O GNL, ou gás natural liquefeito, não é um material fácil de manusear. Ele permanece líquido a temperaturas de -160 °C. Os materiais tornam-se quebradiços ou não conseguem desempenhar sua função em temperaturas muito baixas. Portanto, todas as peças do sistema, especialmente as válvulas, precisam ser resistentes e confiáveis.
Vamos examinar mais de perto quais soluções de válvulas funcionam para linhas criogênicas de GNL.
Por que os sistemas de GNL exigem válvulas especiais
O GNL é carregado e armazenado em temperaturas muito baixas. Quando uma válvula é usada nessas linhas, ela precisa:
- Operar em temperaturas extremamente baixas
- Não obstruir ou ser danificado durante o serviço
- Vede bem os vazamentos
- Abra e feche livremente quando e como necessário
Se uma válvula não funcionar corretamente, pode ocorrer vazamento de gás, risco à segurança ou acúmulo de pressão. É por isso que a escolha adequada da válvula é tão importante.
Que tipo de válvulas são mais adequadas?
Nem todas as válvulas são adequadas para uso criogênico. Algumas funcionam melhor do que outras em condições frias. Vamos analisar o que realmente funciona.
- Válvulas de esfera criogênicas
Válvulas de esfera são amplamente utilizadas em aplicações de gasodutos de GNL. Uma válvula de esfera criogênica é construída com material especial para suportar baixas temperaturas. As válvulas utilizadas em tais aplicações possuem uma haste mais longa. Isso mantém a alavanca ou engrenagem afastada do fluido frio. Isso evita o acúmulo de gelo e permite que a válvula funcione conforme o esperado.
A esfera dentro da válvula garante um fechamento preciso. Isso reduz a probabilidade de vazamentos. Elas são projetadas para manuseio manual e geralmente são aplicadas em linhas de transferência e tanques de armazenamento.
- Válvulas globo criogênicas
As válvulas globo são adequadas onde é necessário controlar o fluxo. As válvulas globo criogênicas consistem em componentes de alta resistência e tampas longas. A tampa impede que o frio atinja a seção superior da válvula.
São mais lentos para abrir e fechar, mas proporcionam maior controle de fluxo. Geralmente são utilizados em pequenas linhas ou pontos de controle em sistemas de GNL.
- Válvulas de gaveta criogênicas
Válvulas de gaveta são aplicáveis onde se deseja atingir posições totalmente fechadas ou totalmente abertas. Uma válvula de gaveta criogênica possui uma passagem de fluxo direta, o que gera menor perda de carga. Ela também possui um castelo longo para manuseio seguro, como em outras válvulas criogênicas.
Válvulas de gaveta são amplamente utilizadas em plantas de GNL que exigem alta vazão de gás ou líquido.
- Válvulas de retenção
Válvulas de retenção são válvulas de retenção de direção. Elas impedem o fluxo de fluido na direção errada. Para aplicações criogênicas, essas válvulas também devem ser resistentes ao frio. Uma válvula de retenção congelada pode causar problemas gigantescos em tubulações de GNL.
As válvulas de retenção criogênicas devem abrir livremente sob baixa pressão e fechar firmemente quando necessário.
Quais materiais são melhores para usar?
Materiais padrão para válvulas, como aço comum, não suportam o uso criogênico. Existem materiais específicos, como aço inoxidável, Inconel ou bronze, que são utilizados em seu lugar. Eles não se degradam em baixas temperaturas e não se quebram.
As vedações e sedes também precisam ser cuidadosamente selecionadas. Vedações macias encolhem ou racham. Por esse motivo, sedes de metal com metal serão utilizadas com mais frequência para maior confiabilidade e durabilidade.
Linhas criogênicas de GNL exigem mais do que válvulas comuns. Elas exigem soluções de válvulas robustas e resistentes ao frio, como válvulas de esfera criogênicas, válvulas globo, válvulas gaveta e válvulas de retenção. Cada uma é empregada para sua aplicação específica, com base nos requisitos de vazão, pressão e controle. A escolha da válvula apropriada — e do material apropriado — é o que mantém o sistema sem vazamentos, estável e seguro.
