VALVULAS

Definições: são equipamentos ou dispositivos destinados a estabelecer,

controlar e interromper o fluxo em uma tubulação.

Controlar: regular a passagem do fluxo;

Estabelecer: abrir a passagem do fluxo;

Reter: fechar a passagem do fluxo.

Observações:

São os acessórios mais importantes existentes nas tubulações e que por

isso devem merecer o maior cuidado na sua especificação, escolha e

localização;

As válvulas são, entretanto peças indispensáveis, sem as quais as

tubulações seriam inteiramente inúteis, ou seja, são os acessórios mais

importantes na tubulação;

Em qualquer instalação deve haver sempre o menor numero possível de

válvulas, compatível com o funcionamento da mesma, porque as válvulas

são peças caras, onde sempre há possibilidade de vazamentos (em juntas,

gaxetas etc.) e que produzem perdas de carga às vezes de grande valor;

As válvulas representam em media, cerca de 8 a 10% do custo total de uma

instalação de processamento;

A localização das válvulas deve ser estudada com cuidado, para que a

manobra e a manutenção das mesmas seja fácil, e para que as válvulas

possam ser realmente úteis;

O miolo da válvula é substituível, mas se fura a carcaça é inutilizada;

Nas linhas de vapor a jusante é a maquina, aparelho ou equipamento. A

montante é a caldeira, as temperaturas mais altas estão na caldeira.

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CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS:

1) VALVULAS DE BLOQUEIO:

Estabelece e retem o fluxo

A) GAVETA;

B) ESFEREA;

C) MACHO;

D) FECHO RAPIDO;

E) GUILHOTINA.

2) VÁLVULAS DE REGULAGEM

a) globo:

a1) reta: entra por baixo e sai por cima;

a2) angular: entra por baixo e sai lateralmente; mudança de direção

a3) biangular: entra por baixo e sai nas duas laterais. Do fluxo aumento

de perda de carga

b) Borboleta;

c) Agulha;

d) Controle;

e) Diafragma.

3) VÁLVULAS DE RETENÇÃO:

Trabalham em um só sentido

3.1) Portinhola (Única e bi-partida);

3.2) Levantamento (fica no meio de uma linha);

3.3) Pe sucção com crivo (fica no inicio de sucção de uma bomba não afogada)

4) VALVULAS ESPECIAIS

a) Valvulas que controlam a pressão do montante

a1) Válvulas de segurança: ela abri automaticamente quando a pressão

ultrapassar determinado valor para qual a válvula foi ajustada e fechando

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também automaticamente quando a pressão cair abaixo da pressão de

abertura.

A2) válvula de alivio: ela trabalho semelhante a de segurança, a diferença é

que este é para fluidos incompreensíveis (liquido).

b) Válvulas que controlam a pressão da jusante (baixa pressão)

b1) Válvula reguladora: estabelece a pressão quando esta é variável;

b2) válvula redutora: ela rebaixa a pressão.

GAVETA

- tem castelo alto;

- devera ser utilizada apenas como válvula de bloqueio;

- baixa perda de carga;

- se eu necessitar uma válvula de regulagem com d > 10”, eu não tenho no

mercado, então utilizo a válvula gaveta que ira trabalhar parcialmente aberta,

aumentando a perda de carga e consequentemente a velocidade do fluido. Se

escolhe uma válvula gaveta com o diâmetro nominal menor que o da tubulação

para aumentar a perda de carga, esta perda de carga alta permite uma boa

regulagem do fluxo;

- Este aumento de velocidade do fluxo causar um aumento de erosão e se o

fluido for corrosivo o desgaste é maior, alem desta erosão, poderá ocasionar

vibrações danificantes para a válvula como também para os equipamentos.

- DN x P de trabalho

> 2000 é possível que precise de uma caixa de engrenagem;

> 3000 a válvula precisara;

> 10000 devera ter by-pass, permite que a pressão nos dois lados do

obturador sejam iguais, diminuindo assim os esforços transmitidos do volante

para a haste da válvula.

- podem ser usados para óleos, água e gases não muito viscosos e que não

tenham alto teor de sólidos.

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GLOBO

- perda de carga alta permitindo boa regulagem do fluxo;

- são fabricadas até 8”, acima transmitem esforços elevados para haste;

- vedam bem;

- água, vapor, óleo, gases, líquidos não muito corrosivos.

BORBOLETA

- tubulações de grande diâmetro, maior ou igual a 20”, baixa pressão, onde não

se exija vedação perfeita, e são colocadas entre 2 flanges.

DIAFRAGMA

- diâmetro ≤ 6”

- para fluidos tóxicos, corrosivos, inflamáveis ou perigosos

- não tem gaxeta

GUILHOTINA OU COMPORTA

- água, ar e gases;

- baixa viscosidade;

- não são de fechamento estanque

VALVULAS DE RETENÇÃO

- Permite a passagem do fluido em um sentido apenas, fechando-se

automaticamente por diferença de pressões, exercidas pelo fluido em

conseqüência do próprio escoamento, se houver tendência à inversão no

sentido do fluxo são, portanto válvulas de operação automática. Provoca uma

perda de carga muito elevada, só devem ser usadas quando forem de fato

imprescindíveis. Ex:

1) linha de recalque de bombas

Quando se tiver mais de uma bomba em paralelo descarregando no mesmo

tronco. As válvulas de retenção servirão nesse caso para evitar a possibilidade

da ação de uma bomba que estiver operando sobre outras bombas que

estiverem paradas.

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2) Linha de recalque de uma bomba para um reservatório elevado. A válvula

de retenção evitará o retorno do liquido no caso de ocorrer uma paralisação

súbita do funcionamento da bomba. Elas deve ser instaladas em linhas

verticais com fluxo ascendente, de tal maneira que a ação da gravidade tenda

a fechar a válvula. Com exceção da válvula de retenção tipo portinhola dupla

com mola e outro modelos.

VALVULA DE RETENÇÃO DE LEVANTAMENTO

- causa perda de carga bastante elevada, não sendo fabricadas para diâmetros

acima de 6”, são utilizadas para gases ou vapores, não devem ser utilizadas

para fluidos que deixem sedimentos ou depósitos.

VALVULA DE RETENÇÃO DE PORTINHOLA

- é o tipo mais usual de válvulas de retenção; o fechamento é feito por uma

portinhola articulada que se assenta no orifício da válvula. Existe modelos para

trabalhar na posição horizontal ou vertical;

- as perdas de cargas são menores do que as válvulas tipo levantamento;

- são empregadas para serviços com líquidos, não devem ser usadas em

tubulações sujeitas a freqüentes inversões de sentido de fluxo, poque nesse

caso tem tendência a vibrar fortemente;

- Algumas válvulas de retenção desse tipo tem uma alavanca externa, com a

qual a portinhola pode ser aberta ou fechada à vontade, quando necessário;

- Estão atualmente muito em uso, principalmente para grandes diâmetros,

válvulas de portinhola tipo “wafer”, que são muito mais leves e mais curtas do

que as válvulas convencionais.

- Existem tb válvulas tipo “wafer” de portinhola dupla bipartida, que apresentam

em relação as válvulas convencionais, menor tamanho e menor perda de

carga, algumas dessas válvulas com fechamento por mola, podem trabalhar

em tubos verticais com fluxo para baixo.

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VALVULA DE RETENÇAO DE ESFERA

- são semelhantes as de levantamento, o tampão é substituído por uma esfera.

São boas para fluidos de alta viscosidade, são fabricadas ate 2”.

VARIANTES DA VALVULA DE RETENÇÃO

- válvula de pe: são válvulas de retenção especiais para manter a escorva nas

linhas de sucção de bombas; deve ser instaladas na extremidade livre da linha,

ficando mergulhadas dentro do liquido no reservatório de sucção, são

semelhantes a de levantamento, tem uma grade externa de proteção;

- válvulas de retenção e fechamento: são semelhantes as válvulas globo, tendo

o tampão capaz de deslizar sobre a haste. Na posição aberta, funcionam como

válvula de retenção de levantamento e na posição fechada funciona como

válvula de bloqueio. Usada nas linhas de saída de caldeira.

PARTES PRINCIPAIS DE UMA VALVULA

a) Carcaça: a1) corpo e a2) castelo.

Corpo: é a parte principal da carcaça: localiza-se o orifício de passagem do

fluido e as extremidades (flanges, roscas, soldas etc).

Castelo: é a parte superior da carcaça que se desmonta para acesso a parte

interna da válvula.

b) Mecanismo interno: TIM: b1) haste; b2) volante; b3) preme-gaxeta;

TRIM: volante, haste e peças de fechamento.

Haste: 1) haste sobe com o volante; 2) haste sobe e o volante fixo.

c) gaxeta: para vedação, ele é encaixado na sede, quanto maior a válvula

mais difícil de vedação.

OPERAÇÃO DAS VALVULAS

Operação manual: é a mais barata e a mais usada. Quanto maior a

válvula maior a necessidade que se utilize um sistema de

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engrenagens ou parafuso sem fim, tornando ela mais leve. As vezes

a válvula esta fora do alcance , então o acionamento é feito por meio

de correntes ou prolongamento da haste. Volante (d ≤ 12”), alavanca

(fechamento rápido) e engrenagens ou rosca sem fim (d ≥ 12”).

Motorizada: é utilizada quando:

a) válvulas comandadas por instrumentos automáticos;

b) válvulas em posições inacessíveis, de difícil acesso;

c) válvulas muito grandes para serem operadas manualmente e

precisam ser manipuladas frequentemente.

Obs. A haste da válvula é comandada por um embolo ou diafragma

sujeito a pressão de um liquido ou de ar comprimido.

Pode ser: - elétrica (motor ou solenóide); hidráulica ou Pneumática.

Válvulas automáticas

a) pelo próprio fluido (por diferença de pressão gerada pelo

escoamento)

b) por meio de molas e contrapesos.

Ex. alivio, segurança

EXTREMIDADES DAS VALVULAS

a) rosqueadas

- mais usado, baixo custo e fácil execução;

- pequena resistência mecânica e facilidade de vazamento;

- usado em diâmetro ate 4” em instalações domiciliares (água, gás) e

industriais (água, gás e condensado de baixa pressão).

- tubos de aço inox e metais não ferrosos este tipo de ligação dificilmente é

empregado pois apresentam paredes de espessura mais fina.

b) soldadas

- boa resistência mecânica;

- estanquidade perfeita;

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- boa aparência;

- facilidade de aplicação do isolamento térmico (fibra de vidro e isopor) e da

pintura;

- manutenção quase nula.

Desvantagens: Mão de obra especializada; dificuldade de desmontagem da

tubulação.

B1) solda de topo: serve para todas as temperaturas e pressões, é o mais

usado nas indústrias em tubulações de aço, d ≥2”.

B2) solda de encaixe: é usado para tubulações de aço com d ≤ 2”, serve para

todas as temperaturas e pressões. É usado também para tubos de plástico e

metais não ferrosos ate d = 4”.

c)Flangeadas

2 flanges, 1 junta de vedação e 1 jogo de parafuso.

Flange macho: convencionou-se que nos equipamento, maquinas e válvulas

sempre flange macho, com ressalto, assim chegava uma válvula com macho,

outra com fêmea. D ≥ 2”

b) Bolsas

Usado para PVC (plástico), cimento e cerâmica.

SELEÇÃO DE VALVULAS

a) Qual a finalidade da válvula?

Se para bloquear , regular e reter

b) Qual o diâmetro nominal da válvula?

- válvula agulha dificilmente será encontrada com d ≥ 2”;

- válvula tipo globo tem limite de 8” a 10”, acima são considerados a gaveta ou

borboleta. A gaveta tem limite de “20 a 24” , torna-se cara e pesada, podendo

ser escolhido a borboleta.

c) Quais as extremidades preferidas das válvulas?

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Depende do DN da válvula. Se for d ≤ 2” rosqueadas ou soldas de encaixe. Se

o material for uma liga nobre, que é muito caro, as extremidades podem ser de

solda de topo para minimizar o peso e assim o custo da válvula.

Bronze, latão, ferro fundido (não aceita solda; aço carbono e inox (aceita)

c) Qual o material básico da linha onde será instalado?

O material do corpo da válvula dificilmente será mais nobre que o da linha,

pode ser igual ou menos nobre.

Ex. tubulações de água (linha de aço carbono) se for válvulas maiores de ferro

fundido e as menores de bronze. Sai mais barato trocar a válvula do que a

tubulação, isto para fluidos corrosivos.

d) A válvula será instalada num local de fácil ou difícil acesso?

Se a válvula tem que ser instalada 3m acima do piso, e ela terá que ser

operada manual, ela tem que ter uma corrente ou um volante especial para ser

operada no piso acima.

DADOS SOBRE O FLUIDO

a) Qual a pressão do fluido?

- A maior parte das válvulas são construídas para pressão positiva e não

negativa (vácuo). Com pressão negativa pode deslocar alguma parte da

válvula causando danos, se é pressão positiva basta verificar pelo fabricante.

Se colocar ela na pressão negativa o corpo, castelos e peças de fechamento

não agüentam0

b) Qual a temperatura do fluido?

- Os materiais plásticos e sintéticos não suportam temperaturas baixas e nem

altas.

- Temperatura alta o metal tende a amolecer e com pressão alta causa erosão,

provoca ruptura na superfície do metal, saindo em fios como se fosse chiclete.

Ex. vapor superaquecido a válvula tem que ser de uma liga especial, mais

duro, como o cromo e molibdênio. O ferro fundido não serve para pressão

negativa, o aço carbono precisa ter uma liga especial.

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c) Qual o tipo de fluido?

-Fluido limpo não corrosivo não tem restrições;

- gás ( velocidade mais alta);

- sólidos em suspensão: gaveta, globo e agulha deve ser evitado pois os

sólidos podem atrapalhar o fechamento.

d)Qual a velocidade do fluido na tubulação?

- se a velocidade do fluido for muito baixa o emprego de válvulas de retenção

não é adequado, pois elas precisam de uma pressão mínima pra se levantar;

- se a velocidade do fluido for alta deverão ser evitadas válvulas com

fechamento rápido, este fechamento pode causar uma onda de choques de

tais dimensões que danificará a válvula ou equipamento ligado, podendo ainda

arrancar a tubulação do suporte. Essa onda de choque é como alguém tivesse

batendo com um martelo na tubulação, chama-se golpe de aríete. Com gás

provoca a liquefação dele neste ponto. Válvula esfera, diafragma com

alavanca, retenção tipo portinhola não são usadas, normalmente se utiliza a

gaveta, pois esta tem fechamento lento, o tempo necessário para o

fechamento será tanto maior for a válvula. Essa é uma vantagem das válvulas

gavetas pois pode se controlar o efeito dos golpes de aríete.

d) O fluido é corrosivo

Normalmente a válvula segue o material da tubulação, a linha não deve

apresentar locais onde possa acumular bolsas, isto pode acontecer com

válvula globo ou diafragma em linha horizontal, se não tiver outra escolha, tem

que ter um dreno para quando a válvula estiver fechada.

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