Problemas em válvulas de controle
As válvulas de controle estão presentes em todos os segmentos industriais, atuando como elementos finais de controle de malhas de controle de vazão, pressão, temperatura, densidade, etc.
Compostas por diversos elementos mecânicos, as válvulas de controle podem apresentar alguns problemas que refletem nas variáveis de controle.
A banda morta (deadband) de uma válvula é um dos principais fatores que contribuem para a variabilidade de um processo e, em geral, é decorrente de folgas ou excesso de fricção.
Essa “Pílula, da LTI” mostra uma maneira para identificar folgas em uma válvula.
Folga (Backlash)
Folgas em um conjunto resultam em uma descontinuidade temporária quando há mudança de sentido no acionamento de uma válvula. Considere, por exemplo, uma válvula rotativa que é acionada no sentido de sua abertura. Nos estágios iniciais do acionamento, a folga no conjunto é eliminada, no sentido do curso, e então a válvula passa a ser aberta. Nos próximos estágios do acionamento, com a folga eliminada, a válvula responde “adequadamente”, uma vez que a folga foi eliminada. Ao receber comando para o sentido de fechamento, novamente a folga será eliminada antes que, efetivamente, a válvula se movimente. A Figura 01 mostra a curva característica de uma válvula com backlash. A curva vermelha representa o comando para abertura (MV), enquanto a curva azul representa a resposta, por exemplo, de vazão de um conjunto com válvula operando sem folga; a curva magenta representa a resposta de vazão de um conjunto com válvula operando com folga.
A interpretação do gráfico é simples. Note que no instante t=100s, o controlador muda a referência para as válvulas. A vazão no conjunto que opera sem folgas começa a mudar no instante t=125s (em função do tempo morto do sistema dinâmico), mas, em função da folga, o outro sistema começa a responder somente no instante t=200s. É importante ter clareza que, nesse momento, toda a folga do conjunto foi eliminada, no sentido do acionamento. Note que no instante t=300s, o controlador muda a referência novamente. A vazão nos dois conjuntos começa a mudar no instante t=325s. Como a folga havia sido eliminada, as duas válvulas responderam em mesma fase, mas, obviamente, a amplitude não pode ser recuperada, dado o fato de a válvula que apresenta folga estar, nesse instante, com uma abertura menor do que a válvula que não apresenta folgas.
Elaborado por: Everton Salomé
Referência LTI: PL05-3080-001
