Estudo e proposição de superfícies técnicas de vedações metálicas de válvulas do tipo gaveta para instalações de petróleo e gás

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Teles, Diógenes Barbosa
• Orientador(a): Souza, André João de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Válvula de gaveta; Materiais metálicos
• Palavras-chave em Inglês: Wedge gate valve; Metallic seal; Tribological pair; PTAW; HVOF
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/297988

O setor de petróleo e gás é um dos segmentos que mais empregam válvulas em seu processo produtivo, onde esses dispositivos desempenham papel fundamental na produtividade e segurança das instalações. Um dos tipos de válvulas mais utilizados neste setor é a de gaveta em cunha, no qual o obturador realiza movimento linear de deslizamento em relação aos anéis sedes, para abrir e fechar a válvula. A presente tese aborda estudos relacionados as superfícies de vedações de válvula de gaveta em cunha, padrão construtivo API 602, aplicadas em refinarias, plataformas e gasodutos em instalações de petróleo onshore. Os pares tribológicos avaliados foram formados por aço inoxidável martensítico com 13Cr, variando os processos de endurecimento superficial nas condições: (A) tratado termicamente, (B) revestimento de Stellite 6 depositado por soldagem por plasma com arco transferido (PTAW) (C) Stellite 6 aplicado por meio de aspersão oxicombustível de alta velocidade (HVOF) e (D) revestimento de carbeto de tungstênio-cobalto-cromo (WC-10Co-4Cr) também depositado por HVOF. Assim, foram formados os pares (cunha/sedes): A/B, B/B, C/B e D/B. Os pares A/B e B/B são previstos em normas de válvulas gaveta, porém são escassos na literatura estudos que abordam as interações dessas superfícies quando empregadas em válvulas. Os pares C/B e D/B consistem em inovações do presente estudo, pois estas superfícies ainda não são previstas e aplicadas em válvulas de gaveta em cunha para instalações de petróleo onshore. Inicialmente foram realizados ensaios do tipo pino sobre disco e pino sobre placa plana, em tribômetros, para analisar qualitativamente e quantitativamente o desempenho dos pares tribológicos supracitados. Posteriormente, foram realizados ensaios cíclicos de abertura e fechamento de válvulas, com tomadas de pressão máxima de trabalho, em protótipos de válvulas de gaveta em cunha, diâmetro nominal de passagem 1", classe de pressão CL800, a fim de avaliar o desempenho das superfícies técnicas mencionadas em uma simulação de aplicação real. Com os resultados obtidos, é possível indicar a aplicação de cada par tribológico conforme as necessidades das operações. Além disso, os pares tribológicos propostos mostraram-se potencialmente promissores para aumentar a vida útil do equipamento, reduzir o consumo de materiais e minimizar os níveis de desgaste provocados pelos acionamentos das válvulas.