Problemas típicos com a indicação de posição em válvulas de acionamento manual Eduardo de Oliveira 1

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1 Problemas típicos com a indicação de posição em válvulas de acionamento manual Eduardo de Oliveira 1 Assunto O presente artigo tem por objetivo descrever os problemas típicos para proceder à indicação de posição de válvulas de acionamento manual e mostrar uma solução confiável para proceder esta indicação sem a necessidade de alterar as válvulas ou mesmo realizar furações ou soldagens às mesmas, as chamadas soluções próprias. 1. Introdução Soluções próprias para a indicação de posição de válvulas de acionamento manual são comummente utilizadas para determinar as posições aberta ou fechadas em válvulas de acionamento manual, principalmente nos casos das operadas através de volantes. E quais são os principais problemas enfrentados pelos clientes com estes tipos de indicadores de posição de válvulas e quais características deste tipo de produto que os usuários finais na indústria, na verdade, buscam obter? 2. Pesquisa sobre a percepção de qualidade Recentemente, a Netherlocks Safety Systems, uma empresa Holandesa focada no projeto e fabricação de produtos para aumentar a segurança na operação de válvulas na indústria, conduziu uma extensa pesquisa especificamente sobre a utilização de indicadores de posição em válvulas manuais operadas por volante. Esta investigação revelou que a maioria das companhias utiliza soluções próprias para prover a indicação remota do posicionamento destas válvulas e que têm enfrentando sérios problemas devido ao uso deste tipo de solução. Imagem 001 Instalação Industrial 3. Soluções próprias para indicação de posição de válvulas Na indústria de processo, a correta informação do posicionamento da válvula é essencial para evitar lesões aos colaboradores da unidade e danos aos equipamentos. Por esta razão, os indicadores de posição da válvula são utilizados, a fim de comunicar uma posição aberta e fechada de válvulas operadas manualmente para a sala de controle. Em indicadores tradicionais de posição de abertura e fechamento são montados à válvula através de suportes construídos na própria planta (soluções próprias) especificamente para aquela válvula. Um interruptor, sensor de proximidade ou chave fim de curso é utilizado para detectar o ponto inicial de movimento do fuso. Em geral, estes tipos de dispositivos fabricado na própria planta oferecem uma solução de custo inicial baixo. Muitas vezes, eles são criados pelos próprios usuários finais ou pela empresa fornecedora das válvulas, a pedido de seus clientes. 1 Especialista do Produto com formação Engenharia de Automação e Controle Industrial - ASELCO 1

2 3.1 Problemas com soluções feitas em casa para a detecção da posição de válvulas Um dos principais resultados da nossa investigação é que a indústria encontra uma série de problemas com a aplicação de indicadores de posição quando usam soluções próprias. Estrategicamente, os resultados mostraram que interruptores, sensores de proximidade ou chaves fim de curso deslocados (que necessitam de frequente reajustamento) aparecem como a maior desvantagem ao usar esse tipo de solução. Uma vez que a posição correta do interruptor não pode ser garantida, o sinal da mudança de posição da válvula enviado à sala de controle deixa de ser confiável para os operadores. Os resultados da pesquisa mostram claramente que a confiabilidade da maioria dos indicadores de posição da válvula que utilizam esta solução construída nas próprias plantas é considerada muito abaixo do padrão ou mesmo da necessidade. Os seguintes problemas são associados às soluções próprias em ordem de importância: Sensores facilmente deslocados de suas posições originais e que necessitam de frequente reajustamento Baixa precisão na indicação Baixa durabilidade Baixo desempenho em diferentes condições climáticas e ambientais Baixa resistência à vibração Torção nos cabos 4. Características Mais procuradas nos indicadores de posição de válvulas Quando falamos das características consideradas como as mais importantes na indicação da posição de válvulas, os usuários finais considerarão essencialmente que a indicação do sinal seja ele na posição aberta ou fechada seja a de maior importância. Porém com base na pesquisa realizada, outros fatores, como a durabilidade e desempenho em todas as condições ambientais limas também foram consideradas muito importantes. Os fatores mais procurados para indicadores de posição da válvula são, em ordem de importância, são: 1. Precisão de indicação 2. Resistente a condições ambientais adversas 3. Durabilidade 4. Projeto de sensor fechado 5. Resistência à vibração 5. Baixo desempenho em todos os fatores importantes Os resultados da pesquisa mostram claramente que a obtenção de informações confiáveis sobre as posições de abertura e fechamento de válvulas é de primordial importância. Surpreendentemente, a indústria ainda usa as soluções próprias para a indicação da posição da válvula. Mesmo nos caso em que estes tipos de soluções são consideradas de baixa qualidade, nas quais os sensores facilmente se deslocam e possuem a necessidade frequente reajuste para que possam funcionar corretamente. Em geral, os indicadores de posição do tipo solução própria possuem substancialmente um baixo desempenho em todos os fatores indicados na pesquisa como os mais procurados pela indústria e de grande importância. 6. Melhores soluções para a indicação de posição em válvulas A indústria petroquímica é, sem dúvida, mal servida, no que se refere à utilização de produtos de baixa qualidade e desempenho que ainda são usados para a detecção da posição aberta ou fechada em válvulas de acionamento manual. A obtenção de um sinal confiável é de extrema importância para garantir a segurança das operações. Na verdade, a única razão para a aplicação de indicadores de posição da válvula é obter informações precisas sobre a posição das válvulas críticas. Portanto, como uma importante lição aprendida a partir de nossa investigação, as empresas devem optar por soluções melhores, deixando de utilizar soluções do tipo feitas em casa para a indicação de posições de válvulas de acionamento manual com volante principalmente. E quais seriam as alternativas para indicadores de posição do tipo solução própria e qual deveria ser a desempenho das mesmas em termos de qualidade e custo-benefício? Com base nos critérios já descritos pelos usuários finais da indústria de petróleo e gás, o indicador de posição da válvula deve dar informações precisas sobre a posição das válvulas críticas. Ao mesmo tempo, eles devem possuir durabilidade e resistência para atendimento às condições ambientais adversas. Também devem uma concepção de sensor fechado a fim de evitar a influência causada por vibrações e garantir o isolamento de todos os componentes mecânicos e eletrônicos de contato com o ambiente externo. 1 Especialista do Produto com formação Engenharia de Automação e Controle Industrial - ASELCO 2

3 7. Usando atuadores para a indicação de posição de válvulas Nos últimos tempos os atuadores de válvulas tornaram-se uma alternativa de uso frequentemente às soluções próprias para indicação da posição de válvulas. Em muitos casos, isto se deve ao fato de que as empresas desconhecem quaisquer outras soluções confiáveis. Como os atuadores possuem seu projeto baseado principalmente na operação automatizada das válvulas, utilizar-se apenas da funcionalidade de indicação de posições aberta e fechada tornará o atuador uma solução muito sofisticada para uma aplicação onde uma válvula de operação manual através de volante é requerida. Consequentemente, o uso de produtos técnicos abrangentes, tais como os atuadores também implica que mais manutenção é necessária a fim de garantir um alto nível de confiabilidade. 8. Uma solução voltada especificamente para a indicação de posição de válvulas Quando a indicação de posição de válvulas é a única funcionalidade requerida, uma solução mais simples que o uso de um atuador deverá ser a preferida. Esta solução deverá superar as questões tradicionais relacionadas com o uso de soluções próprias, sobretudo as relacionadas com a utilização suportes soldados não confiáveis e outras construções instáveis que levam a indicações de posicionamento falsas. A maioria das empresas que utilizam montagens e soluções próprias nunca conseguiu desenvolver uma montagem que fosse capaz de criar uma solução que fosse forte e robusta para instalação em válvulas operadas manualmente por volante. E também que fosse adequada para a proteção dos sensores. Imagem 002 Produto VPI adicionado às válvulas existentes 9. Usando a mecânica para converter o sinal de posição da válvula em sinal eletrônico A fim de atender aos critérios da indústria para indicadores de posição, a Netherlocks Safety Systems e a ASELCO trazem para o Brasil o VPI, produto que aplica o mesmo contador mecânico de voltas do volante que é utilizado por seus dispositivos de intertravamento mecânico. Este princípio de contador (que também é aplicado a cerca de válvulas instaladas no campo em todo o mundo) é utilizado para converter as posições aberta e fechada de uma válvula de sinais eletrônicos. Integrado e montado em invólucro de aço inoxidável de projeto padronizado e robusto, que garante a precisão dos sinais de posicionamento de válvulas a serem enviados à sala de controle. O sensor está completamente fechado no interior do corpo compacto e sólido do indicador de posição da válvula. De fato, o projeto permite um completo isolamento das partes mecânica e eletrônica do ambiente externo, o que torna o produto quase insensível às condições meteorológicas adversas, e sendo ao mesmo tempo resistente à vibração. Vários tipos de switches ou sensores podem ser utilizados, dependendo das necessidades específicas de cada aplicação e das instalações dos clientes. Além disso, o indicador de posição da válvula (VPI) pode ser equipado até mesmo com conexões sem fio com ao DCS. 10. Produto de qualidade testada e aprovada O indicador de posição de válvulas desenvolvido pela Netherlocks Safety Systems foi extensivamente testado e aprovado para utilização em campo possuindo como principais características a confiabilidade e durabilidade. Milhares de indicadores já estão instalados em plantas de produção de petróleo e gás e também na indústria petroquímica. Permitindo a sua montagem mesmo em válvulas existentes na planta e atualmente em operação o VPI é particularmente valorizado pela sua precisão, enquanto a sua durabilidade e desempenho em todos os climas e condições ambientais também são fortemente apreciados como características valiosas do produto. 1 Especialista do Produto com formação Engenharia de Automação e Controle Industrial - ASELCO 3

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5 11. Características técnicas do VPI O VPI possui as seguintes características que o diferenciam das soluções caseiras e tradicionais para a indicação de posição de válvulas manuais: Grande número de sensores pode ser utilizado para compatibilidade com as instalações e necessidades do cliente; Nenhuma furação ou soldagem na válvula ou atuador é necessária para a instalação; Pode ser montado em válvulas novas ou existentes no campo, mesmo operando sobre pressão; Adequado à montagem em áreas classificadas; Nenhuma manutenção regular é necessária; Fácil ajuste ou reajuste, se necessários, das posições finais de abertura ou fechamento da válvula. Fabricado em aço inoxidável AISI 316 com corpo de cinco milímetros de espessura para montagem em ambientes agressivos. 12. Conclusão Concluindo o VPI é uma solução mecânica que oferece num único produto de alta qualidade, voltada exclusivamente para a indicação das posições aberta e fechada, principalmente em válvulas de acionamento manual operadas por volante. Possuindo todas as características requeridas pelos usuários finais e permitindo sua montagem tanto em válvulas novas como em válvulas existentes e atualmente operando nos processos da indústria sem a necessidade de prover qualquer alteração nas características técnicas da mesma, pois o produto foi concebido no conceito add-on, ou seja, para ser somente adicionado à válvula. Pois na indústria de processos, a consciência do estado da válvula é essencial para evitar lesões e danos aos equipamentos e o VPI envia um sinal remoto confiável sobre a posição de válvulas lineares operadas por volantes para a sala de controle. Imagem 003 Produto VPI adicionado às válvulas com caixa de redução existentes 1 Especialista do Produto com formação Engenharia de Automação e Controle Industrial - ASELCO 5