
Corpo O corpo das válvulas deve ser conforme indicado em C.1.1 a C.1.7.
C.1.1.1 Válvulas até DN 40 (NPS 1 1/2), da classe 800, construídas conforme ISO 17292, devem ser de passagem plena, conforme Tabela C.1.
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Tabela C.1 – Diâmetro interno mínimo de passagem DN (NPS)
Passagem mm
15 (1/2)
12,5
20 (3/4)
17
25 (1)
24
40 (1 1/2)
37
C.1.1.2 Válvulas de DN 50 (NPS 2) e maiores, conforme ISO 14313, devem ter o corpo tipo longo com passagem plena. C.1.1.3
Para curva de pressão x temperatura, da classe 800, consultar a ISO 15761.
C.1.2 Devem ser previstos ressaltos no corpo das válvulas, a fim de permitir a instalação de conexões auxiliares de drenagem ou contorno, de acordo com a MSS SP-45. Para válvulas de esfera flutuante, com DN 50 (NPS 2) e maiores, deve ser previsto ressalto no corpo na posição “G”. Para válvulas de montagem Trunnion, com DN 100 (NPS 4) e maiores, devem ser previstos ressaltos nas posições “A”, “B”, “E”, “F” e “J”. Nos casos em que a geometria do corpo impedir as posições E(A) ou B(F), optar por um dos pares, ou seja, E e B ou A e F (ver Figura C.1).
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(S) (R) N M H (P) L
A (E)
B (F)
C K
NOTA
G
D J
( ) indica lado oposto.
Figura C.1 – Localização de drenos e conexões auxiliares C.1.2.1 No caso de montagem Trunnion, o corpo deve conter obrigatoriamente um furo roscado com bujão para dreno na posição “J”, conforme MSS SP-45. Não é permitida a montagem do bujão utilizando fita ou pasta de politetrafluoretileno (PTFE − Teflon 2) , exceto para válvulas de uso geral. C.1.2.2
O bujão deve ser maciço e no mesmo grupo de material do corpo.
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C.1.3 Os corpos podem ser inteiriços com tampa aparafusada, ou em duas ou três partes aparafusadas. Não é aceitável que os flanges de junção do corpo possuam o plano das faces coincidentes com a linha de centro da haste. C.1.4
As extremidades devem atender às seguintes normas:
a)
extremidades flangeadas conforme ASME B16.5 para diâmetros até DN 600 (NPS 24), ASME B16.47 série A para diâmetros de DN 650 a 900 (NPS 26 a 36), ASME B16.47 série B para diâmetros de DN 950 a 1500 (NPS 38 e maiores); para flanges classes 600 e 900 as dimensões dos flanges de DN 950 a 1500 (NPS 38 e maiores) devem ser iguais às da ASME B16.47 série A;
b)
extremidades para solda de topo conforme ASME B16.25;
c)
extremidades roscadas conforme ASME B1.20.1 (NPT);
d)
extremidades de encaixe para solda para classes 800, conforme ISO 17292; para classes 1 500 e 2 500, conforme ASME B16.34.
C.1.4.1 As válvulas com sede resiliente e extremidades de encaixe para solda devem ser fornecidas com niples de extremidades planas, SCH 160 para os aços-carbono e liga e SCH 80S para os aços inoxidáveis, com extensão de 100 mm, podendo ser integral ao corpo ou tampa (na válvula tripartida) ou soldadas nas duas extremidades. O procedimento de soldagem das soldas de encaixe deve ser com processo TIG, com o mínimo de duas camadas, com perfil côncavo suave. O material do niple deve ser de qualidade compatível com a do material do corpo da válvula. C.1.4.2 Para válvulas ensaiadas a fogo não são aceitas as extremidades roscadas. O acabamento para extremidades flangeadas, do tipo FR e FJA, deve ser conforme ASME B16.5 ou ASME B16.47, para diâmetros padronizados. 30
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C.1.5
A dimensão face a face deve ser conforme ISO 14313 ou ISO 17292.
C.1.6 O tipo de montagem das válvulas de uso geral e ensaiadas a fogo (fire tested type) deve ser conforme Tabela C.2. Tabela C.2 – Tipo de montagem das válvulas Diâmetro
150
300
15 (1/2) a 40 (1 1/2)
−
50 (2) a 100 (4)
Flutuante
150 (6) e acima C.1.7
600
800
900
Flutuante
1 500
2 500
Trunnion Trunnion
Trunnion
A retenção de pressão, para cada tipo de válvula, deve ser conforme C.1.7.1 a C.1.7.4.
C.1.7.1 As válvulas com montagem Trunnion devem ser do tipo efeito de pistão simples (single piston effect), exceto quando especificado em contrário. C.1.7.2 Nas válvulas com montagem Trunnion do tipo pistão duplo efeito (double piston effect), deve ser prevista a instalação de dispositivo de alívio de pressão automático. NOTA 1 O sistema deve ser fornecido com válvula de bloqueio antes do dispositivo de alívio, para permitir acesso para manutenção.
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NOTA 2
Caso necessário, por acordo prévio, pode ser utilizado outro sistema de alívio.
C.1.7.3 As válvulas flutuantes de DN 50 (NPS 2) e superiores, bem como as do tipo Trunnion, devem ser projetadas de forma a aliviar a pressão contida na cavidade do corpo em até 1,33 da pressão máxima da classe da válvula, sem perder suas características de vedação. C.1.7.4 As válvulas não podem ter sentido preferencial de vedação, a não ser que especificado em contrário na requisição de compra.
C.2
Sedes
C.2.1 O material da sede resiliente deve ser adequado para serviço com hidrocarbonetos líquidos ou gasosos, álcool e água produzida com os seguintes contaminantes: CO2, H2S e cloretos, com temperatura de trabalho determinada conforme Tabela 8, e permitir limpeza com vapor até 180 °C. C.2.2
Não são aceitas válvulas com anéis de regulagem para as sedes.
C.2.3 Para válvulas ensaiadas a fogo, os anéis de vedação devem ser de material resiliente e dispor de vedação secundária metálica, conforme padrões construtivos correspondentes.
C.3
Esfera
C.3.1 As esferas, desde que não especificado em contrário, devem possuir passagem plena e cilíndrica. Podem ser dos tipos sólida, com cavidade selada ou com cavidade vazada, conforme Figura C.2.
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SÓLIDA
CAVIDADE VAZADA
CAVIDADE SELADA
Figura C.2 – Tipo de construção de válvula esfera C.3.2
C.4
A esfera deve ser do material especificado para os internos.
Vedação do corpo ou tampa
C.4.1 A vedação do corpo ou da tampa para as válvulas ensaiadas a fogo (fire tested type) deve atender às condições de ensaio da ISO 10497, devendo ser com juntas de vedação do tipo espiralada, em aço inoxidável austenítico, com enchimento de grafite flexível. C.4.2 A vedação do corpo ou da tampa para as válvulas de uso geral pode ser conforme C.4.1 (junta espiralada) ou através de anéis resilientes, atendendo ao padrão construtivo correspondente e, adicionalmente, deve ser provida de uma vedação complementar em um anel de grafite, para evitar o vazamento pelo corpo em caso de falha dos anéis resilientes. Este tipo de vedação pode ser aceito para válvulas ensaiadas a fogo, desde que atendidas as condições de ensaio da ISO 10497.
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C.4.3 O material dos componentes citados em C.4.1 e C.4.2 deve ser adequado para serviço com hidrocarbonetos líquidos ou gasosos e álcool, com temperatura de trabalho conforme Tabela 8, e permitir limpeza com vapor até 180 °C.
C.5
Vedação da haste – Sistema de engaxetamento
C.5.1 A vedação da haste das válvulas ensaiadas a fogo (fire tested type) deve atender às condições de ensaio da ISO 10497, devendo possuir preme-gaxetas e gaxetas em grafite flexível com fios de INCONEL®. C.5.2 Para válvulas ensaiadas a fogo e para uso geral, as gaxetas devem ser de grafite flexível, reforçadas com fios de INCONEL®, com no mínimo três anéis. C.5.3
Especificação padronizada para as gaxetas:
a)
confeccionadas com anéis pré-moldados ou de material trançado;
b)
de grafite flexível expandido, com no mínimo 99 % de pureza, com reforço de fio de INCONEL®, de alta resistência;
c)
de seção quadrada;
d)
isentas de qualquer ligante ou aglomerante ou aditivo;
C.5.4 Os anéis de gaxeta devem ser montados observando-se o material, as dimensões e as emendas defasadas de 90°.
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C.5.5
No mínimo a cada dois anéis colocados, deve-se dar um pré-aperto.
C.5.6 O projeto deve prever a possibilidade de ajuste de aperto das gaxetas sem necessidade de remoção do acionamento, inclusive em válvulas com engrenagens de redução.
C.6 C.6.1
Alavanca Desde que não especificado em contrário, o uso de redutores deve ser conforme Tabela 6.
C.6.2 Quando a válvula for acionada manualmente por alavanca, esta deve ser dimensionada de tal forma que, estando a válvula submetida à máxima pressão diferencial da classe, o esforço despendido pelo homem seja de no máximo 360 N.
C.7
Dispositivo antiestático
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As válvulas-esfera de uso geral e ensaiadas a fogo devem ser providas de dispositivo antiestático em toda a faixa de diâmetro. Esses dispositivos devem possuir certificado de ensaio conforme requerido pelos respectivos padrões construtivos.
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Anexo D (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para obtenção da assinatura de torque de acionamento em válvulas
D.1
Procedimento
D.1.1
Objetivo
Avaliar o desempenho de acionamento, verificando se os torques de acionamento estão de acordo com os previstos em normas e nas especificações de projeto, realizando ensaios funcionais em baixa, média e alta pressões.
D.1.2
Método de obtenção
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D.1.2.1 Para aquisição de dados, deve ser preparado um sistema de registro contínuo das seguintes variáveis ao longo dos acionamentos: a)
pressões da válvula: montante, jusante, corpo e demais pórticos de monitoração de pressão;
b)
torque de acionamento;
c)
deslocamento angular.
D.1.2.2
A monitoração de torque deve ser, preferencialmente, realizada por célula de carga de torque.
D.1.2.3 A monitoração da posição angular pode utilizar um encode, potenciômetro ou outro sensor eletrônico similar. D.1.2.4 A monitoração de pressão das linhas de ensaio deve utilizar transmissores de pressão com precisão melhor que 0,6 % do fundo de escala, o qual deve atingir 150 % da PMT da válvula. Se a precisão for melhor que 0,3 %, toda a faixa de pressões de ensaio (alta e baixa pressões) pode ser monitorada com o mesmo transmissor.
D.1.3
Sequência de operações
D.1.3.1
Fechar a válvula aplicando 100 % do TNO.
D.1.3.2
Pressurizar e manter o montante da válvula com 100 % PMT, ± 2 % com água.
D.1.3.3 Iniciar a abertura da válvula, girando sua haste de forma lenta e gradual, sem golpes ou trancos, registrando o torque real de abertura na quebra de movimento (TRAQ) (break torque). Anotar separadamente este valor. D.1.3.4 Registrar o valor máximo do torque real de abertura com diferencial de pressão (TRAC). Anotar separadamente este valor.
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D.1.3.5 Registrar o valor máximo do torque real de abertura sem diferencial de pressão (TRAS). Garantir que a válvula se mantenha pressurizada, conforme descrito em D.1.3.2. Anotar separadamente este valor. D.1.3.6
Aplicar no fim de curso de abertura o torque definido pelo projeto, por pelo menos 5 s.
D.1.3.7 Gerar e manter um pequeno vazamento na linha de jusante da válvula, através de válvulaagulha específica, de modo que se possa detectar o fechamento da válvula pela observação da queda de pressão na linha de jusante. A pressurização do montante deve ser capaz de compensar este pequeno vazamento. D.1.3.8 Iniciar o fechamento da válvula, girando sua haste de forma lenta e gradual, sem golpes ou trancos, registrando o torque real de fechamento na quebra de movimento (TRFQ) (break torque). Anotar separadamente este valor. D.1.3.9 Registrar o valor máximo do torque real de fechamento sem diferencial de pressão (TRFS). Garantir que a válvula se mantenha pressurizada, conforme descrito em D.1.3.2. Anotar separadamente este valor. D.1.3.10 O fim da comunicação é observado quando a pressão a jusante e a montante não são mais iguais. Esta desigualdade se deve ao fechamento da válvula com sua jusante sob vazamento (gerado pela válvula-agulha). Neste instante, a jusante deve ser total e rapidamente despressurizada. Quando a pressão a jusante for menor que 5 % da PMT (monitoração contínua), registrar o valor máximo do TRFC. Anotar separadamente este valor.
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D.1.3.11 Aplicar no fim de curso de fechamento o torque de 100 % do TNO, por no mínimo 5 s. D.1.3.12 Repetir o ensaio de acionamento (abertura e fechamento), conforme descrito em D.1.3.2 a D.1.3.13, até totalizar seis ensaios com 100 % da PMT. Os valores de curso e torque obtidos correspondem às “assinaturas” da válvula sob AP diferencial. D.1.3.13 Alterar a pressão de ensaio da válvula para 5 % da PMT. D.1.3.14 Repetir o ensaio de acionamento (abertura e fechamento), conforme descrito em D.1.3.2 a D.1.3.13, até totalizar seis ensaios com 5 % da PMT. Os valores de curso e torque obtidos correspondem às “assinaturas” da válvula sob BP diferencial. D.1.3.15 Apresentar as assinaturas da válvula, tanto em AP como em BP, em meio digital ou na forma gráfica. D.1.3.16 Avaliar a evolução dos valores de torque (TRAQ, TRAC, TRAS, TRFQ, TRFS e TRFC) ao longo dos ensaios de protótipo e/ou quando forem executados os ensaios de sobrecarga de torque (TMO e TMA). D.1.3.17 O TRO para cada acionamento é o maior dos valores de torque encontrados durante a assinatura.
D.1.4
Ensaios de sobrecarga de torque
Durante o ensaio de ciclagem, a válvula deve ser submetida ao TNO a cada fim de curso. A válvula também deve ser submetida a ensaios intermediários de vedação e ensaios de sobrecarga de torque, sob TMO. O número de ciclos sob TMO deve ser conforme a coluna "Número de ciclos aplicados com TMO" da Tabela 9, podendo ser de até cinco ciclos de sobrecarga consecutivos, com duração de pelo © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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menos 10 s cada. Ao fim dos ensaios, a válvula também deve demonstrar que é capaz de suportar o TMA, sem danos à válvula.
D.1.5
Critérios de aceitação
D.1.5.1 Para válvulas que podem receber atuadores remotamente operados (hidráulico, elétrico, pneumático etc.), o maior valor de TRO deve ser menor que 90 % do TNO. D.1.5.2 Para válvulas que só se destinam a aplicações não críticas e com atuação direta pela haste da válvula ou por caixa de redução com volante, o maior valor de TRO deve ser menor que 100 % do TNO. D.1.5.3 As válvulas submetidas aos ensaios de sobrecarga de torque não podem apresentar indícios de danos ou queda de desempenho. Esta verificação pode ser constatada através da realização de ensaios de assinatura imediatamente antes e após os ensaios de sobrecarga. Os torques TRAQ, TRAC, TRAS, TRFQ, TRFS, TRFC da válvula devem ser estatisticamente iguais.
D.2
Curva típica de assinatura
A Figura D.1 apresenta uma curva típica de assinatura de abertura e fechamento de válvulas, indicando os pontos notáveis (TRAQ, TRAC, TRAS, TNO, TRFC, TRFS, TRFQ, CRACK-OPEN e PINCH-OFF). ABERTURA am@ + TNO (JTO)
TORQUE
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TRAC
PINCH-OFF
TRAS
CRACK-OPEN
TRFS TRFC
TRAQ TRFQ am@ + TNO (JTC)
CURSO
FECHAMENTO
Figura D.1 – Curva típica de assinatura de válvulas
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Anexo E (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para a realização de ensaios cíclicos em válvulas em temperatura ambiente
E.1
Características do ensaio
Ensaio similar ao ensaio de “assinatura” descrito no Anexo D, mas permitindo uma maior velocidade de acionamento/ciclagem, desde que preservadas as principais características do ensaio: a)
controlar a pressão a montante e mantê-la em 100 % ± 2 % da PMT;
b)
gerar e manter pequeno vazamento a jusante da válvula;
c)
iniciar novo ciclo somente se a pressão a jusante da válvula for menor que 5 % da PMT;
d)
aplicar no fim de curso de abertura o torque definido pelo projeto e aplicar 100 % do TNO no fim de curso de fechamento, ambos por no mínimo 5 s, exceto para válvula-esfera e válvula-borboleta;
e)
registrar os ciclos por sistema digital de aquisição de dados (ou por registrador gráfico durante a transição), com taxa de pelo menos 2 Hz.
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E.2
Objetivo
Verificar se a premissa de projeto apresentada pelo fabricante é compatível com a vida útil projetada, com base no número de ciclos esperados em operação real e no número máximo de ciclos que um protótipo pode ser ciclado.
E.3
Método de execução
Os ensaios cíclicos devem ser executados com a válvula submetida a uma pressão diferencial de 100 % da PMT.
E.3.1
Aquisição de dados
Deve ser adotado o procedimento descrito nesta subseção, exceto onde alterado por E.1 alínea e).
E.3.2
Ensaios cíclicos
E.3.2.1 Realizar o ensaio cíclico conforme descrito neste Anexo, aplicando o número de ciclos constante na Tabela 9, em função do diâmetro nominal e tipo da válvula. E.3.2.2 Nos ciclos destacados na Tabela 9, executar ensaios intermediários de vedação, de desempenho (assinatura) e de sobrecarga (TMO), conforme descrito neste Anexo.
E.3.3
Critério de aceitação
Aplicar os valores indicados nas Tabelas 9 e 10 para determinação do critério de aceitação, em função do diâmetro nominal, do tipo de válvula e da ciclagem. © ABNT 2011 - Todos os direitos reservados
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Anexo F (normativo) Procedimento e critérios de aceitação para a realização de ensaios cíclicos em válvulas em temperaturas extremas
F.1
Características do ensaio
O ensaio é similar ao ensaio cíclico na temperatura ambiente, desde que preservadas as principais características do ensaio: a)
controlar a pressão a montante e mantê-la em 100 % ± 2 % da PMT;
b)
gerar e manter pequeno vazamento a jusante da válvula;
c)
iniciar novo ciclo somente se a pressão a jusante da válvula for menor que 5 % da PMT;
d)
aplicar no fim de curso de abertura o torque definido pelo projeto e aplicar 100 % do TNO no fim de curso de fechamento, ambos por no mínimo 5 s;
e)
registrar os ciclos por sistema digital de aquisição de dados (ou por registrador gráfico durante a transição), com taxa de pelo menos 2 Hz;
f)
o fluido de ensaio pode ser nitrogênio ou água com etilenoglicol.
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F.2
Objetivo
Verificar a funcionalidade da válvula nos extremos de temperatura, para a classe especificada.
F.3
Método de execução
F.3.1 Realizar a ciclagem correspondente a 1 % do número total de ciclos para o projeto, como definido na Tabela 9, ou 20 ciclos, o que for maior, na temperatura máxima (Tmáx) da classe do projeto. F.3.2
Realizar todos os ensaios de vedação e de desempenho na Tmáx.
F.3.3 Executar pelo menos cinco acionamentos sob TMO com a válvula na Tmáx. Repetir os ensaios de assinatura para atestar que não houve variação de desempenho. F.3.4 Realizar a ciclagem correspondente a 1 % do número total de ciclos para o projeto, como definido na Tabela 9, ou 20 ciclos, o que for maior, na temperatura mínima (Tmín) da classe do projeto. F.3.5
Realizar todos os ensaios de vedação e de desempenho na Tmín.
F.3.6 Executar pelo menos cinco acionamentos sob TMO com a válvula na Tmín. Repetir os ensaios de assinatura para atestar que não houve variação de desempenho.
F.4
Critério de aceitação
Aplicar os valores indicados nas Tabelas 9 e 10 para determinação do critério de aceitação, em função do diâmetro nominal, do tipo de válvula e da ciclagem. 38
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