Executar diagnósticos em válvulas de forma correta não é um detalhe – é o que separa uma malha estável de uma operação cara, insegura e sujeita a paradas. Diagnósticos mal conduzidos mascaram problemas de atrito, histerese, dimensionamento do atuador e classe de vazamento (ANSI/FCI 70-2, IEC 60534-4), além de ignorarem sinais de emissões fugitivas (ISO 15848-1, API 622/624/641) e alertas NAMUR NE 107 emitidos pelos posicionadores.
Quando estruturado, o processo permite fazer diagnósticos em válvulas de controle com repetibilidade, comparar tendências a uma linha de base, priorizar intervenções por criticidade e cumprir requisitos de integridade (NR-13) com rastreabilidade.
Neste artigo, você verá o que medir on-line e off-line, como interpretar indicadores do posicionador, quais testes adotar para validar estanqueidade e como transformar esses dados em decisões de manutenção com ROI.
O que significa diagnosticar uma válvula
Diagnosticar é comparar o comportamento real do conjunto (corpo + trim + atuadores + posicionadores + acessórios) com o comportamento esperado para o seu regime de operação. No contexto do controle de processos, isso se traduz em:
- Aderência de posição: a abertura solicitada (setpoint) coincide com a posição medida?
- Atrito/histerese: há “stick-slip”, overshoot, offset ou ganho não linear?
- Tempo de resposta: a válvula acompanha degraus e pequenas variações sem oscilar?
- Estanqueidade: o assento vaza além da classe especificada (ANSI/FCI 70-2 / IEC 60534-4)?
- Emissões fugitivas: o empacotamento atende ISO 15848-1/API quando aplicável?
Esses elementos formam a base de uma assinatura (baseline). Toda análise posterior compara tendências com essa referência.
Normas e referências que orientam o diagnóstico
As normas a seguir formam o arcabouço para planejar, executar e documentar diagnósticos em válvulas. Use-as para escolher o procedimento adequado (on-line ou off-line), estabelecer a linha de base, comparar tendências e gerar evidências auditáveis em FAT/SAT e manutenções periódicas. A aplicação específica varia conforme tipo de válvula, fluido, faixa de pressão/temperatura e criticidade da malha.
- ANSI/FCI 70-2 e IEC 60534-4: método de teste e classes de vazamento do assento (IV, V, VI);
- IEC 60534 (série): fundamentos de dimensionamento (Cv/Kv), ruído e considerações de serviço severo (úteis para interpretar causas de desgaste/cavitação);
- ISO 15848-1 + API 622/624/641: desempenho de emissões fugitivas (Low-E) de gaxetas e válvulas;
- NAMUR NE 107: padroniza categorias de diagnóstico (Falha, Manutenção Necessária, Fora de Especificação, Checagem Funcional) para mensagens de campo;
- NR-13 (Brasil): integridade de equipamentos pressurizados; ampara rotinas de teste/registro;
- IEC 61511 (segurança funcional): base para testes parciais/validação de válvulas ESD (quando aplicável).
Como efetuar diagnósticos em válvulas – abordagem on-line
Diagnóstico on-line mede a válvula em operação, sem desmontar:
1. Coleta de sinais do posicionador
- Registre setpoint (SP), posição (PV), pressão no atuador, contagem de ciclos, tempos de assentamento e alarmes NE 107;
- Ative rotinas de autotune e valve signature (curso completo) nas janelas programadas.
2. Testes de pequeno sinal e degrau
- Aplique variações de 2-5% e monitore ganho efetivo, linearidade e histerese;
- Degraus maiores (p.ex., 10-20%) verificam overshoot/tempo de acomodação.
3. Indicadores de atrito
- Índices como “friction hysteresis” e “dead band” crescentes sugerem desgaste de guias/vedações, ar contaminado ou força insuficiente do atuador.
4. Seat-leakage monitoring
- Em malhas que permitem, execute ensaios rápidos de estanqueidade pela própria instrumentação, validando a aderência à classe FCI/IEC (indicativo; o teste de aceitação é off-line).
5. Correlações de processo
- Relacione desvios de comportamento com eventos (partidas, mudanças de receita, ∆P extremo, vibração). Isso ajuda a separar sintoma de causa-raiz.
Dica: sempre compare os resultados com a baseline pós-comissionamento (assinatura de curso salva após instalação). Mudanças graduais valem mais que leituras isoladas.
Como efetuar diagnósticos em válvulas – abordagem off-line
Diagnóstico off-line testa a válvula fora do processo, em bancada ou com o equipamento isolado:
1. Inspeção visual e dimensional
- Verifique a sede/obturador (pitting, ranhuras), guias, vedantes, molas, gaxeta, eixo/hastes; confira folgas e concentricidade.
2. Teste de estanqueidade de assento
- Execute conforme ANSI/FCI 70-2 ou IEC 60534-4, registrando classe atingida e condições de ensaio (fluido, P/T, método).
3. Teste hidrostático e pneumático
- Confirma a integridade do corpo e dos limites de operação;
- Documente conforme plano de inspeção (NR-13).
4. Calibração e curso
- Ajuste o posicionador, equalize pontos de zero/ganho, verifique lineares (característica quick-open/linear/equal-percentage).
5. Parciais para válvulas de segurança/ESD
- Quando aplicável, partial stroke test sob IEC 61511 para validar capacidade de atuação sem interromper processo.
Checklist prático para fazer diagnósticos em válvulas de controle
- Defina criticidade (segurança, meio ambiente, produção) e frequência de diagnóstico por família de válvulas;
- Garanta qualidade do ar (filtragem/regulação/seca) e confirme força de atuação vs. ∆P (toda a faixa);
- Rode assinatura de curso e pequenos sinais; salve a baseline;
- Analise indicadores: ganho efetivo, histerese, atrito, offset, tempo de assentamento;
- Confirme estanqueidade (on-line indicativa; off-line para aceitação);
- Revise especificação se houver recorrência: classe de vazamento, materiais, trim anti-cavitação, amortecimento, boosters;
- Documente e priorize: converta achados em backlog (NE 107), com prazos e peças.
Sintoma → causa provável → ação recomendada
Use a lista como triagem rápida para diagnósticos em válvulas:
- Oscilação/caça em controle fino → atrito alto, ar úmido, sintonias agressivas → tratar ar, revisar sintonias, checar guias/vedações.
- Tempo de resposta lento → atuador subdimensionado, restrições pneumáticas → rever tamanho do atuador/booster, conferir tubulação de ar.
- Offset persistente → histerese mecânica, folga de acoplamento → reaperto/alinhamento, inspeção de ligação e came.
- Aumento de consumo/instabilidade a jusante → pass-by (assento) → teste FCI/IEC, recondicionamento do trim ou troca de assento (classe superior).
- Elevação de emissões em LDAR → gaxeta/torque inadequados → reaperto controlado, troca por arranjo Low-E (ISO 15848-1/API).
Erros comuns (e como evitá-los)
- Diagnosticar sem baseline: sem referência, tendências passam despercebidas;
- Concluir pela válvula sem checar ∆P e processo: ruído/cavitação/flash podem ser a causa-raiz;
- Ignorar o atuador: força/curso insuficientes mascaram “problemas de válvula”;
- Não registrar condições de teste: dificulta repetibilidade e auditoria (NR-13);
- Confundir teste indicativo com aceitação: para a classe de vazamento, siga FCI/IEC em bancada.
Onde entram reguladores e utilidades
Nem todo problema é de malha complexa. Em redes de utilidades, reguladores sem fonte externa são aliados. Válvulas reguladoras auto operadas estabilizam pressão/temperatura localmente, reduzindo esforços sobre válvulas de controle a jusante e, de quebra, simplificando diagnósticos (menos variáveis). Ainda assim, é recomendável validar estanqueidade e emissões conforme normas aplicáveis e manter registro de inspeções.
Realizar diagnósticos em válvulas com método – combinando normas (ANSI/FCI 70-2, IEC 60534, ISO 15848-1, NE 107, NR-13), baseline de dados e testes on-line/off-line – aumenta estabilidade de malhas, segurança e disponibilidade, além de reduzir OPEX e emissões.
Ao fazer diagnósticos em válvulas de controle com o suporte certo de instrumentação e gestão de ativos, você antecipa falhas e ataca causas-raiz com precisão. Com portfólio de válvulas, reguladores, atuadores, posicionadores e soluções digitais, a SAMSON oferece a base tecnológica e o know-how para transformar diagnóstico em confiabilidade comprovada.