Causas da falha de sedes e discos de válvulas de vapor: erosão, desgaste por atrito, fissuras e vazamentos.

O vazamento em válvulas de vapor é frequentemente tratado como um problema de manutenção. Em muitos casos, porém, trata-se, na verdade, de um problema de análise de falhas.

Se a mesma válvula apresentar vazamentos após repetidos processos de lapidação, retificação ou substituição de peças, a questão fundamental não é apenas "qual material devemos usar?", mas sim: qual mecanismo de falha está danificando a superfície de vedação?

Este artigo explica os mecanismos de falha comuns em sedes e discos de válvulas de vapor e quais informações ajudam a identificar a causa raiz da erosão, desgaste, fissuras e vazamentos.

Sintomas típicos de falha na sede e no disco da válvula de vapor

As equipes de manutenção geralmente percebem o problema antes de entenderem o mecanismo. Os sintomas comuns incluem:

• A válvula não fecha completamente.

• O vazamento aumenta após um curto período de serviço.

• A superfície de vedação apresenta ranhuras ou ranhuras.

• A face do disco ou da cunha parece arranhada ou rasgada.

• O anel do assento apresenta marcas de erosão localizadas.

• Rachaduras ou descamação na superfície reparada

• A mesma válvula falha novamente antes da próxima parada programada.

Esses sintomas devem ser documentados com fotos antes do reparo. Uma vez que a superfície é lixada ou polida, as evidências da falha original podem desaparecer.

Mecanismo de falha 1: Erosão por vapor

A erosão por vapor ocorre quando o vapor em alta velocidade remove material da superfície de vedação. Pode começar como um pequeno sulco, uma área áspera ou um caminho de fluxo estreito. À medida que o vazamento continua, o fluxo pode aumentar a área danificada.

A erosão é mais provável quando:

• A queda de pressão na válvula é alta.

• A válvula opera parcialmente aberta.

• A velocidade do fluxo local aumenta perto do assento.

• O fluxo é instável ou turbulento.

• A superfície de vedação já apresenta uma pequena via de vazamento.

A erosão por vapor é impulsionada pela energia e velocidade do fluxo, e não por simples efeitos de corrosão.

Mecanismo de falha 2: Gripagem e desgaste adesivo

O desgaste por atrito é uma falha na superfície de contato causada pelo deslizamento metal-metal sob carga, temperatura e pressão.

Em válvulas de vapor, o desgaste por atrito pode aparecer em:

• Áreas de contato disco-assento

• faces de vedação em cunha

• superfícies de vedação do anel de sede

• Zonas de contato do plugue e do assento

O desgaste por atrito é diferente da erosão. A erosão é causada pelo fluxo de água, enquanto o desgaste por atrito é causado pelo contato. Uma válvula com defeito pode apresentar ambos os mecanismos simultaneamente.

Se o engripamento for predominante, é necessário revisar o pareamento dos materiais, o acabamento superficial e a tensão de contato.

Mecanismo de falha 3: Fadiga térmica e fissuração

As válvulas de vapor em usinas de energia sofrem aquecimento e resfriamento repetidos durante a partida, parada e mudanças de carga. Esse ciclo térmico introduz tensão nas superfícies de vedação ou nas camadas de revestimento duro.

Os sinais típicos incluem:

• Fissuras finas nas superfícies de vedação

• Rachaduras ao longo das camadas reparadas

• Descascamento local ou separação superficial

• Rachaduras próximas a zonas afetadas pelo calor

O aparecimento de fissuras pode estar relacionado ao choque térmico, à qualidade do reparo ou à incompatibilidade de materiais, e não apenas à qualidade do material.

Mecanismo de Falha 4: Incompatibilidade de Material, Reparo ou Operação

Uma válvula de vapor com vazamento nem sempre representa um problema grave. Outras causas possíveis incluem:

• Laminação inadequada

• Desalinhamento

• Problemas com o atuador ou com a força de fechamento

• Partículas estranhas presas no assento

• Limitações de projeto da válvula

• Procedimentos de reparo inadequados

• Incompatibilidade no acabamento da superfície

• Práticas operacionais incorretas

A análise de falhas deve sempre começar pela superfície danificada, e não apenas pela seleção do material.

Como decidir se é necessário atualizar o material

A atualização dos materiais torna-se relevante quando ocorrem danos superficiais repetidos sob condições severas de serviço.

As principais questões de avaliação incluem:

• A falha ocorre sempre no mesmo ponto de vedação?

• O vazamento está retornando antes da manutenção programada?

• Há sulcos de erosão visíveis ou marcas de desgaste?

• A peça já foi reparada várias vezes?

• O intervalo entre os reparos está diminuindo com o tempo?

• Vazamentos afetam a eficiência ou a segurança?

• O desempenho atual do material está documentado?

Se houver múltiplas respostas afirmativas, pode valer a pena avaliar um assento ou disco de liga à base de cobalto.

Que informações ajudam a identificar a causa raiz?

Uma análise técnica adequada requer mais do que apenas o nome da peça. Informações úteis incluem:

• Tipo de válvula

• Desenho ou fotos de amostra

• Fotos da superfície antes do reparo

• Temperatura e pressão do vapor

• Condições de queda de pressão

• Ciclo operacional

• Vida útil antes da falha

• Especificação atual do material

• Histórico de reparos

• Histórico de vazamentos

Fotografias nítidas da superfície são especialmente importantes para distinguir os mecanismos de erosão, desgaste e fissuração.

Iniciar uma análise de falha

Se as sedes ou discos das suas válvulas de vapor falharem repetidamente, forneça fotos da superfície danificada, o tipo de válvula, desenhos e as condições de operação para avaliação.

Contate a SYTOP: +86 130 0924 9727 (WhatsApp / WeChat)

E-mail: inquiry@sytop.cn

Perguntas frequentes

O vazamento em válvulas de vapor é sempre causado por falha de material?

Não. Vazamentos também podem resultar da qualidade do lapidação, problemas de alinhamento, ajuste do atuador, partículas estranhas ou limitações de projeto da válvula.

Como diferenciar erosão de desgaste por atrito?

A erosão normalmente segue a direção do fluxo e cria sulcos, enquanto o desgaste por atrito aparece como material rasgado ou transferido nas superfícies de contato.

Todas as válvulas de vapor com vazamento devem ser substituídas por válvulas de liga de cobalto?

Não. A atualização do material só é apropriada quando o desgaste, a erosão, o engripamento ou o dano térmico superficial forem confirmados como o principal mecanismo de falha.

O que deve ser fotografado antes do reparo?

Antes de qualquer retificação ou lapidação, devem ser registradas as superfícies do anel de assentamento, do disco ou da cunha, os caminhos de vazamento, as rachaduras, os sulcos e as marcas de contato irregulares.