Reparo de válvula de compressor Plug-and-Play

A expressão “plug and play” surgiu na indústria da informática. Ela descreve um dispositivo, como uma impressora ou um monitor, que só precisa ser conectado para funcionar perfeitamente. Nenhuma configuração, adaptador ou qualquer outra ação é necessária.

Com o tempo, o significado de "plug and play" se ampliou para descrever uma gama maior de coisas, desde um eletrodoméstico de cozinha que funciona assim que sai da caixa até um novo funcionário que não precisa de treinamento para desempenhar suas funções. O conceito básico é o mesmo: você adiciona ou substitui algo e simplesmente funciona.

Agora, aplique o conceito de "plug and play" à manutenção de equipamentos – especificamente à reforma de válvulas de compressores – e você criará um paradigma totalmente novo e substancialmente melhor para a manutenção rotineira de válvulas. Esse é um dos princípios de design por trás da válvula StraightFlo para compressores de gás alternativos da Zahroof Valves Inc. (ZVI) .

Um design 'disruptivo'

Em 2014, a ZVI lançou comercialmente a válvula de compressor StraightFlo como substituta direta das válvulas OEM tradicionais . Entre os avanços de seu design patenteado está a capacidade de revolucionar a manutenção convencional de válvulas, segundo a empresa. Com um design que inclui elementos de vedação tipo palheta modulares e um caminho de fluxo de gás reto através da válvula, ela foi projetada para eliminar tanto o reparo convencional de válvulas quanto a necessidade de substituição completa do conjunto da válvula.

“Com uma válvula StraightFlo, o desgaste normal fica contido em módulos substituíveis”, disse James Ilaria, CEO da ZVI. “Não há desgaste algum nas carcaças metálicas das válvulas, pois elas nunca entram em contato com peças móveis.”

“Esta é uma abordagem completamente diferente dos projetos de válvulas tradicionais, onde as sedes e proteções metálicas sofrem desgaste devido aos impactos repetidos de alta velocidade dos elementos de vedação durante a abertura e o fechamento das válvulas. Essas válvulas geralmente exigem usinagem em oficinas externas antes de poderem retornar ao serviço. Para algumas válvulas de anel e placa perfiladas, os procedimentos de usinagem são extremamente precisos e só podem ser realizados por fornecedores de serviços certificados com equipamentos de usinagem CNC.”

“Além disso, os assentos e proteções tradicionais só podem ser usinados um número limitado de vezes antes de atingirem a espessura mínima e precisarem ser descartados e substituídos por novos”, disse Ilaria. “Na ZVI, chamamos isso de 'Roda de Hamster de Reparo e Substituição'. Esses custos se acumulam ao longo do tempo e drenam os orçamentos de despesas operacionais.”

“Compare isso com os alojamentos StraightFlo, que normalmente duram toda a vida útil da válvula. Aliás, a ZVI oferece uma garantia de 10 anos para os alojamentos das válvulas.”

Quanto aos módulos em si, cada um é um componente especializado com uma lâmina metálica para controlar o fluxo de gás, disse Ilaria. Os módulos têm tamanho padronizado, de modo que a mesma peça pode ser usada em válvulas de vários tamanhos (válvulas maiores simplesmente têm mais módulos) e em muitos compressores diferentes.

“Para operadores de compressores, especialmente aqueles com frotas de equipamentos grandes e diversificadas, essa versatilidade de peças pode reduzir drasticamente o número de peças em estoque em comparação com o armazenamento de conjuntos completos de válvulas sobressalentes e kits de reparo”, disse Ilaria. “Controladores e profissionais de finanças sabem muito bem como o capital de giro excessivo pode ficar imobilizado em válvulas sobressalentes. Com as válvulas StraightFlo, os operadores estocam apenas módulos sobressalentes.”

Reparo em campo

O design modular das palhetas também permite um procedimento de reparo simplificado que pode ser realizado inteiramente no local do compressor, afirmou a empresa.

“Quando as válvulas StraightFlo precisam de manutenção, um técnico abre a válvula, substitui os módulos desgastados por novos – manualmente e sem ferramentas especiais – e reinstala a válvula sem precisar sair da plataforma do compressor”, disse Ilaria. “A válvula fica completamente restaurada e pronta para operar em cerca de 10 a 15 minutos.”

“Pense em como esse método de reparo de válvulas ‘plug-and-play’ economiza tempo e dinheiro, eliminando a necessidade de conjuntos de válvulas sobressalentes, grandes estoques de peças de reposição, usinagem fora das instalações, testes de pressão, ferramentas especiais e treinamento extensivo de técnicos para dominar o reparo de válvulas.”

Ilaria observou que os módulos de substituição podem ser transportados em um contêiner do tamanho de uma caixa de sapatos para um compressor ou em um pequeno arquivo para várias instalações. Apenas três ou quatro configurações de módulos diferentes são necessárias para atender a uma estação de compressão, refinaria ou plataforma offshore inteira – independentemente do tamanho e da marca do compressor. Os clientes da ZVI afirmam que seus custos de estoque são reduzidos em até 80% em comparação com a manutenção tradicional de válvulas. A logística também é mais simples em comparação com o esforço necessário para manter e distribuir um grande número de peças de reposição.

“A economia de tempo, dinheiro e recursos se multiplica quando esse conceito é aplicado em toda a frota. E para locais de difícil acesso, como estações de compressão de dutos remotas ou compressores em plataformas offshore, a capacidade de reparo em campo do tipo 'plug-and-play' é um diferencial revolucionário.”

Intensidade de metano

Embora seja uma vantagem fundamental, a facilidade de manutenção em campo é apenas uma das exigências impostas às válvulas de compressores atuais, afirmou a empresa.

“Uma válvula que pode ser reparada em campo é ótima. Mas uma válvula que raramente precisa de manutenção é melhor”, disse Ilaria. “O design de fluxo direto tem um desempenho extremamente bom em gases com líquidos e partículas sólidas em suspensão. A válvula de palheta tende a ser autolimpante, pois o fluxo carrega os contaminantes através da válvula. Isso é diferente das válvulas tradicionais, onde o fluxo de gás impacta diretamente os elementos de vedação, muitas vezes levando a falhas na válvula e acúmulo de detritos nas regiões de baixa velocidade das passagens de fluxo.”

“A mesma dinâmica afeta a eficiência das válvulas ”, disse Ilaria. “Em válvulas tradicionais, o gás que flui pelas portas de entrada impacta diretamente placas de polímero acionadas por mola, anéis concêntricos ou válvulas de retenção. O gás é então redirecionado várias vezes antes de sair pelas portas de saída. Esse redirecionamento do fluxo cria um caminho tortuoso para o gás e uma queda de pressão significativa na válvula. Como o nome indica, o gás que flui por uma válvula StraightFlo abre lâminas metálicas e segue sem obstruções, resultando em menor queda de pressão e maior eficiência. Aplicamos esses ganhos de eficiência projetando módulos personalizados para atender aos objetivos de cada cliente. Isso pode significar aproveitar oportunidades para aumentar a vazão ou reduzir a energia necessária para acionar o compressor.”

Regulamentações governamentais, iniciativas corporativas de descarbonização e o crescente escrutínio de investidores, consumidores e ambientalistas também fazem da redução de emissões uma preocupação constante. “Aproximadamente 36% de todas as paradas não programadas de compressores alternativos são devidas a falhas em válvulas”, disse Ilaria. “Cada parada para reparo ou substituição de válvulas exige a purga e o esvaziamento do compressor e da tubulação associada, resultando, às vezes, na liberação ou queima de volumes substanciais de gás. O design StraightFlo torna as válvulas intrinsecamente mais confiáveis do que as válvulas convencionais, aumentando o Tempo Médio Entre Falhas (MTBF) do compressor devido a problemas com válvulas de 2 a 35 vezes e eliminando um número significativo de eventos de liberação de gás .”

Aplicação generalizada

As válvulas StraightFlo da ZVI são amplamente utilizadas por grandes empresas do setor de energia. No segmento de exploração e produção de petróleo e gás, elas são usadas na coleta de gás, elevação a gás e injeção de CO2 para recuperação aprimorada de petróleo, bem como em aplicações de compressão para plataformas offshore. No segmento intermediário, as válvulas StraightFlo são encontradas em plantas de processamento de gás natural, gasodutos e instalações de armazenamento. As aplicações no segmento de refino e distribuição incluem refinarias de petróleo e instalações químicas em aplicações com gases como hidrogênio, nitrogênio, etileno, propano e misturas de butano.

“Com vantagens em termos de facilidade de reparo em campo, além de confiabilidade, eficiência, consumo de energia, redução de emissões e custos reduzidos de reparo e estoque, o valor total do ciclo de vida das válvulas StraightFlo é extremamente atraente para proprietários de compressores alternativos”, disse Ilaria. “Nossos clientes observam períodos de retorno do investimento que variam de duas semanas a três meses, dependendo da aplicação. Com o recente lançamento da nossa válvula StraightFlo SE de menor custo, com carcaças de aço 4140 , os operadores dos setores de exploração e produção de petróleo e gás agora têm todos os incentivos para considerar as válvulas ZVI para toda a sua frota.”