A cavitação é um fenômeno hidráulico que preocupa, e muito, os responsáveis pelos processos industriais, e acontece em um momento específico, mas não raro: quando a pressão do fluido é reduzida abaixo da pressão de vapor.
Nessas horas, surge a dúvida: em quais pontos do sistema industrial é mais suscetível ocorrer?
A resposta, por sua vez, já não agrada: pás de turbinas, bombas de água, bomba de óleo, propulsores navais e em outros componentes que são essenciais para uma operação de responsabilidade, como é o caso da válvula de controle.
No entanto, nem todas as indústrias possuem bombas, propulsores e turbinas em seus processos. Mas, a válvula de controle… Sim, essas estão presentes nos mais diversificados processos, independente do segmento em que a indústria pertence.
E com isso, observa-se um problema comum às indústrias e que deve ser claramente mitigado. Mas, como fazê-lo? E como identificar algo que parece tão específico em válvulas de controle?
Leia este texto e tenha dúvidas a respeito do assunto sanadas!
Entenda um pouco sobre a cavitação em válvulas de controle
Assim que a pressão do fluido cai abaixo da sua pressão de vapor, mas no contexto da válvula de controle, parte do líquido vaporiza temporariamente.
Essa vaporização cria pequenas bolhas, que podem ser consideradas inofensivas, mas este pensamento dura até momentos depois, em que a pressão volta a aumentar e as bolhas implodem.
Milhões dessas microimplosões, liberando grande quantidade de energia em um espaço pequeno, afetam continuamente a integridade da superfície metálica da válvula. E acredite: este é um dos mais conhecidos causadores de desgaste acelerado nestes dispositivos.
Como identificar que uma válvula está sofrendo cavitação?
Os efeitos da cavitação são totalmente indesejáveis. No entanto, como bons observadores, podemos utilizar os próprios efeitos para identificar se estamos lidando com este problema.
Veja, um dos efeitos da cavitação, é:
- Erosão do obturador e da sede (pequenas crateras, desgaste irregular, superfície áspera);
- Redução da vida útil da válvula;
- Vibrações excessivas, que podem ser percebidas na tubulação ou no atuador da válvula;
- Ruídos, como de pedras ou cascalhos circulando dentro da tubulação;
- Perda da capacidade de controle do processo;
- Falhas prematuras do equipamento.
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Como evitar a cavitação em válvulas de controle?
Vamos lá: é importante deixar claro que nem toda válvula de controle está sujeita ao problema, mas vale atenção os seguintes fatores que favorecem a cavitação:
- Queda de pressão brusca: diferença de pressão entre a entrada e saída da válvula, a qual aumenta a velocidade do fluido e aumentam as chances da pressão local ser reduzida e menor do que a pressão de vapor;
- Temperatura elevada do líquido: se a temperatura aumenta, a pressão associada também aumenta. Com isso: formação das bolhas;
- Tipo de fluido: hidrocarbonetos leves, água quente, condensado e outros fluidos de maior volatilidade são mais propensos ao fenômeno.
Com tantos fatores relacionados, o que fazer para EVITAR este fenômeno?
Pois bem, vejamos com um olhar prático o que pode influenciar nos valores de pressão e temperatura de trabalho indesejados:
- Dimensionamento da válvula
Sim, os projetistas de válvulas devem considerar a possibilidade de ocorrer cavitação nesses dispositivos e evitar que aconteça é um critério de qualidade a ser cumprido.
Assim, você deve se preocupar em apenas selecionar a válvula corretamente. Neste caso, não considere apenas a vazão nominal, mas também:
- Condições extremas de operação;
- Pressão de entrada;
- Pressão de saída
- Temperatura;
- Propriedades do fluido.
Além disso, há válvulas com interno anticavitação, para dividir a queda de pressão em diversos pequenos estágios e evitar que a pressão local atinja valores inferiores à pressão de vapor.
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- Redução gradativa de pressão
Distribuir a perda de carga ao longo do sistema pode ser uma opção. Ou seja, ao invés de concentrar a redução de pressão em uma única válvula, faça isso gradativamente em diferentes válvulas ou utilize placas de orifício, a depender da aplicação.
- Redução da temperatura da fluido
Reduzir a temperatura do fluido impacta diretamente na redução da formação de bolhas.
- Monitoramento operacional
Sensores instalados no processo podem ser peças fundamentais no monitoramento de vibrações e ruídos, o que é interessante para auxiliar na identificação da cavitação até mesmo antes que ela inicie.
Considerações finais
Muitas causas são identificadas pelo efeito sonoro, mas nota-se que outras diversas requerem inspeção visual, como é o caso dos possíveis desgastes que possam aparecer.
Por isso, é de suma importância declarar que as manutenções preventivas são pontos chave para identificar se o seu sistema sofre com a cavitação.
Outro ponto é a importância do monitoramento para identificar ruídos e vibrações irregulares.
Por fim, não deixe de manipular as variáveis do processo. Há artifícios que podem ser utilizados para reduzir a pressão e temperatura do fluido, dificultando a ocorrência de cavitação em válvulas de controle.
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FAQ – Cavitação em válvulas de controle
1. O que é cavitação em válvulas de controle?
A cavitação é um fenômeno que ocorre quando a pressão do fluido cai abaixo da pressão de vapor, formando bolhas que implodem ao longo do processo, causando desgaste nos componentes da válvula.
2. Quais são os principais sinais de cavitação?
Ruídos semelhantes ao impacto de pedras, vibrações excessivas, erosão dos componentes internos, perda de desempenho da válvula e redução da sua vida útil são os indícios mais comuns.
3. Como evitar a cavitação em válvulas de controle?
O problema pode ser minimizado com o correto dimensionamento da válvula, controle da queda de pressão, redução da temperatura do fluido quando possível e monitoramento contínuo das condições de operação.
4. Quais aplicações estão mais sujeitas à cavitação?
Bombas, válvulas de controle, turbinas e outros equipamentos que operam com grandes variações de pressão e fluidos em condições críticas apresentam maior suscetibilidade ao fenômeno.
