1. Pontos-chave na seleção de válvulas

1.1 Esclareça a finalidade da válvula no equipamento ou dispositivo.

Determinar as condições de funcionamento da válvula: a natureza do fluido aplicável, a pressão de trabalho, a temperatura de trabalho e o método de controle de operação, etc.;

1.2 Selecione corretamente o tipo de válvula

A escolha correta do tipo de válvula depende do pleno conhecimento, por parte do projetista, de todo o processo de produção e das condições de operação. Ao selecionar o tipo de válvula, o projetista deve primeiro dominar as características estruturais e o desempenho de cada válvula;

1.3 Determine a conexão final da válvula

Entre as conexões roscadas, flangeadas e soldadas, as duas primeiras são as mais comuns. As válvulas roscadas são principalmente válvulas com diâmetro nominal inferior a 50 mm. Se o diâmetro for muito grande, a instalação e a vedação da conexão tornam-se muito difíceis. As válvulas com conexão flangeada são mais convenientes para instalar e desmontar, mas são mais pesadas e caras do que as válvulas roscadas, sendo, portanto, adequadas para conexões de tubulações de diversos diâmetros e pressões. As conexões soldadas são adequadas para condições de carga elevada e são mais confiáveis ​​do que as conexões flangeadas. No entanto, é difícil desmontar e reinstalar as válvulas conectadas por solda, portanto, seu uso é limitado a situações em que podem operar de forma confiável por longos períodos ou em condições severas e de alta temperatura.

1.4 Seleção de materiais para válvulas

Além de considerar as propriedades físicas (temperatura, pressão) e químicas (corrosividade) do fluido de trabalho, a limpeza do fluido (presença de partículas sólidas) deve ser levada em conta na seleção dos materiais do corpo da válvula, das peças internas e da superfície de vedação. Ademais, devem ser consultadas as normas vigentes do governo e do órgão usuário. A seleção correta e adequada dos materiais da válvula permite obter a vida útil mais longa e o melhor desempenho. A ordem de seleção dos materiais do corpo da válvula é: ferro fundido - aço carbono - aço inoxidável, e a ordem de seleção dos materiais do anel de vedação é: borracha - cobre - aço liga - F4.

1.5 Outros

Além disso, é necessário determinar a vazão e o nível de pressão do fluido que passa pela válvula, e selecionar a válvula apropriada utilizando informações existentes (como catálogos de válvulas, amostras de válvulas, etc.).

2 Introdução às válvulas comuns

Existem muitos tipos de válvulas, e as variedades são complexas. Os principais tipos são:válvulas de gaveta, válvulas de parada, válvulas de aceleração,válvulas borboletaVálvulas de plugue, válvulas de esfera, válvulas elétricas, válvulas de diafragma, válvulas de retenção, válvulas de segurança, válvulas redutoras de pressão,purgadores de vapor e válvulas de corte de emergência,Entre as mais comuns estão as válvulas de gaveta, válvulas de bloqueio, válvulas de estrangulamento, válvulas de plugue, válvulas borboleta, válvulas de esfera, válvulas de retenção e válvulas de diafragma.

2.1 Válvula de Gaveta

Uma válvula de gaveta é uma válvula cujo corpo (placa da válvula) de abertura e fechamento é acionado pela haste da válvula e se move para cima e para baixo ao longo da superfície de vedação da sede da válvula, podendo interromper ou bloquear a passagem do fluido. Comparada com a válvula de bloqueio, a válvula de gaveta apresenta melhor vedação, menor resistência ao fluido, menor esforço na abertura e fechamento e certa capacidade de ajuste. É uma das válvulas de bloqueio mais utilizadas. As desvantagens são o tamanho maior, a estrutura mais complexa do que a válvula de bloqueio, o desgaste fácil da superfície de vedação e a dificuldade de manutenção. Geralmente não é adequada para estrangulamento. De acordo com a posição da rosca na haste da válvula de gaveta, ela pode ser dividida em dois tipos: tipo com haste ascendente e tipo com haste oculta. De acordo com as características estruturais da placa da gaveta, ela pode ser dividida em dois tipos: tipo cunha e tipo paralelo.

2.2 Válvula de parada

A válvula de bloqueio é uma válvula de fechamento descendente, na qual as partes de abertura e fechamento (disco da válvula) são acionadas pela haste da válvula, movendo-se para cima e para baixo ao longo do eixo da sede da válvula (superfície de vedação). Comparada à válvula gaveta, apresenta bom desempenho de ajuste, vedação inferior, estrutura simples, fabricação e manutenção facilitadas, alta resistência a fluidos e baixo custo. É uma válvula de bloqueio comumente utilizada, geralmente em tubulações de pequeno e médio diâmetro.

2.3 Válvula de esfera

As partes de abertura e fechamento da válvula de esfera são esferas com orifícios circulares passantes, e a esfera gira com a haste da válvula para realizar a abertura e o fechamento da válvula. A válvula de esfera possui estrutura simples, comutação rápida, operação conveniente, tamanho pequeno, peso leve, poucas peças, baixa resistência ao fluido, boa vedação e fácil manutenção.

2.4 Válvula de aceleração

Com exceção do disco da válvula, a válvula de borboleta tem basicamente a mesma estrutura da válvula de retenção. Seu disco de válvula é um componente de estrangulamento, e diferentes formatos apresentam características distintas. O diâmetro da sede da válvula não deve ser muito grande, pois sua altura de abertura é pequena e a vazão do fluido aumenta, acelerando assim a erosão do disco da válvula. A válvula de borboleta possui dimensões reduzidas, peso leve e bom desempenho de ajuste, porém a precisão do ajuste não é alta.

2.5 Válvula de plugue

A válvula de plugue utiliza um corpo de plugue com um orifício passante como elemento de abertura e fechamento, e o corpo do plugue gira juntamente com a haste da válvula para realizar a abertura e o fechamento. A válvula de plugue possui estrutura simples, abertura e fechamento rápidos, operação fácil, baixa resistência ao fluido, poucos componentes e peso leve. As válvulas de plugue estão disponíveis nos tipos de passagem direta, três vias e quatro vias. As válvulas de plugue de passagem direta são utilizadas para interromper o fluxo do fluido, enquanto as válvulas de plugue de três e quatro vias são utilizadas para alterar a direção do fluxo ou desviar o fluido.

2.6 Válvula borboleta

A válvula borboleta é composta por uma placa em forma de borboleta que gira 90° em torno de um eixo fixo no corpo da válvula para realizar as funções de abertura e fechamento. A válvula borboleta é pequena, leve, de estrutura simples e consiste em poucas peças.

Ela pode ser aberta e fechada rapidamente girando 90° e é fácil de operar. Quando a válvula borboleta está totalmente aberta, a espessura da placa borboleta é a única resistência ao fluxo do fluido através do corpo da válvula. Portanto, a queda de pressão gerada pela válvula é muito pequena, o que lhe confere boas características de controle de fluxo. As válvulas borboleta são divididas em dois tipos de vedação: vedação elástica macia e vedação metálica rígida. Nas válvulas com vedação elástica, o anel de vedação pode ser embutido no corpo da válvula ou fixado na periferia da placa borboleta. Possui bom desempenho de vedação e pode ser usado para estrangulamento, bem como para tubulações de vácuo com fluidos corrosivos. As válvulas com vedação metálica geralmente têm uma vida útil mais longa do que as válvulas com vedação elástica, mas é mais difícil obter uma vedação completa. Elas são normalmente usadas em situações onde o fluxo e a queda de pressão variam muito e um bom desempenho de estrangulamento é necessário. As vedações metálicas podem se adaptar a temperaturas de operação mais altas, enquanto as vedações elásticas têm a desvantagem de serem limitadas pela temperatura.

2.7 Válvula de retenção

Uma válvula de retenção é uma válvula que impede automaticamente o refluxo de fluido. O disco da válvula de retenção abre sob a ação da pressão do fluido, permitindo que ele flua da entrada para a saída. Quando a pressão na entrada é menor que a pressão na saída, o disco da válvula fecha automaticamente devido a fatores como a diferença de pressão do fluido e a gravidade, impedindo o refluxo. De acordo com sua forma estrutural, divide-se em válvula de retenção de elevação e válvula de retenção de balanço. A válvula de retenção de elevação oferece melhor vedação e maior resistência ao fluido do que a válvula de retenção de balanço. Para a entrada de sucção da bomba, deve-se selecionar uma válvula de pé. Sua função é: encher a entrada da bomba com água antes de ligá-la; e manter a entrada e o corpo da bomba cheios de água após a parada, preparando-os para a partida. A válvula de pé geralmente é instalada apenas na tubulação vertical de entrada da bomba, onde o fluido flui de baixo para cima.

2.8 Válvula de diafragma

A parte responsável pela abertura e fechamento da válvula de diafragma é um diafragma de borracha, que fica posicionado entre o corpo da válvula e a tampa da válvula.

A parte saliente do diafragma é fixada na haste da válvula, e o corpo da válvula é revestido com borracha. Como o fluido não entra na cavidade interna da tampa da válvula, a haste da válvula não necessita de gaxeta. A válvula de diafragma possui estrutura simples, bom desempenho de vedação, fácil manutenção e baixa resistência ao fluido. As válvulas de diafragma são divididas em dois tipos: tipo vertedouro, tipo passagem direta, tipo ângulo reto e tipo corrente contínua.

3 Instruções comuns para seleção de válvulas

3.1 Instruções para seleção da válvula de gaveta

Geralmente, as válvulas de gaveta devem ser a primeira opção a ser escolhida. Além de vapor, óleo e outros fluidos, as válvulas de gaveta também são adequadas para fluidos com sólidos granulares e alta viscosidade, sendo ideais para sistemas de ventilação e baixo vácuo. Para fluidos com partículas sólidas, o corpo da válvula de gaveta deve possuir um ou dois orifícios de purga. Para fluidos de baixa temperatura, deve-se selecionar uma válvula de gaveta específica para baixas temperaturas.

3.2 Instruções para seleção da válvula de parada

A válvula de bloqueio é adequada para tubulações com baixa resistência ao fluido, ou seja, onde a perda de pressão não é significativa, bem como para tubulações ou dispositivos com fluidos de alta temperatura e alta pressão. É indicada para tubulações de vapor e outros fluidos com diâmetro nominal (DN) < 200 mm; válvulas de bloqueio podem ser utilizadas em válvulas de pequeno porte, como válvulas de agulha, válvulas de instrumentação, válvulas de amostragem, válvulas para manômetros, etc.; válvulas de bloqueio possuem regulação de vazão ou pressão, mas a precisão da regulação não é alta e o diâmetro da tubulação é relativamente pequeno, portanto, válvulas de bloqueio ou válvulas de estrangulamento devem ser selecionadas; para fluidos altamente tóxicos, devem ser selecionadas válvulas de bloqueio com fole; porém, válvulas de bloqueio não devem ser utilizadas para fluidos com alta viscosidade e fluidos que contenham partículas com tendência à precipitação, nem devem ser utilizadas como válvulas de ventilação ou válvulas para sistemas de baixo vácuo.

3.3 Instruções para seleção de válvulas de esfera

As válvulas de esfera são adequadas para fluidos de baixa temperatura, alta pressão e alta viscosidade. A maioria das válvulas de esfera pode ser usada em fluidos com partículas sólidas em suspensão e também em fluidos pulverulentos e granulares, de acordo com os requisitos do material da vedação. As válvulas de esfera de canal pleno não são adequadas para regulagem de fluxo, mas são ideais para situações que exigem abertura e fechamento rápidos, facilitando o bloqueio de emergência em caso de acidentes. As válvulas de esfera são geralmente recomendadas para tubulações com requisitos rigorosos de vedação, resistência ao desgaste e à contração do canal, abertura e fechamento rápidos, bloqueio de alta pressão (grande diferença de pressão), baixo ruído, resistência à gaseificação, baixo torque de operação e baixa resistência ao fluido. As válvulas de esfera são adequadas para estruturas leves, bloqueio de baixa pressão e fluidos corrosivos. Além disso, as válvulas de esfera são as mais indicadas para fluidos de baixa temperatura e extremamente frios. Para sistemas e dispositivos de tubulação para fluidos de baixa temperatura, devem ser selecionadas válvulas de esfera para baixa temperatura com tampas de proteção. Ao utilizar válvulas de esfera flutuantes, o material da sede da válvula deve suportar a carga da esfera e do fluido de trabalho. Válvulas de esfera de grande diâmetro exigem maior força durante a operação, e válvulas de esfera com diâmetro nominal (DN) ≥ 200 mm devem utilizar transmissão por engrenagem helicoidal; válvulas de esfera fixas são adequadas para aplicações com diâmetros maiores e pressões mais elevadas; além disso, válvulas de esfera utilizadas em tubulações com materiais de processo altamente tóxicos e fluidos inflamáveis ​​devem possuir estruturas à prova de fogo e antiestáticas.

3.4 Instruções de seleção para a válvula de borboleta

As válvulas de estrangulamento são adequadas para situações com temperaturas baixas ou médias e alta pressão, sendo ideais para componentes que necessitam de ajuste de fluxo e pressão. Não são adequadas para fluidos com alta viscosidade ou que contenham partículas sólidas, e também não são indicadas para válvulas de isolamento.

3.5 Instruções de seleção para válvula de plugue

As válvulas de esfera são adequadas para situações que exigem abertura e fechamento rápidos. Geralmente, não são recomendadas para vapor e fluidos de alta temperatura. São utilizadas para fluidos com baixa temperatura e alta viscosidade, e também são adequadas para fluidos com partículas em suspensão.

3.6 Instruções de seleção para válvula borboleta

As válvulas borboleta são adequadas para aplicações com grandes diâmetros (como DN > 600 mm) e requisitos de comprimento estrutural reduzido, bem como para situações que exigem regulação de fluxo e abertura e fechamento rápidos. Geralmente são utilizadas com fluidos como água, óleo e ar comprimido com temperaturas ≤ 80 °C e pressões ≤ 1,0 MPa. Como as válvulas borboleta apresentam uma perda de pressão relativamente grande em comparação com as válvulas de gaveta e de esfera, elas são adequadas para sistemas de tubulação com requisitos de baixa perda de pressão.

3.7 Instruções de seleção para válvula de retenção

As válvulas de retenção são geralmente adequadas para fluidos limpos e não são apropriadas para fluidos que contenham partículas sólidas e alta viscosidade. Quando o diâmetro nominal (DN) for ≤ 40 mm, recomenda-se o uso de uma válvula de retenção de elevação (permitida apenas para instalação em tubulações horizontais); quando o DN for de 50 a 400 mm, recomenda-se o uso de uma válvula de retenção de elevação tipo swing (pode ser instalada em tubulações horizontais e verticais. Se instalada em uma tubulação vertical, o fluxo do fluido deve ser de baixo para cima); quando o DN for ≥ 450 mm, recomenda-se o uso de uma válvula de retenção tipo buffer; quando o DN for de 100 a 400 mm, também pode ser utilizada uma válvula de retenção tipo wafer. A válvula de retenção tipo swing pode ser fabricada para suportar uma pressão de trabalho muito alta, com PN podendo chegar a 42 MPa, e pode ser aplicada a qualquer fluido e faixa de temperatura de trabalho, dependendo dos diferentes materiais do corpo e das vedações. Os fluidos podem ser água, vapor, gás, fluidos corrosivos, óleo, medicamentos, etc. A faixa de temperatura de trabalho do fluido é de -196 a 800 °C.

3.8 Instruções para seleção da válvula de diafragma

As válvulas de diafragma são adequadas para óleo, água, meios ácidos e meios contendo partículas em suspensão com temperatura de trabalho inferior a 200 °C e pressão inferior a 1,0 MPa, mas não para solventes orgânicos e oxidantes fortes. As válvulas de diafragma tipo vertedouro são adequadas para meios granulares abrasivos. A tabela de características de fluxo deve ser utilizada para a seleção de válvulas de diafragma tipo vertedouro. As válvulas de diafragma de passagem direta são adequadas para fluidos viscosos, pastas de cimento e meios sedimentares. Exceto em casos específicos, as válvulas de diafragma não devem ser utilizadas em tubulações e equipamentos de vácuo.