Os posicionadores em indústrias de óleo e gás são dispositivos-chave para transformar o sinal de comando (4-20 mA/fieldbus) em posição precisa do obturador, estabilizando malhas críticas em separadores, fornos, compressores e utilidades. Em ambientes severos, eles precisam conciliar desempenho dinâmico, diagnóstico, robustez e conformidade (Ex, IP, temperaturas extremas).
Neste guia, abordamos seleção, protocolos, diagnósticos (NAMUR NE 107), requisitos de instalação e como integrá-los a válvulas/atuadores, com checklist final para especificação.
Por que usar posicionadores em indústrias de óleo e gás?
- Estabilidade e qualidade: controlam histerese/atrito, compensam variações de ∆P e reduzem “caça”/overshoot;
- Resposta rápida e repetibilidade: ganho/tempo otimizados por autotune; menor variabilidade de processo;
- Economia de ar/energia: algoritmos de controle e boosters bem dimensionados evitam consumo excessivo;
- Diagnóstico e preditiva: tendência de atrito, tempo de assentamento, contagem de ciclos e alarmes padronizados (NE 107) antecipam falhas;
- Comissionamento e manutenção: parametrização guiada, curvas de curso e relatórios aceleram FAT/SAT e auditorias.
Quando a aplicação exige controle modulante, priorize o conjunto válvula + atuador + posicionador e evite operar válvulas de isolamento em estrangulamento contínuo.
Requisitos típicos de óleo & gás
- Classificação Ex (ATEX/IECEx): Ex ia/ib (intrinsecamente seguro), Ex d (à prova de explosão) ou Ex n/Ex t conforme zona e poeira/gás;
- Grau de proteção: IP66/67 ou superior; vedação contra névoa salina e condensado;
- Faixa térmica: -40 °C a +85 °C (verificar limites de display/eletrônica);
- Vibração/choque: suportes/montagens reforçadas; filtros de ruído nos sinais;
- Materiais: invólucros metálicos, parafusos inox; pintura offshore;
- Qualidade do ar: secagem/filtragem para evitar “stiction” e falsos diagnósticos.
Protocolos e integração
- 4-20 mA + HART®: padrão amplamente compatível; diagnóstico e parametrização via comunicação sobre a corrente;
- Foundation Fieldbus / Profibus PA: integração digital, blocos funcionais, calibração e diagnósticos nativos;
- PROFINET APL: Ethernet de par único (10BASE-T1L) para instrumentação de processo; alimentação e dados no mesmo par, até ~1000 m; suporte a áreas classificadas/Ex e diagnóstico em tempo real;
- IO-Link/Modbus (gargalos locais): em utilidades/ilhas específicas;
- SIS/ESD (quando aplicável): se o posicionador fizer parte de SIF (IEC 61511), avaliar requisitos de SIL, partial stroke test (PST) e modo à prova de falha.
Para conferir opções e acessórios, veja o portfólio de posicionadores da SAMSON.
Integração com válvulas e atuadores
O desempenho real da malha nasce do conjunto. Em válvulas globo/rotativas, dimensione força/torque do atuador para o pior caso de ∆P, inclua boosters quando necessário e minimize restrições pneumáticas.
- Válvulas: escolha arquiteturas (globo, plug rotativo, borboleta, esfera segmentada) e trims de acordo com regime e severidade. Explore o portfólio de válvulas de controle;
- Atuação: pistão/diafragma para linear; ¼ de volta para rotativas; opções elétricas quando não há ar disponível. Consulte atuadores;
- Reguladores locais: em utilidades (vapor, gás combustível, ar), válvulas reguladoras auto operadas estabilizam condições a montante/jusante e reduzem o esforço da malha automatizada.
Diagnóstico na prática (NE 107)
Posicionadores digitais oferecem dados para preditiva e auditorias:
- Assinatura de curso: curva Posição × Tempo e Pressão × Posição. Mudanças de inclinação indicam aumento de atrito, folga ou desalinhamento;
- Indicadores de saúde: atrito, histerese, ganho em malha, travel deviation e tempo de assentamento;
- Contagem de ciclos/tempo em serviço: prioriza inspeções por severidade real;
- Alertas NE 107: “Fora de especificação”, “Manutenção necessária”, “Falha” e “Checagem funcional”. Usar a taxonomia padroniza respostas e integra com CMMS;
- Testes dirigidos: bump tests (degraus), pequenos sinais (2-5%), verificação de deadband e travel limit.
Quando testar fora de linha
- Classe de vazamento do assento: ANSI/FCI 70-2 / IEC 60534-4 em bancada, antes/depois de intervenção;
- Emissões fugitivas: packing Low-E conforme ISO 15848-1 (ou API 622/624/641 conforme o caso);
- Integridade do corpo: API 598/ISO 5208 (hidrostático/pneumático).
Os relatórios suportam FAT/SAT e inspeções periódicas, reduzindo risco regulatório e de processo.
Aplicações típicas de posicionadores em indústrias de óleo e gás
- Controle de combustão (fornos/queimadores): resposta rápida, ganho estável e ruído reduzido evitam instabilidades;
- Antissurge em compressores: alta dinâmica, repetibilidade e boosters adequados para tempos de ciclo curtos;
- Separadores e tratamento: controle de nível/pressão com deadband reduzido e detecção precoce de atrito;
- Tratamento de gás combustível e utilidades: integração com reguladores locais para estabilidade e eficiência energética;
- Offshore: posicionadores Ex com IP elevado, aquecimento/condensação controlados e montagem antivibração.
Checklist de especificação para posicionadores em indústrias de óleo e gás
- Ambiente: zona Ex, IP, corrosão, temperatura, vibração;
- Válvula/atuador: tipo (linear/rotativa), curso/ângulo, força/torque, fail-safe;
- Desempenho: tempo de ciclo, precisão, deadband, repetibilidade;
- Pneumática: pressão/qualidade do ar, tubulação, boosters, volume tanks;
- Protocolo: 4-20 mA + HART ou fieldbus; integração com SDCD/PLC/CMMS;
- Diagnóstico: assinatura de curso, NE 107, relatórios e acesso remoto;
- Conformidade: FCI/IEC (assento), ISO 15848-1 (emissões), API 598/ISO 5208 (testes), requisitos SIL/PST quando aplicável;
- Documentação: lista de parâmetros, as built, relatórios FAT/SAT e plano de manutenção.
Boas práticas de instalação e operação de posicionadores em indústrias de óleo e gás
- Tubulação curta e livre entre posicionador e atuador; válvulas de bloqueio/filtros bem dimensionados;
- Aterramento/supressão para ambientes com descargas e ruído eletromagnético;
- Proteção contra condensado: drenos, sunshields e respiradores dessecantes;
- Baseline pós-comissionamento: capture assinatura de curso inicial e metas de tempo de resposta;
- Integração com CMMS: alarmes NE 107 → ordem de serviço automática; tendências → planejamento de parada.
Como a SAMSON apoia o ciclo de vida
Os posicionadores em indústrias de óleo e gás elevam estabilidade, velocidade de resposta e disponibilidade das malhas, além de trazer diagnóstico e rastreabilidade indispensáveis ao ambiente regulado e severo do setor.
Ao selecionar considerando ambiente Ex, protocolo, desempenho, pneumática e conformidade – e ao integrar corretamente com válvula/atuador e práticas de manutenção – você reduz variabilidade, antecipa falhas e dá previsibilidade à operação.
A SAMSON combina engenharia de aplicação, portfólio de válvulas/atuadores, posicionadores digitais com diagnóstico e serviços de campo para todo o ciclo de vida. A abordagem inclui dimensionamento conforme IEC 60534, orientação de ensaios (FCI/IEC, ISO 15848-1, API 598), comissionamento e suporte a rotinas de preditiva com NE 107 – da seleção ao troubleshooting em campo.
Para acelerar essa jornada com engenharia aplicada e dispositivos preparados para diagnóstico, conte com a experiência de campo e o ecossistema da SAMSON.