Produtos de controle de fluxo AWWA: padrões para regulação, isolamento e refluxo

Um engenheiro de serviços públicos que escreve um pacote de válvulas para uma nova zona de pressão digita quatro palavras na especificação: "Produtos de controle de fluxo AWWA". Três citações voltam e nenhuma contém a mesma válvula. Um fornecedor oferece uma válvula redutora de pressão operada por piloto, outro, uma válvula borboleta com sede de borracha e atuador elétrico, e outro, uma válvula gaveta com sede resiliente. Num sentido estrito, todas as três citações são defensáveis.

A razão é simples: a AWWA não publica um único padrão de produto chamado controle de fluxo. Publica uma família de normas que dividem a obra por função, abrangendo regulação, isolamento, prevenção de refluxo, atuação e revestimento interno. Corrija a função primeiro e o padrão segue.

Qual padrão AWWA cobre qual produto de controle de fluxo

O resumo abaixo não substitui os padrões em si, mas é a maneira mais rápida de encaminhar uma especificação para o documento certo antes que a primeira cotação seja aberta.

As faixas de tamanho e as classificações mudam entre as edições. Sempre confirme a edição que sua especificação realmente faz referência.

Dentro de uma válvula operada por piloto: de onde realmente vem a precisão

Os compradores tendem a julgar uma válvula de controle pelo seu corpo. Em um projeto operado por piloto, o corpo define a capacidade e o comportamento de cavitação, enquanto o circuito piloto define a precisão. Duas válvulas com corpos idênticos e internos piloto diferentes manterão a pressão a jusante de maneira muito diferente.

• O piloto detecta a pressão a jusante e modula o diafragma ou pistão da válvula principal. Se a torneira de detecção estiver em fluxo turbulento ou em um ponto alto onde o ar se acumula, a válvula reage ao ruído em vez da pressão.
• As torneiras de detecção são normalmente tomadas de dois a cinco diâmetros de tubo a jusante em tubos retos e devem ser isoláveis ​​e laváveis.
• Os controles de velocidade no circuito piloto controlam a rapidez com que a válvula abre e fecha. Feche muito rápido e a onda sobe pela rede principal; feche muito lentamente e a zona se desvia antes que a válvula responda.
• A cavitação, e não a taxa de fluxo, é geralmente a condição limitante. Os fornecedores publicam um índice de cavitação; em muitos projetos, os danos começam quando o índice operacional cai abaixo de aproximadamente 2,5. Se a queda de pressão necessária for muito grande para uma válvula, divida-a em duas.
• A posição de falha é mais importante que o ponto de ajuste. Uma válvula de falha fechada com mola protege a zona a jusante; fail-open protege o fornecimento upstream. Decida qual falha o sistema pode tolerar antes de fazer o pedido.

Comparando produtos de controle de fluxo AWWA lado a lado

Os números ocultos por trás da seleção do controle de fluxo

O preço de compra é geralmente a menor linha no custo de vinte anos de uma válvula de controle de sistema hidráulico. O gráfico abaixo mostra como esse custo realmente se distribui ao longo de uma vida útil típica.

Duas barras explicam por que as válvulas C530 são compradas. O tempo de inatividade não planejado é caro porque as equipes custam o mesmo, quer a válvula funcione ou não. A manutenção é cara porque os elastômeros, pilotos e revestimentos têm vida útil finita; os intervalos de substituição do diafragma e da luva em serviços de água limpa são frequentemente medidos em cinco a sete anos, e consideravelmente menores quando o meio é abrasivo ou quimicamente agressivo.

A pressão também é um fator de custo. Os modelos de vazamento usados ​​pelas concessionárias de água geralmente dimensionam o vazamento com a pressão elevada para uma potência entre aproximadamente 1,1 e 1,5, portanto, um corte moderado na pressão da zona produz um corte desproporcional na água perdida. Uma válvula de controle que mantém o ponto de ajuste firmemente em baixa vazão é, portanto, parte do orçamento de vazamento, e não apenas um componente hidráulico.

Onde os produtos de controle de fluxo AWWA são instalados

A distribuição e a coleta dominam porque cada zona de pressão, estação elevatória e rede de transmissão precisa de válvulas que regulam ou isolam. Dentro de uma estação de tratamento o quadro muda, porque o meio raramente é água limpa. Pasta de cal, cloreto férrico, polímero, lama de alúmen e filtro retrolavam todas as incrustações, cristalizam ou desgastam, e uma válvula de controle operada por piloto que é ideal em uma rede de distribuição pode ser a escolha errada em uma linha de cal.

As válvulas de mangote pneumáticas atendem a essa função porque a única parte molhada é uma luva de borracha. Não há sede, cavidade e bolso para a coleta de cristais, e a luva pode ser substituída sem levantar o corpo para fora da linha. Compradores comparando tabelas de dimensionamento de válvulas de mangote contra as válvulas de controle C530 geralmente escolhem entre precisão e resistência a entupimento, não entre produtos bons e ruins.

Válvulas de manga flexível pneumáticas para linhas automatizadas de lama e lama A luva de borracha é a única parte molhada, permitindo fluxo total resistente a entupimentos e atuação do sistema de controle para lama abrasiva ou tarefas com lodo. Ver Produto →

Para zonas automatizadas, uma unidade operada a ar conecta a válvula ao sistema de controle da planta enquanto mantém o caminho de fluxo completo exigido pelas linhas de lama e lama.

Uma sequência de seleção prática

1. Escreva o dever, não o dispositivo. Indique a função em números: reduza 120 psi para 65 psi em 400 a 2.400 gpm, falha fechada, fechamento hermético.
2. Corrija o envelope antes de comparar produtos: vazão máxima e mínima, faixa de pressão de entrada, perda de carga permitida, precisão necessária, temperatura e meio.
3. Verifique a cavitação no pior caso. As condições médias não danificam as válvulas; a pressão mais baixa a jusante combinada com a pressão mais alta a montante sim.
4. Tamanho na extremidade de baixo fluxo. Uma válvula dimensionada para fluxo de pico irá oscilar à noite. Confirme a taxa de turndown que o piloto pode realmente manter.
5. Confirme a interface: flanges, dimensões entre faces, folga do atuador e orientação da haste.
6. Especifique a documentação: relatórios de testes hidrostáticos e de vazamento na sede, documentação de revestimento, certificados de materiais e detalhes de atuação.

Onde o meio é abrasivo em vez de limpo, a sequência permanece a mesma, mas o tipo de válvula muda. Areia, peneiramento, carepa de laminação e lama mineral cortam válvulas de sede macia rapidamente, portanto, uma guilhotina de porta completa com um revestimento de desgaste substituível é muitas vezes uma melhor resposta de isolamento do que uma válvula de guilhotina de sede resiliente. A mesma lógica é apresentada com mais detalhes neste guia de seleção de válvula guilhotina de lama .

Válvulas de guilhotina revestidas de poliuretano KGV-PU para pasta abrasiva O corpo de poliuretano totalmente revestido e o guilhotina de passagem completa resistem à lama com alto teor de sólidos e alta velocidade, onde as válvulas de sede macia se desgastam rapidamente. Ver Produto →

As séries construídas em torno de um corpo revestido de poliuretano ou reforçado são geralmente reservadas para linhas onde o conteúdo de sólidos e a velocidade são altos.

Manutenção, testes e conformidade

As válvulas falham lenta e silenciosamente. Um ponto de ajuste que varia em dois ou três psi sem qualquer alteração na demanda geralmente indica um piloto com defeito, um diafragma inchado ou uma linha de detecção parcialmente bloqueada, em vez de uma alteração no sistema.

• Exercite cada válvula de isolamento pelo menos uma vez por ano e registre o torque ou giros; uma tendência ascendente prevê uma haste ou assento com defeito.
• Mantenha os conjuntos piloto, diafragmas e mangas em estoque. Eles decidem se um reparo leva duas horas ou duas semanas.
• Registrar mensalmente o ponto de ajuste e a pressão a jusante. A deriva é o sinal de alerta precoce mais barato disponível.
• Guarde os certificados de teste. Relatórios hidrostáticos e de vazamento na sede, além de registros de revestimento interno, são necessários no comissionamento e novamente durante as auditorias.
• Trate o revestimento como um item de manutenção. Flanges cortadas em campo e interiores arranhados precisam de retoques; em água agressiva, uma falha no revestimento torna-se uma falha por corrosão.

Os circuitos de dosagem química merecem atenção especial. As linhas de alimentação de polímero, cal e coagulante são frequentemente melhor servidas por uma bomba peristáltica ou de mangueira do que por qualquer válvula situada no caminho do fluxo, porque a bomba mede a dose e nada obstrui a linha.

Bombas de mangueira de rolo para dosagem de produtos químicos e meios abrasivos A bomba peristáltica de mangueira mede doses de produtos químicos e transfere meios abrasivos ou viscosos apenas com a mangueira em contato com o fluido. Ver Produto →

As bombas peristálticas tipo rolo são um ajuste comum aqui, já que a única peça de desgaste é a própria mangueira e a precisão da dosagem permanece estável à medida que a mangueira envelhece.

Os produtos de controle de fluxo AWWA não são uma categoria de catálogo. Eles são uma resposta orientada por padrões para uma tarefa definida, e a maneira mais rápida de evitar uma compra errada é nomear a função antes de nomear a válvula. A regulação vai para C530, a isolação para C504, C507, C509 ou C515, a prevenção de refluxo para C508, e o atuador e revestimento seguem de C540 e C550.

Uma vez fixado o padrão, as decisões restantes são de engenharia comum: verificação de cavitação no pior caso, dimensionamento na extremidade de baixo fluxo, detecção de linha em tubo reto, posição de falha acordada com as operações e pilotos sobressalentes na prateleira. As concessionárias que funcionam nessa ordem tendem a comprar menos válvulas e substituí-las com menos frequência.