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Monitora
mentoecontroledep
rocessos
VlvulasVlvulas
o dispositivos destinados a estabelecer/interromper o fluxo em uma
tubulao e tambm a control-lo se desejado. So os acessrios de tu-
bulao mais importantes, merecendo cuidados especiais na sua locali-
zao, seleo e especificao, e tambm os mais caros, devendo por isso
haver o menor nmero possvel, ou o estritamente necessrio opera-
o da planta.
Classificao quanto finalidade e ao tipo
So utilizadas apenas para estabelecer/interromper o fluxo (on/off), fun-
cionando completamente abertas ou completamente fechadas. Quando
totalmente fechadas, devem garantir o bloqueio do fluxo, com um grau de
vazamento adequado ao sistema e ao fluido. Quando totalmente abertas,
devem promover a mnima restrio passagem do fluido, sendo quase
sempre do mesmo dimetro nominal da linha e com passagem interna
compatvel com o dimetro interno da linha.
Tipos
VLVULAGAVETA(gate valves)VLVULAMACHO(plug, cock valves)VLVULAESFERA(ball valves)VLVULADIAFRAGMA(diaphragm valves)
VLVULADECOMPORTA(slide, blast valves)
Unidade 1
SS
VLVULAS DE BLOQUEIO
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So utilizadas com o objetivo de controlar o fluxo que passa pelo trecho
de tubulao onde esto instaladas, podendo trabalhar em qualquer po-sio de abertura parcial. O fluxo controlado atravs da variao da res-
trio imposta pela vlvula passagem do fluido, com variao da aber-
tura da vlvula (rea entre o obturador e a sede). Normalmente com di-
metros menores do que a linha.
Tipos
VLVULAGLOBO(globe valves)VLVULAAGULHA(needle valves)
VLVULABORBOLETA(butterfly valves)VLVULADE 3 OU 4 VIAS(three or four way valves)
So utilizadas com o objetivo de permitir o fluxo em um nico sentido.
Tipos
VLVULADERETENO(check valves)VLVULADERETENOEFECHAMENTO(stop-check valves)VLVULADEP(foot valves)
Tipos
VLVULADE SEGURANAEALVIO(safety, relief valves)
VLVULADEEXCESSODE VAZOVLVULADE CONTRAPRESSO (back-pressure valves)
Tipos
VLVULASREDUTORASEREGULADORASDE PRESSO
VLVULADE QUEBRA-VCUO
VLVULAS DE CONTROLE OU REGULAGEM (control valves)
VLVULAS DIRECIONAIS OU DE RETENO
VLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSO A MONTANTE
VLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSO A JUSANTE
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Construo das vlvulas
O corpo a parte principal, contendo a sede (rea de passagem do flui-
do) e as extremidades que sero conectadas tubulao. As vlvulas so
peas sujeitas manuteno e, por isso, devem ser, em princpio, facilmen-
te desmontveis, a no ser quando se exija eliminao absoluta do risco
de vazamento. Os meios de ligao para vlvulas so os seguintes:
EXTREMIDADESFLANGEADASPara vlvulas maiores que 2" de qualquer material
EXTREMIDADESROSQUEADASPara vlvulas menores que 4" em tubulaes em que no se exija elimi-
nao absoluta do risco de vazamentos
EXTREMIDADESPARASOLDADE TOPOPara vlvulas de ao maiores que 2", em servi-
os com presses elevadas ou em que se exija
eliminao absoluta do risco de vazamentos
EXTREMIDADESPARASOLDADE SOQUETEPara vlvulas de ao menores que 2" em que a
solda de topo ineficiente
Veja a Figura 7.
Nas vlvulas com corpo fino, como as gui-
lhotinas, borboletas e algumas de reteno e es-
fera, estas so montadas entre os flanges da
prpria tubulao, sendo que os parafusos de
unio dos flanges podem passar por fora do
corpo da vlvula (wafer), ou por orelhas no
entorno do corpo (lug).
O corpo normalmente forjado para dime-
tros at 2 e fundido para dimetros maiores.
Pode tambm ser fabricado por usinagem de
barras (para dimetros pequenos e presses
FIGURA 7 VLVULA DE AGULHA
CASTELODE UNIO
PORCA
AGULHA
SEDETRAJETRIADO FLUIDO
CORPO E CASTELO (formam a carcaa da vlvula)
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altas). Pode ser bipartido, encamisado (para a passagem de fluido quente
que garante a no-solidificao do fluido no seu interior), ou aletado (para
dissipao de calor).O castelo montado sobre o corpo e fecha a parte superior deste, su-
portando e interligando as partes mveis que controlam a abertura da
vlvula: o mecanismo interno e o mecanismo de acionamento.
Tipos de fixao do castelo ao corpo
ROSQUEAMENTO DIRETO
Corpo e castelo rosqueados. Para vlvulas pequenas e baixa presso
ROSQUEAMENTOPO RPORCASOLTADE UNIO
Montagem com sobrepostas. Para vlvulas pequenas e alta presso, per-
mitindo melhor vedao
MONTAGEMPOR PARAFUSOSA base do castelo aparafusada no corpo (como flanges). Utilizado para
vlvulas de grande dimetro
Existem vrios tipos de mecanismos internos, sendo o que normalmente
diferencia os tipos de vlvula. Os mais comuns so compostos de uma haste
que se conecta a um obturador na sua extremidade. O obturador se assenta
na sede para promover o fechamento, ou se movimenta (sobre ou atravs
da sede), proporcionando a variao da rea de passagem do fluido e, com
isto, o controle do fluxo.
A haste pode ter um movimento de subida e descida, ou um movimento
giratrio.
A haste atravessa o castelo, havendo assim a necessidade de um siste-
ma de vedao. O principal sistema utilizado a caixa de gaxetas con-
vencional, com sobreposta e parafusos ou com porca de aperto.
Em aplicaes especficas com maior preocupao com vazamentos,
pode-se usar engaxetamento de fole ou anis retentores.
MECANISMO INTERNO
SISTEMA DE VEDAO
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Particularidadesdos principais
tipos de vlvulas
So as vlvulas de uso mais
generalizado, por serem ba-
ratas, de operao e manu-
teno simples. Elas so uti-
lizadas principalmente nos
servios de bloqueio para l-
quidos em geral (desde que
no sejam muito corrosivos
ou volteis), para quaisquer
dimetros e tambm para o
bloqueio de vapor e ar em
linhas de dimetro acima de
8. Em todos estes servios,
as vlvulas de gaveta so
usadas para qualquer pres-so e temperatura. As vlvulas gaveta no tm um fechamento absoluta-
mente estanque. Porm, na maioria das aplicaes prticas, tal fechamento
no necessrio.
O obturador (chamado de gaveta) se desloca perpendicularmente ao
sentido de escoamento do fluido, bloqueando o orifcio da vlvula. Quan-
do completamente aberta, a perda de carga causada por este tipo de vl-
vula desprezvel.
Elas devem trabalhar totalmente abertas ou totalmente fechadas, isto
, so vlvulas de bloqueio e no de regulagem. Quando parcialmente
abertas, causam laminagem da veia fluida, acompanhada de cavitao e
violenta eroso.
As vlvulas gaveta so sempre de fechamento lento, sendo impossvel
fech-las instantaneamente. Esta uma grande vantagem deste tipo de
vlvula, porque se pode controlar o efeito dos golpes de ariete.
A gaveta pode ser em cunha ou paralela. A gaveta em cunha de
melhor qualidade e proporciona um fechamento mais seguro do que a
gaveta paralela, embora esta ltima seja mais simples.
FIGURA 8 ACIONADOR PNEUMTICO
VLVULAS GAVETA
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Algumas particularidades
Sistemas de movimentao da haste
HASTEASCENDENTECO MROSCAEXTERNAA haste tem apenas movimento de translao, e o volante, preso ao cas-
telo por uma porca fixa, apenas movimento de rotao. A rosca da haste
externa vlvula, estando assim livre do contato com o fluido.
HASTEASCENDENTECO MROSCAINTERNA a disposio mais usual em vlvulas pequenas e tambm em vlvulas gran-
des de qualidade inferior. O volante preso haste, e a rosca da haste estno castelo. A haste e o volante tm movimentos de translao e rotao.
HASTENO-ASCENDENTEA haste e o volante tm apenas movimento de rotao. A haste possui rosca
na extremidade da parte de dentro da vlvula, que gira dentro da rosca
da gaveta, proporcionando seu movimento de translao.
Problemas caractersticos durante a operao de vlvulas gaveta
Em caso de alta presso, difcil a operao de uma vlvula gaveta.
Pode-se usar chaves apropriadas aplicadas ao volante, ou instalar um
desvio na vlvula: na abertura ou fechamento da vlvula utiliza-se o des-
vio para evitar alto diferencial de presso na operao
As gaxetas requerem ateno: tanto a m lubrificao como o aperto
demasiado podem acarretar dificuldades na operao. Pouco aperto pode
provocar um pequeno vazamento com o uso
A abertura ou o fechamento total da vlvula
pode tranc-la na posio
Depsitos e defeitos na gaveta ou na sede po-
dem fazer com que a vlvula perca a vedao.
No se deve forar seu fechamento
ATEN0Uma variante da vlvula
gaveta a vlvula de fechorpido. Nelas, a gaveta
manobrada por umaalavanca externa,
fechando-se com ummovimento nico
da alavanca
ATEN0
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Nas vlvulas globo o fechamento feito por meio do obturador em forma
de tampo, que se move contra o orifcio (sede) da vlvula. Essas vlvulaspodem apresentar excelente vedao e trabalhar em qualquer posio
intermediria, sendo utilizadas como vlvulas de regulagem.
Devido sua forma construtiva, geram mais perda de carga que os
outros tipos, mesmo estando totalmente abertas.
Possuem dois obturadores em forma de tampo na mesma haste, que se
movem contra duas sedes (dividindo o fluxo na entrada da vlvula).
So as variantes das vlvulas globo, onde o tampo substitudo por uma
pea cnica fina (denominada agulha), com sede tambm cnica, que
permite um controle mais delicado da vazo. usada em linhas de at 2.
So as variantes das vlvulas globo, em Y. Apresentam uma haste a 45
com o corpo, e em conseqncia disso as perdas de carga ficam bastantereduzidas. Essas vlvulas so muito utilizadas para bloqueio e regulagem
de vapor.
Nas angulares os bocais de entrada e sada fazem 90 entre si. Permi-
tem perdas de cargas menores que a vlvula globo comum e evitam o
acmulo de slidos em suspenso.
So as variantes das vlvulas globo em que o obturador tem a forma de
um copo invertido perfurado (como uma gaiola), que se movimenta den-
tro da passagem da sede. Essas vlvulas so empregadas para reduzir
cavitao e rudo.
Muito usadas para fluidos perigosos, elas fazem o bloqueio atravs do
fechamento de um diafragma flexvel sobre a sede. A haste e o sistema
de acionamento ficam fora de contato com o fluido. Tm sua utilizao
limitada pelo material do diafragma.
VLVULAS GLOBO
VLVULAS GLOBO SEDE DUPLA
VLVULAS AGULHA
VLVULAS EM Y E ANGULAR
VLVULAS GAIOLA
VLVULAS DIAFRAGMA
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Nas vlvulas macho o obturador cnico e possui um furo oblongo na
vertical: o furo alinhado com a tubulao permite a passagem do fluido.A operao se d pela rotao em 1/4 de volta da haste, girando o obtura-
dor. Esse tipo de vlvula , fundamentalmente, de bloqueio para fecha-
mento rpido. Quando totalmente abertas, a perda de carga mnima.
So utilizadas principalmente nos servios de bloqueio de gases
para qualquer dimetro, temperatura ou presso, bem como no blo-
queio rpido de vapor e lquidos em geral para pequenos dimetros e
baixas presses.
So variantes da vlvula macho, onde os obturadores tm furos em forma
de T, L ou em cruz, com o corpo de 3 ou 4 bocais para ligao s tu-
bulaes. So empregadas para manobras com vrios alinhamentos do
fluido, simplificando a operao e diminuindo o nmero de vlvulas co-
muns necessrias.
possvel conseguir, em especial em vlvulas pequenas, um fechamen-
to absolutamente estanque.
Definidas como variantes das vlvulas macho, o macho cnico subs-
titudo por um obturador esfrico, deslizando na sede entre anis re-
tentores. O obturador comum possui um furo do mesmo dimetro das
conexes da vlvula. As vantagens dessas vlvulas sobre as de gave-
ta so o menor tamanho e peso, alm de melhor vedao. So bastan-
te empregadas e tambm possuem obturadores especiais para funes
de controle.
As vlvulas borboleta possuem um obturador em forma de disco. A operao
se d pela rotao em 1/4 de volta da haste. Quando o disco se posiciona
perpendicularmente tubulao, bloqueia o fluxo. So vlvulas de regu-
lagem, mas com construo especial podem ser empregadas como blo-
queio. So usadas em tubulaes de grande dimetro, sujeitas a baixas
presses e temperaturas moderadas, para lquidos e gases, corrosivos e
com slidos em suspenso.
VLVULAS MACHO
VLVULAS DE 3 OU 4 VIAS
VLVULAS ESFERA
VLVULAS BORBOLETA
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So vlvulas dos tipos adequados para regulagem (globo, borboleta
etc.), com acionamento motorizado (atuadores), usadas em combinaocom instrumentos automticos que as comandam a distncia. So uti-
lizadas principalmente em acionadores pneumticos, existindo uma
gama enorme de diferentes tipos de acionadores, que se aplicam a di-
ferentes necessidades.
Permitem a passagem de fluido apenas em um sentido, fechando-se au-
tomaticamente se houver tendncia inverso no sentido de escoamen-
to, por diferena de presses exercidas pelo prprio fluido. So, por isso,
vlvulas de operao automtica, usadas, por exemplo, em linhas de re-
calque de bombas em paralelo, para evitar o retorno de fluido atravs das
bombas paradas, em linhas de carregamento de tanques para evitar um
possvel esvaziamento etc.
Tipos principais de vlvulas de reteno
VLVULADERETENODE PORTINHOLASeu fechamento feito por uma portinhola articulada, que se assenta
no orifcio da vlvula. Essas vlvulas no devem ser usadas em tubu-
laes sujeitas a freqentes inverses de fluxo, devido tendncia a
vibrar fortemente.
VLVULADERETENOTIPOPLUGO fechamento da vlvula semelhante ao da vlvula globo, feito por meio
de um tampo cuja haste desliza em uma guia interna. Essa vlvula cau-
sa perdas de carga muito grandes e por isso pouco usada em linhas de
dimetros acima de 6. Adequada ao trabalho com gases e vapores.
VLVULADE RETENODE ESFERA semelhante vlvula de reteno tipo plug, havendo porm uma esfe-
ra em lugar do tampo e da haste. Apresenta fechamento mais rpido e
muito boa para fluidos de alta viscosidade. fabricada apenas para di-
metros de at 2.
VLVULAS DE CONTROLE
VLVULAS DE RETENO
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VLVULADERETENO DE PTipo especial usado para manter a escorva nas linhas de suco de bom-
bas. semelhante vlvula de reteno tipo plug.
VLVULADE RETENOEFECHAMENTOSemelhante vlvula globo, com tampo capaz de deslizar sobre a haste.
Na posio aberta, funciona como vlvula de reteno tipo plug e, na
posio fechada, como vlvula de bloqueio. Utilizada em linhas de sada
de caldeiras.
Controlam a presso a montante, abrindo-se automaticamente quando esta
presso ultrapassa um determinado valor para o qual a vlvula foi ajusta-
da. Resumidamente, podemos dizer que a construo dessas vlvulas
semelhante das vlvulas globo angulares. O tampo mantido fechado
contra a sede pela ao de uma mola, com parafuso de regulagem. Regu-
la-se a tenso da mola, de maneira que se tenha a presso de abertura da
vlvula desejada.
A mola pode ser interna, dentro do castelo da vlvula, ou externa, pre-
ferindo-se esta ltima disposio para servios com fluidos corrosivos,muito viscosos, ou gases liquefeitos que possam congelar.
Essas vlvulas so chamadas de vlvulas de segurana, quando des-
tinadas a trabalhar com fluidos compressveis (vapor, ar, gases), e de vl-
vulas de alvio, quando destinadas a trabalhar com fluidos incompress-
veis (lquidos).
A construo das vlvulas de segurana e de alvio semelhante. Nas
de segurana a abertura total da vlvula ocorre imediatamente quando o
fluido atinge a presso de ajuste, e o fechamento ocorre repentinamente
quando o fluido volta a uma presso abaixo da presso de ajuste. Nas de
alvio, a abertura gradual, atingindo o mximo com 110% a 125% da
presso de ajuste.
Elas tm um tratamento diferenciado em relao s vlvulas de blo-
queio, reteno e controle, pois so instaladas com o objetivo de proteger
os equipamentos da unidade de sobrepresses.
H muitas causas possveis de sobrepresso (descargas bloqueadas,
ruptura de tubos de permutadores, incndios etc.), que so analisadas
durante o projeto.
VLVULAS DE SEGURANA E DE ALVIO
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FIGURA 9 VLVULAS: OPERAO MANUAL E MOTORIZADA
Conjunto de vlvulas de segurana
AtuadoresOperao manual
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FIGURA 10 ALGUNS TIPOS DE VLVULAS
Vlvula globo angular Vlvula globo reto Vlvula de gaveta
Vlvula em Y Vlvula sem gacheta Vlvula globo de agulha
Vlvula reguladorade presso (com piloto)
Vlvula globode operao rpida
Vlvula reguladorade presso (automtica)
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VLVULAS E SUAS CARACTERSTICAS
DEFINIOVlvulas so dispositivos destinados a estabelecer/interromper o fluxo em uma tubulao e tam-
bm a control-lo se desejado.
11
RESUMO
FUNES DASVLVULAS
Vlvulas de bloqueio Utilizadas paraestabelecer/interromper o fluxo (on/off)
Vlvulas de controle ou regulagem Utilizadas para controlar o fluxo
Vlvulas direcionais ou de reteno Permitem o fluxo em um nico sentido
Vlvulas que controlam a presso
a montante
Vlvulas que controlam a presso a jusante
1 CONSTITUIO DASVLVULAS
Corpo Conexes e sede
Castelo Suporte da haste/obturador eacionador, vedao
Mecanismo interno Haste e obturador
Sistema de vedao Caixa de gaxetascom sobreposta, engaxetamento de fole,
anis retentores
Meios de operao Manual; motorizada;auto-operadas
2
PRINCIPAIS TIPOS DEVLVULAS DE BLOQUEIO E CONTROLE
VLVULAS GAVETABloqueio
Uso generalizado, so baratas e de operao
e manuteno simplesObturador em forma de gaveta (cunha ou paralela)
Fechamento lento
VLVULAS GLOBOControle
Uso generalizado
Obturador em forma de tampo, que se move
contra a sede
Alta perda de carga
VLVULAS GLOBO SEDE DUPLAControle
Possui dois obturadores em forma de tampona mesma haste
VLVULAS AGULHAControle fino
Plugcnico fino com sede tambm cnica
VLVULAS EM Y E ANGULARControle
Hastes a 45 e 90 com a entrada
Perdas de carga reduzidas e evitam o acmulo
de slidos em suspenso
3
VLVULAS GAIOLAControle
Obturador em forma de gaiola
Reduz cavitao e rudo
VLVULAS DIAFRAGM ABloqueio de fluidos perigosos
Diafragma flexvel se fecha sobre a sede
VLVULAS MACHOBloqueio
Obturador cnico com furo oblongo
Fechamento rpido
VLVULAS DE 3 OU 4 VIASControle e alinhamento
Obturadores com furos em forma de T,L ou em cruz, com 3 ou 4 bocais
VLVULAS ESFERABloqueio e controle
Obturador esfrico
Boa vedao
VLVULAS BORBOLETAControle e bloqueio
Obturador em forma de disco
Abertura rpida
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VLVULAS E SUAS CARACTERSTICAS 22
RESUMO
PRINCIPAIS TIPOS DEVLVULAS DE RETENO
VLVULAS PORTINHOLAPortinhola articulada
VLVULAS TIPO PLUGTampo cuja haste desliza em uma guia interna
VLVULAS DE ESFERASemelhantes s do tipo plug, havendo uma
esfera em lugar do tampo e da haste
VLVULAS DE PTipo plugespecial para manter a escorva nasuco de bombas
VLVULA DE RETENO E FECHAMENTOAberta funciona tipo pluge fechada, como
vlvula de bloqueio
VLVULAS DE SEGURANA E DE ALVIOControlam a presso a montante,
abrindo-se quando esta presso ultrapassa
um valor ajustado
Semelhantes s vlvulas globo angulares
Mantidas fechadas contra a sede pela ao
de uma mola, com parafuso de regulagem
VLVULAS DE SEGURANAPara fluidos compressveis (vapor, ar, gases)
Abertura imediata
VLVULAS DE ALVIOPara fluidos incompressveis (lquidos)
Abertura gradual
Protegem os equipamentos da unidade de
sobrepresses
4 Tome NotaTome Nota
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