Válvulas de esfera, válvulas borboleta e válvulas de gaveta em instalações de processamento químico podem se tornar difíceis de operar devido a mídia cristalizada, depósitos sólidos, vedações envelhecidas ou longos períodos sem movimento. Se um atuador elétrico continuar aplicando torque após a válvula ter parado, a haste da válvula, o assento, a caixa de engrenagens e o motor podem ser expostos a carga mecânica excessiva.
A seleção de um atuador de válvula para planta química, portanto, requer mais do que apenas a correspondência do tamanho nominal da válvula. Os engenheiros devem avaliar o torque da válvula, as condições do processo, a frequência de operação e a necessidade de proteção contra torque excessivo.
A mídia química pode ser viscosa, corrosiva, carregada de partículas ou propensa à cristalização. Mudanças de temperatura também podem causar diferentes níveis de expansão no corpo da válvula, na haste e nos materiais de vedação.
As causas comuns de travamento de válvulas incluem:
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Material estranho preso no assento da válvula;
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Depósitos sólidos ou mídia de processo cristalizada;
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Vedações inchadas, envelhecidas ou danificadas;
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Maior torque de partida após longos períodos de inatividade;
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Alterações na pressão diferencial através da válvula.
Essas condições podem aumentar o torque de operação real acima do valor de projeto original. Portanto, selecionar um atuador apenas pelo diâmetro da válvula pode resultar em torque insuficiente ou em um sistema de acionamento desnecessariamente superdimensionado.
Um atuador elétrico com proteção contra torque excessivo pode responder quando o torque de saída atinge um valor crítico pré-definido. Se a válvula travar devido a detritos ou falha mecânica, o mecanismo de proteção interrompe o circuito do motor em vez de permitir que o atuador continue a carregar a válvula.
Essa função ajuda a limitar o estresse prolongado na haste da válvula, no assento e na engrenagem do atuador. Ela não remove a obstrução nem substitui a manutenção preventiva, mas pode impedir que o atuador opere repetidamente contra uma válvula travada.
O limiar de proteção não deve ser definido abaixo do torque necessário para a operação normal da válvula. Uma configuração muito baixa pode causar desarmes indesejados, enquanto uma configuração excessivamente alta pode fornecer proteção mecânica insuficiente.
O torque máximo de operação ou de partida do fabricante da válvula deve ser revisado juntamente com a mídia do processo, a pressão diferencial, a temperatura e o ciclo de operação. A documentação da DCL recomenda uma margem de dimensionamento do atuador de aproximadamente 1,1 a 1,3 vezes o torque de teste da válvula. Esta é uma referência de seleção, em vez de um substituto para um cálculo de torque específico da aplicação.
Nem todo local em uma planta química é classificado como perigoso. Onde gases ou vapores inflamáveis podem estar presentes, os engenheiros devem confirmar a Classe, Divisão, Grupo e código de temperatura necessários.
Os atuadores elétricos à prova de explosão da DCL possuem classificações incluindo Classe I, Divisão 1, Grupos C e D, T5/T6, e Classe I, Zona 1, AEx db IIC T5/T6 Gb. A série possui uma classificação de invólucro IP68 e uma faixa de temperatura ambiente declarada de -25°C a +55°C.
Para sistemas de utilidades externas localizados em áreas confirmadas não perigosas, um atuador elétrico à prova de intempéries pode ser apropriado. A linha à prova de intempéries da DCL é classificada como IP67 como padrão, com IP68 disponível como opção. Uma classificação de proteção contra ingresso não substitui a certificação para locais perigosos.
Válvulas de isolamento geralmente requerem operação liga-desliga. Válvulas usadas para regular fluxo, pressão ou temperatura podem exigir um atuador modulante com controle de posição analógico.
As configurações modulantes da DCL aceitam sinais de entrada de 4–20 mA, 1–5 VDC ou 2–10 VDC e fornecem feedback de posição de 4–20 mA. Comunicação Modbus, proteção contra torque excessivo e aquecedores anticondensação estão disponíveis em configurações selecionadas e devem ser especificados durante a seleção do modelo.
A linha à prova de explosão da DCL fornece torque de saída padrão de 50 a 3000 Nm para válvulas de quarto de volta em locais perigosos. A linha à prova de intempéries cobre torque de saída padrão de 16 a 3000 Nm para tubulações externas e sistemas de processo auxiliares em áreas não perigosas.
Um processo de seleção prático deve confirmar a classificação da área, o torque máximo da válvula, a margem de dimensionamento, o tempo de operação, a fonte de alimentação, o sinal de controle e as funções de proteção opcionais. A proteção contra torque excessivo é mais eficaz quando combinada com o dimensionamento correto do atuador, manutenção adequada da válvula e uma resposta definida para desarmes de torque.