Apostila equipamentos industriais

Prévia do material em texto

Revisão: 31/03/2017 Pag. 1/100 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
EQUIPAMENTOS INDUSTRIAIS 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELABORAÇÃO: Manuel Leite 
REVISÃO TÉCNICA: Tatiana Barreto – Senai/ Cetind 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 2/100 
 
 
 
 
 
 
APRESENTAÇÃO 
 
 
 
Com o objetivo de apoiar e proporcionar a melhoria contínua do padrão de qualidade e 
produtividade da indústria, o SENAI BA desenvolve programas de educação profissional e 
superior, além de prestar serviços técnicos e tecnológicos. Essas atividades, com conteúdos 
tecnológicos são direcionadas para indústrias nos diversos segmentos, através de programas 
de educação profissional, consultorias e informação tecnológica, para profissionais da área 
industrial ou para pessoas que desejam profissionalizar-se visando inserir-se no mercado de 
trabalho. 
 
Este material didático foi preparado pela Alternative Training Services, para funcionar como 
instrumento de consulta. Possui informações que são aplicáveis de forma prática no dia-a-dia 
do profissional, e apresenta uma linguagem simples e de fácil assimilação. É um meio que 
possibilita, de forma eficiente, o aperfeiçoamento do aluno através do estudo do conteúdo 
apresentado no módulo. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 3/100 
 
Capítulo Título Pág. 
 
1 TUBULAÇÕES E ACESSÓRIOS 5 
1.1. INTRODUÇÃO 5 
1.2. MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO DOS TUBOS 6 
1.3. DIÂMETROS COMERCIAIS DOS TUBOS DE AÇO 7 
1.4. MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS 9 
1.5. ACESSORIOS DE TUBULAÇÕES 16 
1.6. VÁLVULAS 17 
1.7. JUNTAS DE EXPANSÃO 36 
1.8. AQUECIMENTO DAS TUBULAÇÕES 38 
1.9. ISOLAMENTOS TÉRMICOS 40 
1.10. PURGADORES DE VAPOR 41 
2. VASOS, TANQUES E AGITADORES 52 
2.1 INTRODUÇÃO 52 
2.2 PRINCIPAIS COMPONENTES 52 
2.3 RUPTURA DOS VASOS 55 
2.4 CRITÉRIOS PARA OPERAÇÃO 56 
2.6 TANQUES 58 
2.6.1 INTRODUÇÃO 58 
2.6.2 CLASSIFICAÇÃO 58 
2.6.3 TANQUES DE BAIXA E MÉDIA PRESSÃO 59 
2.6.4 TANQUE DE ALTA PRESSÃO 61 
2.6.5 MEDIÇÃO DE TANQUES 62 
2.7 AGITADORES 62 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 4/100 
2.7.1 INTRODUÇÃO 62 
2.7.2 FINALIDADE 62 
2.7.3 PARTES COMPONENTES DO AGITADOR 63 
2.7.4 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO TIPO DE FLUXO 63 
3 AR COMPRIMIDO 69 
3.1 INTRODUÇÃO 69 
3.2 SISTEMA DE AR COMPRIMIDO 69 
3.3 VANTAGENS DO AR COMPRIMIDO 69 
3.4 .LIMITAÇÕES DO AR COMPRIMIDO 70 
3.5 O AR COMPRIMIDO 70 
3.6 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS PARA GERAÇÃO DO AR COMPRIMIDO 71 
3.7 UMIDADE 77 
3.8 DISTRIBUIÇÃO DO AR COMPRIMIDO 78 
4 TURBINAS 87 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 5/100 
 
1. TUBULAÇÕES E ACESSÓRIOS 
 
1.1. INTRODUÇÃO 
 
Tubos são condutos fechados, destinados principalmente ao transporte de 
fluidos. Todos os tubos são de seção circular, apresentando-se como 
cilindros ocos. A grande maioria dos tubos funciona como condutos 
forçados, isto é, sem superfície livre, com o fluido tomando toda área da 
seção transversal. Fazem exceção apenas as tubulações de esgoto, e às 
vezes as de água, que trabalham com superfície livre, como canais. 
Chama-se de "tubulação" um conjunto de tubos e de seus diversos 
acessórios. 
A necessidade da existência dos tubos decorre principalmente do fato do 
ponto de geração ou de armazenagem dos fluidos estar, em geral, 
distante do seu ponto de utilização. 
Usam-se tubos para o transporte de todos os fluidos conhecidos, líquidos 
ou gasosos, assim como para materiais pastosos e para fluidos com 
sólidos em suspensão, em toda faixa de variação de pressões e 
temperaturas usuais na indústria: desde o vácuo absoluto até cerca de 
6.000 kg/cm2, e desde próximo do zero absoluto até as temperaturas dos 
metais em fusão. 
O emprego de tubulações pelo homem antecede provavelmente a história 
escrita. Foram descobertos vestígios ou redes completas de tubulações 
nas ruínas da Babilônia, da China antiga, de Pompéia e em muitas outras. 
Os primeiros tubos metálicos foram feitos de chumbo, séculos antes da 
Era Cristã. Pelo século XVII 
Fabricam-se tubos com os mais diferentes materiais como: 
 
Metálicos 
Aço-carbono 
Aço-liga 
Aço-inox 
Ferro fundido 
Ferro forjado 
Cobre 
Latão 
Monel 
Níquel, etc. 
 
Não metálicos 
PVC 
Derakane (resina e fibra) 
Polietileno 
Acetato 
Cimento-amianto 
Concreto armado, etc. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 6/100 
1.2. MATERIAS DE CONSTRUÇÃO DOS TUBOS 
 
AÇO-CARBONO 
 
Os tubos mais encontrados na indústria são tubos de aço-carbono devido 
à relação custo beneficio. 
A quantidade de carbono no aço altera sua resistência sendo recomendado 
para temperaturas acima de 400°C e abaixo de O°C os chamados aços 
acalmados que têm uma quantidade de Si adicionada. 
As temperaturas superiores a 400°C, com o tempo, reduzem a resistência 
do aço-carbono devido às deformações permanentes, e ainda devido à 
precipitação do carbono, o que deve ser considerado ao empregar este 
material. 
A norma ANSI/ ASME B.31.3 recomenda o aço carbono para temperaturas 
desde -29°C sendo comum seu uso até -45°C. Acima de 530°C sofre 
intensa oxidação com escamação. 
Quanto maior for a quantidade de carbono no aço maior será a sua dureza 
e maiores serão os limites de resistência e de escoamento; em 
compensação o aumento do carbono prejudica a ductilidade e a 
soldabilidade do aço. Por esse motivo, em aços para tubos limita-se à 
quantidade de carbono até 0,35 %, sendo que até 0,30% de C a solda é 
relativamente fácil, e até 0,25% de C os tubos podem ser dobrados a frio. 
 
AÇOS-LIGA 
 
Tubulações de aços-liga são utilizadas em serviços especiais onde se 
deseja maior resistência em áreas onde o aço carbono não se aplica, como 
regiões de temperaturas extremas, serviços com fluidos perigosos etc. 
Os principais elementos ligantes são: 
 Cr - Cromo: aumenta a resistência à corrosão e a oxidação em altas 
temperaturas (cerca de 2,5% de Cr). 
 Mo – Molibdênio: aumenta a resistência mecânica em temperaturas 
elevadas (resistência à fluência). 
 Ni - Níquel: aumenta a resistência à corrosão e é usado em baixas 
temperaturas. 
 
AÇOS INOXIDÁVEIS 
 
Aços inoxidáveis são produzidos com teor de cromo acima de 12% e têm 
elevada resistência à oxidação mesmo em atmosfera agressiva. 
Possuem alta resistência mecânica mesmo em temperaturas extremas 
com elevada resistência à corrosão. 
Os aços contendo 18% de Cr e 8% de Ni são chamados aços austeníticos 
com boa soldabilidade e facilidade de dobrar a frio. 
Em altas temperaturas (acima de 450°C) ocorre diminuição da resistência 
à corrosão principalmente em meio ácido. O problema é contornado pela 
adição de Ti ou Nb ou pela redução do teor de carbono. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 7/100 
 
FERRO FUNDIDO E FERRO FORJADO 
 
Os tubos de ferro fundido e ferro forjado são usados em instalações de 
baixa pressão normalmente para água, esgoto, instalações secundárias de 
ar comprimido e condensado. 
Os tubos de ferro forjado têm baixa resistência mecânica e boa resistência 
a corrosão, equivalente à do ferro fundido e bem melhor do que a ao aço-
carbono. 
Esses tubos resistem muito bem ao contato com a água; a atmosfera e o 
solo. 
A norma ANSI/ ASME B 31.3 só permite o uso destes tubos para 
hidrocarbonetos e inflamáveis em temperaturas abaixo de 150°C em 
tubulações enterradas com pressão até 1 MPa. Em outros locais a pressão 
pode ir até 2,7 MPa. 
 
NÃO FERROSOS 
 
São fabricados de diversas ligas como latão (Cu-Zn), bronze (Cu-Sn), 
monel (Ni-Cu) etc. e são usados para serviços especiais como steam-
trace, tubos de pequeno diâmetro para ar comprimido, e serviços de alta 
corrosividade. 
 
NÃO METÁLICOS 
 
São fabricados em diversos materiais como cimento, plásticos, cimento-
amianto, cerâmica, vidro, etc. 
Os tubos de materiais plásticos têm substituído com grande vantagem os 
tubos metálicos em serviçosde baixa pressão e em temperaturas 
moderadas. Apresentam grande resistência à corrosão e são facilmente 
moldáveis. Apresentam como desvantagem a baixa resistência mecânica e 
tomam-se quebradiços pela ação da luz ultravioleta. 
 
TUBOS PARA TROCA TÉRMICA 
 
São fabricados com quase todos os materiais metálicos, porém, as 
tolerâncias dimensionais são mais rígidas. São produzidos com diâmetro 
externo entre 3/4 e 2" e com espessuras determinadas em BWG para 
calibre 12, 14 e 16 e ainda em comprimentos entre 4 e 24 pés. 
 
1.3. DIÂMETROS COMERCIAIS DOS TUBOS DE AÇO 
 
Os diâmetros comerciais dos "tubos para condução" (steel pipes) de aço 
carbono e de aços-liga, estão definidos pela norma americana 
ANSI.B.36.10, e para os tubos de aços inoxidáveis pela norma 
ANSI.B.36.19. Essas normas abrangem os tubos fabricados por qualquer 
um dos processos usuais de fabricação. 
Todos esses tubos são designados por um número chamado "Diâmetro 
nominal IPS" (iron pipe size), ou "bitola nominal". A norma ANSI.B.36.10 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 8/100 
abrange tubos desde 1/8" até 36", e a norma ANSI.B.36.19 abrange tubos 
de 1/8" até 12". De 1/8" até 12" o diâmetro nominal não corresponde a 
nenhuma dimensão física dos tubos; de 14" até 36", o diâmetro nominal 
coincide com o diâmetro externo dos tubos. 
Para cada diâmetro nominal fabricam-se tubos com várias espessuras de 
parede. Entretanto, para cada diâmetro nominal, o diâmetro externo é 
sempre o mesmo variando apenas o diâmetro interno, de acordo com a 
espessura dos tubos. Por exemplo, os tubos de aço de 8" de diâmetro 
nominal têm todos um diâmetro externo de 8,625". Quando a espessura 
deles corresponde à série 20, a mesma vale 0,250" e o diâmetro interno 
vale 8,125". Para a série 40, a espessura vale 0,322", e o diâmetro 
interno 7,981"; para a série 80, a espessura vale 0,500", e o diâmetro 
interno 7,625"; para a série 160, a espessura vale 0,906", e o diâmetro 
interno 6,813", e assim por diante. A figura abaixo mostra as seções 
transversais de três tubos de 1" de diâmetro nominal, com diferentes 
espessuras. 
 
 
 
 
 
A série completa de 1/8" até 36" inclui um total de cerca de 300 
espessuras diferentes. Dessas todas, cerca de 100 apenas são usuais na 
prática, e são fabricadas correntemente; as demais espessuras fabricam-
se por encomenda. Os diâmetros nominais padronizados pela norma 
ANSI.B.36.10 são os seguintes: 1/8, 1/4", 3/8", 1/2", 3/4", 1", 11/4", 11/2", 
2", 21/2", 3", 31/2'" 4", 5", 6", 8", 10", 12", 14", 16", 18", 20", 22", 24", 
26", 30" e 36". 
Os tubos de aço são fabricados com três tipos de extremidades, de acordo 
com o sistema de ligação a ser usado: 
 Pontas lisas, simplesmente esquadrejadas. 
 Pontas chanfradas, para uso com solda de topo. 
 Pontas rosqueadas (rosca especificação API-5B e ANSI.B.2.1). 
Os tubos com extremidades rosqueadas costumam ser fornecidos com 
uma luva. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 9/100 
 
Tipos de extremidades de tubos 
 
 
Espessuras de parede dos tubos 
 
São adotadas as "séries" (schedule number) para designar a espessura 
(ou peso) dos tubos. 
O número de série é um numero obtido aproximadamente pela seguinte 
expressão: 
S
P000.1série  
Onde: 
P = pressão de trabalho em psig; 
S = tensão admissível do material em psig. 
 
São padronizadas as séries 10, 20, 30, 40, 60, 80, 100, 120, 140 e 160 
sendo que, para a maioria dos diâmetros nominais, apenas algumas 
dessas espessuras são fabricadas. 
Para diâmetros pequenos, até 2”, é usual na pratica especificarem-se 
apenas tubos de parede grossa (serie 80 ou 160) para que o tubo tenha 
resistência estrutural própria, simplificando assim os suportes e reduzindo 
a ocorrência de vibrações. 
 
1.4. MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS 
 
PRINCIPAIS MEIOS DE LIGAÇÃO DE TUBOS 
 
Os diversos meios usados para conectar tubo servem não só para ligar as 
varas de tubos entre si, como também para ligar os tubos às válvulas, aos 
diversos acessórios, e a outros equipamentos. 
 
Os principais meios de ligação de tubos são os seguintes: 
 
 Ligações rosqueadas 
 Ligações soldadas 
 Ligações flangeadas 
 Ligações de porta e bolsa 
 Outros sistemas de ligação: ligações de compressão, ligações 
patenteadas, etc. 
Vários outros tipos existem de ligações de tubos. A escolha do meio de 
ligação a usar depende de muitos fatores entre os quais: material do tubo, 
grau de segurança, custo, facilidade de desmontagem, localização, 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 10/100 
pressão e temperatura de trabalho, fluido contido, diâmetro do tubo, etc. 
 
Ligações Rosqueadas 
 
As ligações rosqueadas são um dos mais antigos meios de ligação usados 
para tubos. Essas ligações são de baixo custo e de fácil execução. 
Devido á facilidade de vazamentos e á pequena resistência mecânica que 
apresentam o seu uso é limitado a tubos de pequeno diâmetro (até 4") e 
em geral apenas as instalações domiciliares (água, gás), ou serviços 
secundários em instalações industriais (água, ar, condensado de baixa 
pressão). 
As normas exigem que as roscas dos tubos sejam cônicas, e recomendam 
que sejam feitas soldas de vedação nas roscas dos tubos que trabalham 
com fluidos inflamáveis, tóxicos, e outros em que se deva ter maior 
segurança contra vazamentos. 
As ligações rosqueadas são as únicas usadas para tubos galvanizados, 
tanto de aço como de ferro forjado. Empregam-se também ligações 
rosqueadas, embora não exclusivamente em tubos de aço-carbono, aços-
ligas, ferro fundido, plásticos, vidro e porcelana, sempre limitadas até o 
diâmetro nominal de 4". Para tubos de aço inoxidáveis e de metais não-
ferrosos, o rosqueamento é muito raro, devido às paredes finas que 
geralmente têm os tubos desses materiais. 
As varas de tubos são ligadas entre si por meio de luvas ou uniões 
rosqueadas. As roscas, tanto dos tubos como das luvas e uniões são 
cônicas de maneira que, com o aperto há interferência entre os fios das 
roscas, garantindo a vedação. Para auxiliar a vedação usam-se massas 
vedantes, que endurecem no fim de algum tempo, vedando 
completamente. É importante que a massa vedante usada não contamine 
nem seja atacada ou dissolvida pelo fluido circulante. Para serviços com 
água, geralmente usa-se zarcão como massa vedante. 
As uniões são empregadas quando se deseja que a tubulação seja 
facilmente desmontável, ou em arranjos fechados, onde sem a existência 
de uniões o rosqueamento seria impossível. A vedação entre as duas 
meias uniões é conseguida por meio de uma junta que é comprimida com 
o aperto da porca, ou por meio de sedes metálicas integrais, 
cuidadosamente usinadas, em ambas as meias uniões. Emprega-se esse 
ultimo sistema em uniões de boa qualidade para altas temperaturas. 
O rosqueamento enfraquece sempre a parede dos tubos; por essa razão 
quando há ligações rosqueadas usam-se sempre tubos de paredes 
grossas, série. 80, no mínimo. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 11/100 
 
 
Ligações rosqueadas de tubos 
 
 
Ligações soldadas 
 
Em tubulações industriais, a maior parte das ligações são soldadas com 
solda por fusão e os dois tipos principais são os seguintes: 
 
 Solda de topo 
 Solda de encaixe 
 
As ligações soldadas constituem a grande maioria das usadas em 
tubulações industriais. 
Essas ligações têm as seguintes vantagens: 
 Resistência mecânica boa (quase sempre equivalente à do tubo 
inteiro) 
 Estanqueidade perfeita e permanente. 
 Boa aparência 
 Facilidades na aplicação de isolamento térmico e de pintura 
 Nenhuma necessidade de manutenção. 
As principais desvantagens, pouco importantes na maioria dos casos, são 
a dificuldade de desmontagem das tubulações, e a necessidade de mão-
de-obra especializada. 
A solda de topo é o sistema mais usado para a ligação de tubos de 2" ou 
maiores, de aços de qualquer tipo. Podeser aplicada em toda a faixa 
usual de pressões e de temperaturas. É o sistema de ligação mais 
empregado para tubulações de 2"ou maiores, em industrias de 
processamento. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 12/100 
 
 
Solda de topo 
 
A Solda de encaixe é usada na maioria dos tubos industriais com 
diâmetros até 1%".2" inclusive, em toda faixa usual de pressões e de 
temperaturas, para tubos de aço de qualquer tipo. A solda de encaixe é 
empregada também, embora não exclusivamente, em tubos até 4", de 
metais não-ferrosos e de plásticos. 
 
 
 
Solda de encaixe 
 
Ligações Flangeadas 
 
Uma ligação flanqueada é composta de dois flanges, um jogo de parafusos 
ou estojos com porcas e junta de vedação. 
As ligações flangeadas, que são ligações facilmente desmontáveis, 
empregam-se principalmente para tubos de mais de 2" em dois casos 
específicos: 
 
a) Para ligar os tubos com as válvulas e os equipamentos (bombas, 
compressores, tanques, vasos, etc.), e também em determinados 
pontos, no correr da tubulação, onde se deseje facilidade de 
desmontagem, nas tubulações em que, para ligar uma vara na 
outra, sejam usados norma1mente outros tipos de ligação: solda, 
rosca, ponta e bolsa etc. Estão incluídas neste grupo todas as 
tubulações de aço, ferro forjado, metais não-ferrosos e grande 
parte das tubulações de plásticos, vidro e porcelana, onde se 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 13/100 
empregam normalmente as ligações de solda ou de rosca. Incluem-
se também a maioria das tubulações de ferro fundido, cujas varas 
do tubo são usualmente ligadas com ponta e bolsa. 
b) Para a ligação corrente de uma vara na outra, em algumas 
tubulações de 4" ou maiores, de materiais em que não se possa 
empregar solda. Incluem-se neste grupo principalmente as 
tubulações de ferro fundido e as de ferro ou aço com revestimentos 
internos. 
 
Como regra geral, em qualquer caso, as ligações flangeadas devem ser 
usadas no menor número possível, porque são sempre pontos de 
possíveis vazamentos, e também porque são peças caras, pesadas e 
volumosas. 
 
 
 
Ligação flangeada 
 
Os flanges podem ser integrais, isto é, fundidos ou forjados juntamente 
com o tubo, ou independente, soldados ou rosqueados ao tubo. Os flanges 
de válvulas, bombas, compressores, turbinas e outras máquinas, são 
quase sempre integrais com esses equipamentos. 
 
São os seguintes os tipos mais usuais de flanges: 
a) Flange integral - os flanges integrais para tubos são usados apenas 
em alguns casos para tubos de ferro fundido. É o tipo mais antigo 
de flanges e também. o mais resistente. 
b) Flange de pescoço - é o tipo de flange mais usado em tubulações 
industriais para quaisquer pressões e temperaturas. De todos os 
flanges não integrais é o mais resistente, que permite melhor 
aperto, e que dá origem a menores tensões residuais em 
conseqüência da soldagem e das diferenças de temperaturas. O 
flange é ligado ao tubo por uma única solda de topo, ficando a face 
interna do tubo perfeitamente lisa, sem descontinuidades que 
facilitem a concentração de esforços ou a corrosão. A montagem 
com esses flanges é cara porque cada pedaço de tubo deve ter os 
extremos chanfrados para solda, e tem de ser cortado na medida 
certa, com muito pequena tolerância no comprimento. 
c) Flange sobreposto - é um flange mais barato e mais fácil de se 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 14/100 
instalar do que o anterior, porque a ponta do tubo encaixa no 
flange, facilitando o alinhamento e evitando a necessidade do corte 
do tubo na medida exata. O flange é ligado ao tubo por duas soldas 
em ângulo, uma interna e outra externa. Esse flange é usado em 
tubulações não críticas (até 20 kg/cm2 e 400°C) porque o aperto 
permissível é bem menor as tensões residuais são elevadas, e as 
descontinuidades de seção dão origem a concentração de esforços e 
facilitam a erosão e corrosão. 
d) Flange rosqueado - em tubulações industriais esses flanges são 
usados apenas para tubos de metais não-soldáveis (ferro fundido e 
alguns aços-liga não soldáveis), e para alguns tipos de tubos não-
metálicos, como os de materiais plásticos, por exemplo. Empregam-
se também para tubos de aço e de ferro forjado em tubulações 
secundárias (água, ar comprimido, etc.) e em redes domiciliares. 
São recomendadas soldas de vedação entre o flange e o tubo. O 
aperto permissível com esses flanges é pequeno, as tensões 
desenvolvidas são elevadas, e a rosca age como um intensificador 
de esforços, e também como uma permanente causa de vazamento. 
e) Flange de encaixe - esse flange é semelhante ao sobreposto, porém 
é mais resistente e tem um encaixe completo para a ponta do tubo, 
dispensando-se por isso a solda interna. É o tipo de flange usado 
para a maioria das tubulações de aço de pequeno diâmetro, até 2”. 
Por causa da descontinuidade interna não se recomendam esses 
flanges para serviços corrosivos. 
f) Flange solto - esses flanges que são também chamados de "van 
stone" não ficam como os demais presos à tubulação, e sim soltos, 
capazes de deslizar livremente sobre o tubo. Quando se empregam 
esses flanges solda-se a topo na extremidade do tubo uma peça 
especial denominada virola, que servirá de batente para o flange.A 
grande vantagem desses flanges é o fato de ficarem completamente 
fora do contato com o fluido circulante, sendo por isso muito 
empregados em serviços que exijam materiais caros especiais, tais 
como aços inoxidáveis, ligas de Ni, etc., bem como para tubos com 
revestimentos internos. Para todos esses serviços, os flanges podem 
ser de material barato, como ferro ou aço-carbono, ficando apenas 
os tubos e a virola de material especial. 
g) Flange cego - são flanges fechados, usados para extremidades de 
linhas ou fechamentos de bocais flangeados. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 15/100 
 
 
Tipos de flanges 
 
 
JUNTAS PARA FLANGES 
Em todas as ligações flangeadas existe sempre uma junta que é o 
elemento de vedação. 
Quando em serviço, a junta está submetida a uma forte compressão 
provocada pelo aperto dos parafusos, e também a um esforço de 
cisalhamento devido à pressão interna do fluido circulante. 
O material da junta deverá ser deformável e elástico, para compensar as 
irregularidades das faces dos flanges dando una vedação perfeita, e para 
suportar as variações de pressão e de temperatura. 
 
 
 
Tipos de juntas para flanges 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 16/100 
 
 ACESSORIOS DE TUBULAÇÃO 
 
Finalidades Tipos Ângulos 
a) Fazer mudança de 
direção em tubos 
Curvas de raio longo de 22, 1/20 , 
 - Curvas de raios curto 450, 900 e 
 - Curvas de redução 1800 
 - Joelhos 
 - Joelhos de redução 
b) Fazer derivações em 
tubos: 
- Tês normais de 900 
 - Tês de 450 
 - Tês de redução 
 - Peças em “Y” 
 - Cruzetas 
 - Cruzetas de redução 
 - Selas 
 - Colares 
 - Anéis de reforço 
c) Fazer mudança de 
diâmetro em tubos 
- Reduções concêntricas 
 - Reduções excêntricas 
 - Reduções bucha 
d) Fazer ligações de 
tubos entre si: 
- Luvas 
 - Uniões 
 - Flanges 
 - Niples 
 - Virolas (para uso com 
flanges soltos) 
 
e) Fazer o fechamento da 
extremidade de um tubo: 
- Tampões 
 - Bujões 
 - Flanges cegos 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 17/100 
 
 
Acessórios para solda de topo 
 
 
1.6. VÁLVULAS 
 
As válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e 
interromper o fluxo em uma tubulação. São os acessórios mais 
importantes existentes nas tubulações e que por isso devem merecer o 
maior cuidado no seu manuseio. Em qualquer instalação existe sempre o 
menor número possível de válvulas, compatível com o funcionamento da 
mesma, porque as válvulas são peças caras, onde sempre há possibilidade 
de vazamento (em juntas, gaxetas, etc.) e que introduzem perdasde 
carga, às vezes de grande valor. 
As válvulas representam, em média, cerca de 80% do custo de uma 
instalação de processamento. 
A localização das válvulas é disposta de tal modo que facilite a manobra e 
a manutenção das mesmas, e para que as válvulas possam ser realmente 
úteis. 
 
 
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS 
 
Existe uma grande variedade de tipos de válvulas, algumas para uso 
geral, e outras para finalidades específicas. São os seguintes os tipos mais 
importantes de válvulas: 
 
a) Válvulas de Bloqueio: 
 válvulas de gaveta 
 válvulas de macho 
 válvulas de esfera 
 válvulas de comporta 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 18/100 
Denominam-se válvulas de bloqueio as válvulas que se destinam 
primordialmente a apenas estabelecer ou interromper o fluxo, isto é, que 
só devem funcionar completamente abertas ou completamente fechadas. 
 
b) Válvulas de Regulagem: 
 válvulas de globo 
 válvulas de agulha 
 válvulas de controle 
 válvulas de borboleta 
 válvulas de diafragma 
 
Válvulas de regulagem são as destinadas especificamente para controlar o 
fluxo, podendo por isso trabalhar em qualquer posição de fechamento 
parcial. 
 
c) Válvulas que permitem o Fluxo em um só sentido: 
 válvulas de retenção 
 válvulas de retenção e fechamento 
 válvulas de pé 
 
d) Válvulas que controlam a Pressão à Montante: 
 válvulas de segurança e de alívio 
 válvulas de contrapressão 
 
e) Válvulas que controlam a Pressão de Jusante 
 válvulas redutoras e reguladoras de pressão 
 
COMPONENTES PRINCIPAIS DAS VÁLVULAS 
 
Carcaça 
 
O corpo e o castelo são as duas partes em que se divide a carcaça de uma 
válvula. O corpo é a parte principal da carcaça, onde estão o orifício de 
passagem do fluido e as extremidades (com flanges, roscas, etc.) para 
ligação às tubulações. O castelo é a parte superior da carcaça que se 
desmonta para acesso ao interior da válvula. Três meios mais usuais são 
empregados para a fixação do castelo ao corpo da. válvula: 
a) Castelo rosqueado diretamente ao corpo – É o sistema mais barato 
usado apenas em pequenas válvulas de baixa pressão. 
b) Castelo preso ao corpo por uma porca solta de união - Esse sistema 
é empregado para válvulas pequenas (até 2") de boa qualidade, 
para serviços severos ou altas pressões. 
c) Castelo aparafusado - É o sistema usado para válvulas grandes (3" 
em diante) e para qualquer pressão, por ser mais robusto e permitir 
muito melhor vedação. 
Qualquer que seja o sistema de fixação do castelo ao corpo da válvula 
deverá haver sempre uma junta de vedação entre essas duas peças. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 19/100 
Mecanismo interno e gaxetas 
 
O mecanismo móvel interno da válvula (haste, peças de fechamento) e a 
sede, no orifício da válvula, onde o mesmo se assenta, chama-se "trim" 
da válvula. Essas peças, que são as partes mais importantes da válvula, 
estão sujeitas a grandes esforços mecânicos e devem ter uma usinagem 
cuidadosa para que a válvula tenha fechamento estanque: além disso, não 
podem sofrer desgaste por corrosão ou erosão nem deformações por 
fluência, que comprometeriam a estanqueidade da válvula. Por todas 
essas razões é freqüente que o trim da válvula seja feito de um material 
diferente e de melhor qualidade do que o da carcaça. 
Na maioria das válvulas a haste atravessa o castelo, saindo do corpo da 
válvula. Para evitar vazamentos pela haste, existem gaxetas 
convencionais com sobreposta e parafusos, ou com porcas de aperto, ou 
mais raramente, sistemas especiais de vedação, como retentores, foles, 
etc. Quando a haste é rosqueada (com acontece na maioria das válvulas), 
a rosca deve, de preferência estar por fora da gaxeta, para que não haja 
contato da rosca com o fluido, que estragaria a rosca. Nas válvulas 
pequenas, de baixa pressão, a rosca costuma ser interna, por dentro da 
gaxeta, por ser um sistema de construção mais barata. 
As válvulas para temperaturas muito baixas (serviços criogênicos) têm 
uma construção especial com a haste de grande comprimento, ficando as-
sim o volante muito afastado do corpo da válvula, com a finalidade de 
dissipar a temperatura. 
 
Extremidades das válvulas 
 
Todas as válvulas são peças sujeitas a manutenção periódica, e por essa 
razão, em principio deveriam ser desmontáveis da tubulação. Tanto as 
válvulas rosqueadas como as flangeadas, são facilmente desmontadas da 
tubulação para reparos ou substituição. Também são bastante 
empregadas as válvulas com extremidades para solda de encaixe e para 
solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil, mas em 
compensação, não há risco de vazamentos na tubulação. São os seguintes 
os casos de emprego dos principais tipos de extremidade das válvulas: 
a) Extremidades flangeadas - Sistema usado em quase todas as 
válvulas, de qualquer material, empregadas em tubulações 
industriais de 2" ou maiores. 
b) Extremidades para solda de encaixe - Sistema usado principalmente 
em válvulas de aço, de menos de 2", empregadas em tubulações 
ligadas por solda de encaixe. 
c) Extremidades rosqueadas - Sistema usado em válvulas de 4" ou 
menores, empregadas em tubulações em que se permitam ligações 
rosqueadas. 
d) Extremidades para solda de topo - Sistema usado em válvulas de 
aço de mais de 2", em serviços com pressões muito altas ou com 
fluidos em que exijam eliminação absoluta do risco de vazamentos. 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 20/100 
Geralmente não são usadas válvulas com extremos para solda em 
tubulações de materiais que exijam tratamentos térmicos para a 
soldagem, a menos que a tubulação trabalhe a altas pressões. 
 
 
Partes componentes das válvulas 
 
MEIOS DE OPERAÇÃO DAS VÁLVULAS 
 
Há uma variedade muito grande de sistemas usados para a operação das 
válvulas; os principais são os seguintes: 
 
a) Operação manual: por meio de volante 
por meio de alavanca 
por meio de engrenagens, parafusos sem 
fim,etc. 
b) Operação motorizada: pneumática 
hidráulica 
elétrica 
c) Operação automática pelo próprio fluído (por diferença de pressões 
gerada pelo escoamento). 
por meio de molas ou contrapesos. 
 
A operação manual é o sistema mais barato e mais comumente usado; 
emprega-se em todas as válvulas que não sejam automáticas e para as 
quais não se exija operação motorizada. 
No manuseio das válvulas operadas manualmente, durante o seu 
fechamento (principalmente nas gavetas e globo) é necessário que após o 
fechamento total o volante seja girado na posição de abertura de 1/4 de 
volta para evitar o emperramento, manter hastes, roscas, lubrificados e 
acionados quando possível e evitar manusear seus volantes com chaves 
“F” desproporcionais para não quebrá-los. 
O fechamento das válvulas corresponde sempre à rotação da haste no 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 21/100 
sentido dos ponteiros do relógio, para quem olha a haste do extremo para 
o corpo da válvula. Nas válvulas com operação manual empregam-se os 
volantes ou as alavancas em válvulas até 12", e os sistemas com 
engrenagens de redução ou parafusos sem fim para válvulas maiores, a 
fim de tomar a operação mais leve . 
Para a operação manual de válvulas situadas fora do alcance do operador 
utilizam-se volantes ou alavancas com correntes, para válvulas de 2" ou 
maiores, colocadas acima do operador, e hastes de extensão, para 
válvulas, de qualquer tamanho, colocadas abaixo do operador. 
Os volantes para corrente têm uma coroa dentada onde se engrenam os 
elos da corrente; deve haver sempre um dispositivo de guia que impeça o 
desengate e a queda da corrente. As hastes de extensão terminam em um 
pedestal para a manobra do volante; quando o comprimento for muito 
grande devem existir mancais intermediários de guia. 
A operação motorizada é empregada apenas nos seguintes casos: 
 em válvulas comandadas por instrumentosautomáticos; 
 em válvulas situadas em posições inacessíveis; 
 em certas válvu1as muito grandes, em que seja difícil a 
operação manual. 
Nos sistemas de operação motorizada, hidráulica ou pneumática a haste 
da válvula é comandada diretamente por um êmbolo ou um diafragma 
sujeita à pressão de um líquido ou de ar comprimido. O comando 
hidráulico bastante mais raro na prática do que o comando pneumático, é 
usado quase somente para válvulas muito grandes. A operação 
motorizada pneumática é o sistema mais usado nas válvulas comandadas 
por instrumentos automáticos. 
 
 
 
 
Válvula com acionador hidráulico Válvula com acionador elétrico 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 22/100 
TIPOS DE VÁLVULAS 
 
Válvulas de gaveta 
 
Esse é o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. Os 
principais empregos das válvulas de gaveta são os seguintes: 
a) Em quaisquer diâmetros para todos os serviços de bloqueio em 
linhas de água, óleo e líquidos em geral, desde que não sejam muito 
corrosivos, nem deixem muitos sedimentos ou tenham grande 
quantidade de sólidos em suspensão. 
b) Em diâmetros acima de 8" para bloqueio em linhas de vapor. 
c) Em diâmetros acima de 2" para bloqueio em linhas de ar. 
Em qualquer um desses serviços, as válvulas de gaveta são usadas para 
quaisquer pressões e temperaturas. 
O fechamento nessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça 
chamada de gaveta, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula, e 
perpendicularmente ao sentido geral de escoamento do fluido. 
Quando completamente abertas, a perda de carga causada pelas válvulas 
de gaveta é desprezível. Essas válvulas só devem trabalhar 
completamente abertas ou completamente fechadas, isto é, são válvulas 
de bloqueio a não de regulagem. Quando parcialmente abertas, causam 
perdas de carga muita elevadas e também laminagem da veia fluida, 
acompanhada muitas vezes de cavitação e violenta corrosão e erosão. 
Observe-se que as válvulas de gaveta são sempre de fechamento lento 
sendo impossível fecha-las instantaneamente: o tempo necessário para o 
fechamento será tanto maior quanto maior for a válvula. Essa é uma 
grande vantagem das válvulas de gaveta, porque assim controla-se o 
efeito dos golpes de aríete. 
As válvulas de gaveta dificilmente dão uma vedação absolutamente 
estanque; entretanto na maioria das aplicações práticas, tal vedação não 
é necessária. Diz-se que uma válvula dá uma vedação absolutamente 
estanque quando, com a válvula completamente fechada, submetendo-se 
à máxima pressão de serviço, não há o menor vazamento do outro lado. 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 23/100 
 
Válvula de Gaveta 
 
Válvulas de macho 
 
As válvulas de macho aplicam-se principalmente nos serviços de bloqueio 
de gases (em quaisquer diâmetros, temperaturas e pressões), e também 
no bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral (em pequenos 
diâmetros e baixas pressões). As válvulas macho são recomendadas 
também para serviços com líquidos que deixem sedimentos ou que 
tenham sólidos em suspensão. 
Nessas válvulas o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho) 
onde há um orifício bloqueado, no interior do corpo da válvula. São 
válvulas de fecho rápido, porque se fecham com 1/4 de volta do macho ou 
da haste. As válvulas macho só devem ser usadas como válvulas de 
bloqueio,isto é, não devem funcionar em posições de fechamento parcial. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 24/100 
 
 
 
Válvula de macho 
 
Variante das válvulas de Macho: 
 
Válvulas de esfera 
 
O macho nessas válvulas é uma esfera, que gira sobre um orifício, 
deslizando entre anéis retentores de material resiliente (borracha, 
neoprene, teflon, etc.), tornando a vedação absolutamente estanque. As 
vantagens da válvula de esfera sobre as de gaveta são o menor tamanho, 
peso, custo, melhor vedação e maior facilidade de operação. Algumas 
válvulas de esfera têm dispositivos especiais de dupla sede, que são 
anunciados como garantindo perfeita vedação no caso de destruição dos 
anéis retentores, estando a válvula envolvida por um incêndio. 
Existem válvulas desse tipo que têm o furo na esfera em forma de “V” e 
que podem ser empregadas tanto para bloqueio como para regulagem. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 25/100 
 
 
 
Válvula de esfera 
 
Válvulas de 3 ou 4 vias 
 
O macho nessas Válvulas é furado em “T”, em "L" ou cruz, dispondo a 
válvula de 3 ou 4 bocais para ligação às tubulações. As válvulas de 3 e 4 
vias são fabricadas e empregadas apenas em diâmetros pequenos, até 4". 
 
 
 
Válvula de 3 vias 
 
Válvulas de Globo 
 
Nas válvulas globo o fechamento é feito por meio de um tampão que se 
ajusta contra a sede da válvula, cujo orifício está geralmente em posição 
paralela ao sentido geral de escoamento do fluido. As válvulas de globo 
podem trabalhar em qualquer posição de fechamento, isto é, são válvulas 
de regulagem. Causa, entretanto, em qualquer posição fortes perdas de 
carga. 
As válvulas globo dão uma vedação bem melhor do que as válvulas 
gaveta, podendo-se conseguir, principalmente em válvulas pequenas, 
uma vedação absolutamente estanque. Na maioria das válvulas globo o 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 26/100 
fechamento é de metal contra metal, o que torna essas válvulas à prova 
de fogo desde que todos os metais sejam de alto ponto de fusão (mais de 
1.100°C). Em algumas válvulas, de tamanhos pequenos, tem-se o tampão 
com um anel não metálico, de borracha, couro, neoprene, plásticos, etc. 
Essas válvulas, que estão tão limitadas às temperaturas de trabalho dos 
materiais não metálicos do tampão, dão uma vedação muito boa e 
destinam-se, entre outras aplicações, a serviço com fluidos corrosivos. O 
tampão pode ser integral com a haste, que é o sistema usado em válvulas 
pequenas e baratas, ou desmontável, que é a disposição usual nas 
válvulas maiores de melhor qualidade. Exceto em válvulas pequenas e 
baratas, a sede costuma ser postiça e substituível. 
As válvulas globo devem ser instaladas de forma que o fluido entre 
sempre pela face inferior do tampão. Essa disposição tem a vantagem de 
poupar as gaxetas, porque a pressão não fica agindo permanentemente 
sobre elas, e também de permitir, em muitos casos, o reengaxetamento 
com a válvula em serviço. 
As válvulas globo são usadas principalmente para serviços de regulagem e 
de fechamento estanque em linhas de água, óleos, líquidos em geral (não 
muito corrosivo), e para o bloqueio e regulagem em linhas de vapor e de 
gases. Para todos esses serviços as válvulas globo são empregadas para 
quaisquer pressões e temperaturas, em diâmetros até 8". Não se 
fabricam válvulas de globo em diâmetros maiores porque seriam muito 
caras e dificilmente dariam una boa vedação. 
 
 
 
 
Válvula de globo 
 
 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 27/100 
Variantes das válvulas globo: 
 
Válvulas angulares 
As válvulas angulares têm os bocais de entrada e de saída a 900, um com 
o outro, dando por isso perdas de carga bem menores do que as válvulas 
de globo normais. Essas válvulas têm pouco uso em tubulações industriais 
porque uma válvula, em principio, não deve sofrer os esforços aos quais 
as curvas e joelhos estão geralmente submetidos. Por essa razão, só se 
devem usar válvulas angulares, quando localizadas em uma extremidade 
livre da linha, principalmente tratando-se de linhas quentes. 
 
 
 
 
Válvula angular 
 
Válvulas em 'Y" 
 
Essas válvulas têm a haste a 450 com o corpo, de modo que a trajetória 
da corrente fluida fica quase retilínea, com um mínimo de perdas de 
carga. Essas válvulas são muito usadas para bloqueio e regulagem de 
vapor. 
 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 28/100 
Válvulas em 'Y" 
Válvulas de agulha 
 
O tampão nessas válvulas é substituído por uma peça cônica, aagulha, 
permitindo um controle de precisão do fluxo. São válvulas usadas para 
regulagem fina de líquidos e gases, em diâmetros até 2". 
 
 
 
Válvula de agulha 
 
Válvulas de retenção 
 
Essas válvulas permitem à 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. 
Empregam-se as válvulas de retenção quando se quer impedir em 
determinada linha qualquer possibilidade de retorno do fluído por inversão 
do sentido de escoamento. Citaremos dois casos típicos de uso válvulas de 
retenção: 
 
a) Linhas de recalque de bombas (imediatamente após a bomba) 
quando se tiver mais de uma bomba em paralelo descarregando no 
mesmo tronco. As válvulas de retenção servirão nesse caso para 
evitar a possibilidade de ação de uma bomba que estiver operando 
sobre outras bombas que estiverem paradas. 
b) Linha de recalque de uma bomba para um tanque elevado ou como 
refluxo de uma torre elevada. A válvula de retenção evitará o 
retomo do líquido no caso de ocorrer uma paralisação súbita no 
funcionamento da bomba. 
As válvulas de retenção devem sempre ser instaladas de tal maneira que 
a ação da gravidade tenda a fechar a válvula. Em tubos verticais, por 
exemplo, as válvulas de retenção só podem ser colocadas se o fluxo for 
ascendente. 
Existem três tipos principais de válvulas de retenção: 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 29/100 
 
Válvulas de retenção de levantamento 
 
O fechamento dessas válvulas é feito por meio de um tampão, semelhante 
ao das válvulas globo, cuja haste desliza em uma guia interna. O tampão 
é mantido suspenso, afastado da sede, por efeito da pressão do fluido 
sobre a sua face inferior. É fácil de entender que caso haja tendência à 
inversão do sentido de escoamento, a pressão do fluido sobre a face 
superior do tampão, aperta-o contra a sede, interrompendo o fluxo. 
Existem modelos diferentes para trabalhar em posição horizontal e 
posição vertical. As válvulas de retenção de pistão são uma variante desse 
tipo nas quais a peça de fechamento é um pistão deslizante. 
Todas essas válvulas causam perdas de carga bastante elevadas, não 
sendo por isso fabricadas nem usadas para diâmetros acima de 6". 
As válvulas desse tipo são adequadas ao trabalho com gases e vapores. 
Não devem ser usadas para fluidos que deixem sedimentos ou depósitos 
sólidos. 
 
 
 
Válvula de retenção de levantamento 
 
Válvulas 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. Existem 
também modelos para trabalhar em posição horizontal (mais comum) ou 
vertical. 
As perdas de carga causadas, embora elevadas, são menores do que as 
introduzidas pelas válvulas de retenção de levantamento. As válvulas de 
portinhola não devem ser usadas em tubulações sujeitas a muito 
freqüentes inversões de sentido de fluxo, porque nesse caso tem 
tendência a vibrar fortemente. 
Para diâmetros muito grandes, acima de 12", essas válvulas costumam 
ter a portinhola balanceada, isto é, o eixo de rotação atravessa a 
portinhola que fica assim com uma parte para cada lado do eixo. A 
finalidade dessa disposição é amortecer o choque de fechamento da 
válvula quando houver inversão do fluxo. 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 30/100 
Algumas válvulas de retenção desse tipo têm uma alavanca externa, com 
a qual a portinhola pode ser aberta ou fechada, à vontade, quando 
necessário. 
 
 
 
 
Válvula de retenção de portinhola 
 
Válvulas de retenção de esfera 
 
Essas válvulas são semelhantes às válvulas de retenção de levantamento, 
sendo porém o tampão substituído por uma esfera. É o tipo de válvula de 
retenção cujo fechamento é mais rápido. Essas válvulas, que são muito 
boas para fluidos de alta viscosidade, são fabricadas e usadas apenas para 
diâmetros até 2". 
 
 
Válvula de retenção de esfera 
 
Válvulas de retenção de pé 
 
São válvulas de retenção especiais para manter a escorva nas linhas de 
sucção de bombas. São semelhantes às válvulas de retenção de 
levantamento, tendo geralmente no tampão um disco de material 
resiliente (couro, borracha, etc.), para melhorar a vedação. Possuem 
também uma grade externa de proteção. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 31/100 
 
Válvula de retenção de pé 
 
Válvulas de borboleta 
 
Essas válvulas são usadas principalmente por tubulações de grande 
diâmetro (mais de 20",), de baixa pressão onde não se exija vedação 
perfeita, para serviços com água, ar, gases, materiais pastosos, bem 
como para líquidos sujos ou contendo sólidos em suspensão. O 
fechamento da válvula é feito por meio de uma peça circular que pivota 
em torno de um diâmetro perpendicular ao sentido de escoamento do 
fluido. A válvula de borboleta mostrada é do tipo "wafer" destinada a ser 
instalada entre dois flanges de tubulação. Existem também válvulas de 
construção convencional com flanges integrais, que evidentemente são 
mais pesadas e mais compridas do que o modelo da figura. 
 
 
 
Válvula de borboleta 
 
Válvulas de diafragma 
 
São válvulas sem gaxeta muito usadas para fluidos corrosivos, tóxicos, 
inflamáveis, ou perigosos de um modo geral. O fechamento da válvula é 
feito por meio de um diafragma flexível que é apertado contra a sede; o 
mecanismo móvel que controla o diafragma fica completamente fora do 
contato com o fluido. 
As válvulas de diafragma são quase sempre válvulas pequenas (até 6"), 
geralmente de materiais não metálicos ou de metais com revestimentos 
internos especiais contra a corrosão (vidro, porcelana, ebonite, borracha, 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 32/100 
plásticos, etc.). A temperatura limite de trabalho da válvula está em geral 
na dependência do material empregado no diafragma que varia conforme 
o fluido conduzido (borracha natural, borrachas sintéticas, neoprene, 
teflon,etc.). 
 
 
 
Válvula de diafragma 
 
Válvulas redutoras de pressão 
 
As válvulas redutoras de pressão regulam a pressão a jusante da válvula, 
fazendo com que essa pressão mantenha-se dentro de limites 
preestabelecidos. 
Essas válvulas são automáticas, isto é, funcionam sem intervenção de 
qualquer ação externa. Em muitas delas o funcionamento se faz através 
de uma, pequena válvula-piloto, integral com a válvula principal e atuada 
pela pressão de montante, que dá ou não passagem ao fluido para a 
operação da válvula principal. Tanto a válvula-piloto com a principal 
fecham-se por meio de molas de tensão regulável de acordo com a 
pressão desejada. 
 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 33/100 
Válvula redutora de pressão 
 
Válvulas de controle 
 
Essas válvulas são usadas em combinação com instrumentos 
automáticos, e comandadas à distância por esses instrumentos, para 
controlar a vazão ou a pressão de um fluido. A válvula tem sempre um 
atuador (pneumático, hidráulico ou elétrico), que faz movimentar a peça 
de fechamento, em qualquer posição, em determinada proporção, por um 
sinal recebido de uma fonte motriz externa. Esse sinal (a pressão do ar 
comprimido, por exemplo) é comandado diretamente pelo instrumento 
automático. 
A válvula em si é quase sempre semelhante a uma válvula de globo. Para 
diminuir o esforço necessário à operação, e assim facilitar o controle, 
essas válvulas têm freqüentemente dois tampões superpostos na mesma 
haste, que se assentam em duas sedes colocadas de tal maneira que a 
pressão do fluido exercida sobre um tampão contrabalança a pressão 
exercida sobre o outro. 
 
 
 
Válvula de controle 
 
DISPOSITIVOS DE ALIVIO DE PRESSÃO 
 
Generalidades 
 
Na indústria de processos para todos os vapores, gases e líquidossob 
pressão há necessidade de instalar dispositivos de segurança e alivio para 
garantir que não haja acidentes por excesso de pressão. Dentre estes 
dispositivos os principais são as válvulas de segurança e de alivio de 
pressão e os discos de ruptura. 
Essas válvulas que controlam a pressão à montante abrindo-se 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 34/100 
automaticamente quando essa pressão ultrapassar um determinado valor 
para o qual a válvula foi ajustada, são chamadas de "válvulas de 
segurança" quando destinadas a trabalhar com fluidos elásticos (vapor, 
ar, gases) e de "válvulas de alivio", quando destinadas a trabalhar com 
líquidos, que são fluidos incompressíveis. 
Devido a compressibilidade e a força elástica para fazer cair a pressão de 
um gás é necessário que um grande volume de gás possa escapar em um 
tempo muito curto. Por essa razão o desenho dos perfis da sede e do 
tampão nas válvulas de segurança é feito de tal forma que a abertura 
total se dê imediatamente após ser atingida a pressão de abertura, nas 
válvulas de alívio pelo contrário a abertura é gradual atingindo o máximo 
com 110 a 125% da pressão de abertura porque uma pequena quantidade 
de líquido que escape faz logo abaixar muito a pressão. 
 
Válvulas de segurança e de alívio de pressão 
 
Basicamente, o principio de funcionamento dos diversos tipos existentes 
de válvulas automáticas de proteção de equipamentos, contra excesso de 
pressão, é o mesmo diferindo apenas no desenho interno, devido às 
diferentes condições de emprego de cada tipo. Tal principio resume-se no 
seguinte: 
 trata-se de um dispositivo que consiste de uma mola ou contrapeso 
regulável, que age sobre um disco ou uma esfera, pressionando-a 
contra uma sede. A uma pressão previamente determinada capaz de 
vencer a tensão exercida pela mola ou contrapeso, o disco ou esfera 
se desloca, permitindo o fluxo através da sede. Quando a pressão é 
aliviada, caindo a um valor abaixo daquele que provocou a abertura 
da válvula, o disco ou esfera retorna à posição anterior. 
Nas válvulas de segurança a sede (ou disco) quando começa a abrir 
oferece una área adicional à pressão do sistema ajudando-a no sentido de 
uma abertura mais rápida. Junto à sede da válvula existe um anel 
ajustável que permite aumentar aquela área adicional ao regular-se ao 
referido anel. Podemos regular também a pressão das descargas dos 
gases (blow down) tendo-se o cuidado durante o ajustamento para não 
diminuir excessivamente a pressão de descarga dos gases, pois isto 
produzirá golpes no instante da abertura e também dificultara a rapidez 
da ação. Nas válvulas de alívio, a superfície, exposta é a mesma, desde o 
começo até o fim da abertura, portanto tem-se um levantamento 
gradativo da válvula até chegar a abertura total em caso da pressão 
continuar subindo. 
As válvulas de segurança geralmente têm regulação nas molas, podendo-
se ajustar pela tensão da mola e por uma porca ajustável que fica na 
parte superior da haste. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 35/100 
 
 
Válvula de segurança 
 
Válvula de pressão e vácuo 
 
Outro tipo de alívio de pressão é a válvula de pressão e vácuo utilizada em 
tanques de estocagem também chamadas de quebra vácuo ou ventosas. 
Sua finalidade é dar alivio aos vapores do produto gerados em 
conseqüência da elevação da temperatura ambiente, ou nas ocasiões em 
que se registra enchimento do tanque, para isto abrindo-se a uma pressão 
ligeiramente superior à pressão atmosférica, e também a de possibilitar a 
entrada de ar no tanque nas ocasiões de descarregamento do mesmo. 
Seu principio de funcionamento baseia-se em um dispositivo que conta 
com dois bocais de alívio independentes e cuja vedação é feita através de 
um disco contra uma sede, que são instaladas de maneira inversa, 
abrindo-se um deles no caso de pressão no interior do tanque, e o outro 
no caso de vácuo. 
 
Disco de ruptura 
 
É um dispositivo que pode em alguns casos substituir as válvulas na 
proteção contra excesso de pressão ou trabalhar em conjunto com elas. 
São dispositivos de segurança com a função de proteger um sistema 
líquido ou gases, ante um excesso de pressão por um mau funcionamento 
dos equipamentos mecânicos, disparos de reação ou por incêndios 
internos ou externos. Este dispositivo oferece um alivio instantâneo e sem 
restrições. Além disso, pode ser empregado para sistemas com fluidos 
corrosivos ou instáveis (formadores de polímeros), para proteger a sede e 
assegurar o bom funcionamento das válvulas de segurança. Neste caso o 
equipamento tem um disco de ruptura antes da PSV. 
Trata-se de um disco que, normalmente, é pressionado entre dois flanges 
acoplados ao equipamento a ser protegido. 
Seu rompimento a uma pressão previamente determinada propiciará alivio 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 36/100 
no caso de excesso de pressão no sistema, protegendo, assim, o 
equipamento desejado. 
O material empregado comumente é alumínio, níquel, ou aço inox, mas às 
vezes é construído para processos especiais em cobre, prata, platina, 
titânio, etc. 
 
 
Disco de ruptura 
 
1.7. JUNTAS DE EXPANSÃO 
 
As juntas de expansão são peças não-rígidas que se intercalam nas 
tubulações com a finalidade de absorver total ou parcialmente as 
dilatações provenientes das variações de temperatura e também de 
impedir a propagação de vibrações. 
As juntas de expansão são, entretanto, raramente usadas: na maioria dos 
casos, o controle da dilatação térmica dos tubos é feito simplesmente por 
um traçado conveniente dado à tubulação, com diversas mudanças de 
direção, de maneira que a tubulação tenha flexibilidade própria o 
suficiente. 
São os seguintes os principais casos em que se justifica o emprego de 
juntas de expansão: 
a) Quando o espaço disponível é insuficiente para que se possa ter um 
trajeto da tubulação com flexibilidade capaz de absorver as 
dilatações. 
b) Em tubulações de diâmetro muito grande (acima de 20"), ou de 
material muito caro, onde haja interesse econômico em fazer-se o 
trajeto o mais curto possível. 
c) Em tubulações que por exigências de serviço devam ter trajetos 
diretos retilíneos, com um mínimo de perdas de carga ou de 
turbilhonamentos. 
d) Em tubulações sujeitas a vibrações de grande amplitude. 
e) Em certas tubulações ligadas a equipamentos delicados, ou muito 
sensíveis. A junta de expansão servirá, nesse caso, para evitar a 
possibilidade de transmissão de esforços da tubulação para o 
equipamento. 
f) Para a ligação direta entre dois equipamentos. 
 
Comparando-se uma junta de expansão com uma tubulação com curvas 
capazes de absorver uma dilatação equivalente, verifica-se que a 
tubulação com curvas, devido ao maior comprimento de tubo necessário, 
conduz a maiores valores das perdas de carga e das perdas de calor, 
acréscimo esse que pode chegar a 30%. Em compensação, as juntas de 
expansão são em geral mais caras do que o comprimento adicional de 
tubo, principalmente para pequenos diâmetros. A desvantagem mais séria 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 37/100 
das juntas de expansão é, porém, o fato de constituírem sempre um 
ponto fraco da tubulação, sujeito a defeitos, a vazamentos, e a maior 
desgaste, podendo dar origem a sérios acidentes, e com necessidade 
constante de inspeção e de manutenção: essa é a principal razão do seu 
pouco uso. 
 
 
Juntas de expansão 
 
1.8. AQUECIMENTO DAS TUBULAÇÕES 
 
O aquecimento das tubulações pode ser feito com as seguintes 
finalidades: 
a) Manter os líquidos de alta viscosidade em condições de 
escoamento; 
b) Manter determinados líquidos, por exigência de serviço, dentro de 
certos limites de temperatura. Para qualquer uma das duas 
finalidades acima o aquecimento deve ser feito em regime contínuo. 
No caso de líquidos de alta viscosidade basta, às vezes, aquecer 
apenas nos períodos de frio,quando a temperatura ambiente 
estiver muito baixa. 
c) Pré aquecer os tubos, no início do funcionamento, para liquefazer 
depósitos sólidos que se tenham formado no interior dos tubos, 
enquanto o sistema esteve parado. Com essa finalidade, basta que 
o aquecimento seja feito no período inicial de funcionamento, 
depois de cada interrupção prolongada de serviço. 
Observe-se que o aquecimento dos tubos não se destina a elevar a 
temperatura do líquido circulante, deseja-se apenas compensar as perdas 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 38/100 
de calor que se dão ao longo da tubulação, para que a temperatura inicial 
do líquido seja mantida. 
O meio de aquecimento mais usado em tubulações industriais é o vapor 
de baixa ou de média pressão (0,7 a 10 kgfcm2) através de “steam-
tracing”. Qualquer que seja o sistema de aquecimento empregado nunca 
pode dispensar o isolamento térmico da tubulação, sem o qual a eficiência 
do aquecimento seria baixíssima. 
De um modo geral, devem ser aquecidas as tubulações que trabalham 
com líquidos de alta viscosidade, alto ponto de congelamento, ou líquidos 
que tendam a formar depósitos sólidos quando resfriados. Algumas vezes 
é necessário também o aquecimento em linhas de gases liquefeitos, para 
evitar o congelamento em pontos onde haja uma forte descompressão do 
gás, como é o caso, por exemplo, no trecho a jusante de certas válvulas 
de controle. 
 
SISTEMAS USADOS PARA O AQUECIMENTO 
 
São os seguintes os principais sistemas usados para o" aquecimento das 
tubulações: 
 
Tubos de aquecimento externos paralelos 
 
O aquecimento é feito por um ou mais tubos de vapor, paralelos, de 
pequeno diâmetro (steam-tracers), justaposto externamente ao tubo 
principal. 
Os tubos de vapor são amarrados no tubo a aquecer, e o conjunto todo é 
envolvido com isolamento térmico. 
Esse sistema tem as vantagens do baixo custo inicial, facilidade de 
manutenção e impossibilidade de contaminação do fluido circulante pelo 
vapor e vice-versa. Em compensação, as desvantagens são o aquecimento 
irregular e de difícil controle, troca de calor apenas por irradiação e 
convecção, e aquecimento inicial lento. Pode-se conseguir melhor 
eficiência da troca de calor, preenchendo-se os espaços entre os tubos de 
aquecimento e o tubo a aquecer, com massas especiais que possuem alto 
coeficiente de transmissão de calor. 
 
 
Aquecimento em paralelo 
 
Tubo de aquecimento externo em espiral 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 39/100 
Nesse sistema, o tubo de aquecimento, por onde corre o vapor, é 
enrolado em espiral no tubo a aquecer. Essa disposição é usada apenas 
quando se deseja uma troca de calor mais intensa, ou para aquecimento 
de acessórios e equipamentos de formato irregular. O aquecimento por 
tubo em espiral é bem mais caro e complicado do que o por tubos 
paralelos permitindo, entretanto um aquecimento mais intenso e mais 
uniforme. Cada ramal de tubo de aquecimento só pode abranger um 
pequeno comprimento de tubo principal. 
 
 
Aquecimento em espiral 
 
Camisa externa 
Nesse sistema o fluido de aquecimento corre por um tubo externo de 
diâmetro maior envolvendo completamente o tubo a aquecer. A camisa 
externa de aquecimento é uma solução complicada, de preço elevado e de 
manutenção custosa. A dilatação diferencial entre o tubo interno e a 
camisa é sempre difícil de ser compensada; há ainda a possibilidade de 
contaminação em conseqüência de qualquer vazamento, que por sua vez 
é também difícil de ser descoberto, localizado e reparado. Em 
compensação, esse sistema permite um aquecimento rápido, intenso e 
controlado, sendo por isso empregado apenas quando houver necessidade 
desses requisitos. O fluido de aquecimento pode ser vapor de baixa 
pressão, água quente, óleos ou fluidos especiais de alto ponto de ebulição, 
com os quais conseguem-se temperaturas mais altas com baixas 
pressões. 
 
 
Camisa externa 
 
1.9. ISOLAMENTOS TÉRMICOS 
 
Todos os isolamentos térmicos têm por finalidade geral reduzir as trocas 
de calor do tubo para o meio ambiente, ou vice-versa. Distinguem-se duas 
classes gerais de isolamentos térmicos: 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 40/100 
a) Isolamentos para linhas quentes, isto é, para tubos cujas 
temperaturas de operação sejam superiores à temperatura 
ambiente. 
b) Isolamentos para linhas frias, isto é, para tubos cujas temperaturas 
de operação sejam inferiores à temperatura ambiente. 
 
Tanto para as linhas quentes como para as frias, o isolamento térmico 
pode ser usado por diversas razões, com finalidades específicas 
diferentes, que são as seguintes: 
 
1. Motivo econômico - As perdas de calor ou de frio, de um fluido 
para o exterior, representam um desperdício da energia 
empregada no aquecimento, ou na refrigeração. O emprego do 
isolamento térmico resulta, portanto, em economia de energia. 
2. Motivo de serviço - Em muitos casos, independente de razões 
econômicas, o isolamento térmico deve ser aplicado por 
exigências da natureza do serviço, seja para manter o fluido em 
uma determinada temperatura, seja para conseguir que o fruído 
possa chegar ao destino com a temperatura desejada. A 
manutenção de um fluido em uma determinada temperatura 
pode ser necessária, entre outras razões, para evitar o 
congelamento, a vaporização, a polimerização ou transformações 
químicas no fluido. 
3. Proteção pessoal - O isolamento térmico pode também ser 
necessário para evitar queimaduras em alguém que se encoste à 
tubulação, ou, em alguns casos, para evitar o desconforto da 
excessiva irradiação de calor. 
O isolamento para linhas frias pode ainda ser necessário por uma outra 
razão, que é evitar a formação de orvalho ou de gelo na superfície dos 
tubos, provenientes da condensação da umidade do ar. O orvalho se 
forma nos tubos cuja temperatura seja inferior à ambiente, mas superior 
a 0 0C; o gelo se forma nos tubos cuja temperatura seja inferior a 0 0C. 
 
 
Isolamento térmico 
 
 
1.10. PURGADORES DE VAPOR 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 41/100 
ELIMINAÇÃO DO CONDENSADO 
 
Imaginemos o que ocorre no momento em que o vapor entra no sistema 
desde a caldeira e encontra as superfícies das tubulações de distribuição e 
os equipamentos frios. Haverá um diferencial de temperatura elevado 
entre o vapor e as paredes metálicas, acarretando uma grande velocidade 
na transferência de calor. Nesta condição, o consumo de vapor será alto, 
pois, a condensação se dará de forma muito rápida. 
À medida que o diferencial de temperatura vai diminuindo, menor será a 
quantidade de condensado formado, sendo também menor o consumo de 
vapor. No momento em que as temperaturas do vapor e das superfícies 
metálicas se equilibrarem, a taxa de condensação será mínima e o 
consumo de vapor se manterá estável. 
Existe a necessidade de se eliminar o condensado dos sistemas com o 
intuito de agilizar os tempos de aquecimento. Supondo um equipamento 
conforme a figura, se colocarmos um furo em sua parte inferior, todo o 
condensado será eliminado 
 
Vapor
Condensado
 
 
Porém, além do condensado, também haverá descarga de vapor. Se o 
objetivo é aproveitar toda a energia do vapor no processo, temos que 
pensar em algo que possa descarregar o condensado sem perder vapor. 
 
PURGADORES DE VAPOR 
 
Somente através da aplicação de válvulas automáticas conseguimos 
garantir a descarga do condensado sem perda de vapor. Isso porque 
essas válvulas reagem, abrindo ou fechando, em função da presença de 
condensado. 
Válvulas assim são chamadas de PURGADORES e sua função é drenar 
condensado sem perder vapor. Existem vários tipos de purgadores, cada 
qual com suas características próprias de funcionamento, que definem sua 
aplicação ideal. Se as condições de operação de todos os pontos de 
aplicação fossem as mesmas, teríamos um único tipo de purgador paraatendê-las. Porém, na prática, isso não ocorre. Portanto, não existe um 
purgador universal, que se aplique em qualquer condição de processo. 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 42/100 
Além do condensado, temos que levar em consideração também o efeito 
nocivo do ar em sistemas de vapor. Nem todos os purgadores possuem 
características de eliminadores de ar. 
 
TIPOS DE PURGADORES 
 
Os tipos de purgadores diferenciam-se basicamente pelas várias formas 
de acionamento, sendo assim divididos: 
 
PURGADORES TERMOSTÁTICOS 
 
Este tipo identifica e diferencia vapor e condensado através da diferença 
de temperatura, sensibilizado por um elemento termostático. Para ser 
eliminado, o condensado deve atingir uma temperatura abaixo da 
temperatura de saturação. Os purgadores termostáticos podem ser: 
 
 de pressão balanceada 
 de expansão líquida 
 bimetálicos 
 
PURGADORES MECÂNICOS 
 
Operam em função da diferença de densidade entre vapor e condensado. 
Essa diferença faz atuar um elemento que se movimenta num 
determinado sentido, atuando sobre o orifício de descarga. Podem ser: 
 
 de bóia livre 
 de bóia e alavanca 
 de balde aberto 
 de balde invertido 
 
PURGADORES TERMODINÂMICOS 
 
 A abertura se dá pela diferença de velocidade entre vapor e condensado. 
Essa ação ocorre num disco que bloqueia a passagem com a alta 
velocidade do reevaporado e abre com a baixa velocidade do condensado. 
 
OUTROS TIPOS 
 
São aqueles que não se classificam em nenhuma das categorias 
anteriores. Podem ser: 
 
 tipo labirinto 
 tipo impulso 
 
Purgadores termostáticos de pressão balanceada 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 43/100 
O elemento termostático é uma cápsula preenchida com uma mistura à 
base de álcool, que sofre a ação de expansão ou retração em função da 
temperatura. Na extremidade da cápsula localiza-se a esfera, que age 
sobre o orifício. O elemento é fixo em sua parte superior, fazendo com 
que haja livre movimento da esfera no sentido vertical. 
 
No início do processo, o vapor circula pelo sistema empurrando o ar 
presente, sendo este imediatamente eliminado pelo purgador. O 
condensado frio que vem em seguida também é descarregado. O 
condensado quente que vem a seguir faz com que haja absorção de calor 
pelo elemento, que será transmitido para a mistura alcoólica. Pelo fato 
desta possuir ponto de ebulição abaixo da temperatura de ebulição da 
água, a mistura entrará em ebulição antes da chegada do vapor, 
aumentando a pressão interna do elemento, sendo esta maior que a 
pressão existente no corpo do purgador. Nesse instante, ocorrerá a 
expansão do elemento, fazendo com que a esfera se assente sobre o 
orifício, não permitindo perdas de vapor. 
 
À medida que o condensado contido no corpo se resfria, haverá perda de 
calor na mistura alcoólica, provocando sua condensação e a diminuição da 
pressão interna. Ocorre, então, a retração do elemento, fazendo a esfera 
se afastar do orifício, promovendo a abertura do purgador e a 
conseqüente descarga do condensado. 
 
Principais características: 
 
 Possuem grandes capacidades de descarga comparada com seu 
tamanho; 
 São excelentes eliminadores de ar; 
 Ajustam-se automaticamente às variações de pressão do sistema; 
 São de fácil manutenção, não sendo necessária a desmontagem do 
purgador da linha para troca dos internos; 
 Podem sofrer avarias por golpes de aríete; 
 Podem sofrer ataque pela presença de condensado corrosivo, a não 
ser que o elemento seja de aço inox; 
 Não atendem as condições de operação com vapor superaquecido; 
 Descarregam o condensado abaixo da temperatura do vapor, 
podendo causar alagamentos; 
Portanto, não são recomendados em processos onde se deseja 
descarregar o condensado assim que haja sua formação. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 44/100 
 
Purgador termostático 
de pressão balanceada 
 
 
Purgadores termostáticos de expansão líquida 
 
Opera pela expansão e retração de um termostato contendo um líquido 
que responde às variações de temperatura entre vapor e condensado. 
Na ausência do vapor, o ar e o condensado fluem livremente pelo orifício 
da sede. O elemento termostático contém óleo que está em contato com 
um pistão de movimento livre, constituído de uma haste central contendo, 
numa das extremidades, o obturador. Havendo aumento na temperatura 
do condensado, o calor é transmitido ao óleo, ocasionando sua expansão, 
fazendo atuar o pistão, que empurra o obturador contra o assento da 
sede. Essa atuação se dá de forma gradual, reduzindo o fluxo de 
condensado até que ocorra o fechamento total do purgador, sem que haja 
perdas de vapor. 
Se a formação de condensado ocorrer a uma velocidade constante, o 
pistão permanecerá numa posição fixa, permitindo o fluxo livre do 
condensado. Uma maior quantidade de condensado acarreta numa 
diminuição da temperatura do óleo, fazendo com que o pistão se retraia, 
permitindo uma abertura maior entre o obturador e a sede. Já uma menor 
quantidade de condensado faz ocorrer o contrário, uma vez que a 
temperatura do óleo aumentará devido à aproximação do vapor. 
 
Principais características: 
 
 Permitem ajustes para descarregar condensado a baixas 
temperaturas (aproveitamento do calor sensível); 
 São excelentes eliminadores de ar; 
 São muito resistentes a golpes de aríete e a vibrações; 
 Não absorvem grandes variações de pressão, em função de sua 
forma construtiva; 
 Possuem baixa resistência quando da presença de condensado 
corrosivo; 
 Descarregam condensado a temperaturas abaixo de 100C, 
possibilitando alagamentos. Não devem ser aplicados em drenagem 
de sistemas onde se requeira eliminação imediata do condensado. 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 45/100 
 
Purgador 
termostático de 
expansão líquida 
 
Purgadores termostáticos bimetálicos 
 
Neste tipo, o movimento de abertura e fechamento é obtido pela 
deformação de uma lâmina composta de dois metais que, quando 
aquecidas, sofrem dilatação em proporções diferentes, causando uma 
deformação nas placas metálicas de materiais diferentes, quando 
submetidas a um aquecimento: 
 
Frio
Q uente
 
Par 
bimetálico 
 
Abaixo vemos um purgador que utiliza uma única placa bimetálica, sendo 
que uma das extremidades encontra-se fixa e a outra contém o 
obturador: 
 
 
Purgador termostático 
bimetálico 
 
Ar e condensado fluem livremente no início do processo, até que este 
atinja temperaturas próximas do vapor. Neste momento, a placa 
bimetálica se curvará para baixo, levando o obturador contra o orifício da 
sede, bloqueando o fluxo. A abertura só voltará a ocorrer assim que o 
condensado contido no corpo perca calor de forma suficiente, fazendo a 
placa bimetálica voltar à sua posição inicial. 
A deformação da placa se dá a uma temperatura fixa, independente das 
condições de pressão e temperatura do vapor. Por outro lado, uma vez 
fechado, a pressão do vapor exerce uma força sobre o obturador a favor 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 46/100 
do sentido de fechamento, tornando sua abertura dificultosa. Portanto, 
para que haja abertura do purgador, o condensado deverá se resfriar 
consideravelmente. Além disso, a força exercida pelo elemento bimetálico 
é muito pequena, necessitando, portanto, de uma quantidade maior de 
placas, implicando numa lentidão na reação diante das variações de 
temperatura. 
Uma outra forma de melhorar o projeto deste modelo é a utilização de 
lâminas bimetálicas na forma apresentada abaixo: 
 
 
 
Lâminas 
bimetálicas
 
Lâmina bimetálica cruzada Purgador termostático de lâminas cruzadas 
 
 
Principais características: 
 
 Possuem grandes capacidades de descarga comparada com seu 
tamanho. 
 São excelentes eliminadores de ar 
 São muito resistentes a golpes de aríete. 
 Podem ser projetadospara resistir a ação de condensado corrosivo 
 Podem trabalhar em altas pressões e com vapor superaquecido 
 O obturador localizado na saída serve como retenção ao fluxo 
inverso 
 São de fácil manutenção 
 Não respondem rapidamente às variações de pressão 
 Descarregam o condensado abaixo da temperatura de saturação, 
não sendo viável sua instalação em sistemas onde se necessita 
uma rápida drenagem do condensado. 
 
Purgadores mecânicos de bóia 
 
O condensado chega ao corpo do purgador através do orifício e, à medida 
que o nível da água vai aumentando, a bóia se eleva. Como a alavanca 
interliga a bóia ao obturador, essa elevação desloca o obturador, 
afastando-o da sede, permitindo o fluxo de condensado. Percebe-se que, 
ao variar o nível da água, irá variar a abertura, permitindo a drenagem do 
condensado de forma contínua, independente das condições de vazão do 
processo. Na ausência do condensado, a bóia voltará à posição inferior e o 
obturador se assentará contra a sede, bloqueando o fluxo. 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 47/100 
Esses purgadores são dotados de um elemento eliminador de ar, idêntico 
ao elemento termostático de um purgador de pressão balanceada. Na 
presença do ar, com o purgador frio, o elemento encontra-se retraído, 
permitindo o fluxo pelo orifício. Com a chegada do condensado quente, o 
elemento se expande, levando a esfera contra o orifício, bloqueando a 
passagem. 
 
 
 
Principais características: 
 
 Proporcionam a descarga contínua do condensado na mesma 
temperatura do vapor, sendo ideais para aplicações onde haja a 
necessidade da imediata eliminação do condensado. 
 São os únicos que possibilitam a eliminação do vapor preso, desde 
que dotados da válvula tipo SLR, visto anteriormente. 
 São bons eliminadores de ar, desde que providos com elemento 
próprio. Absorvem muito bem quaisquer variações de pressão e / ou 
vazão. 
 Podem sofrer danos por golpes de aríete e por condensado 
corrosivo. 
 
 
Lâminas 
bimetálicas
 
Lâmina bimetálica 
cruzada 
Purgador termostático de lâminas 
cruzadas 
 
 
Lâmina bimetálica 
cruzada 
Purgador termostático de lâminas 
cruzadas
 
 
Purgadores mecânicos de balde invertido 
 
Os purgadores de balde invertido operam em função da força 
proporcionada pelo vapor que, ao entrar no balde, o faz flutuar sobre o 
condensado presente. 
No início do processo, o balde encontra-se na posição inferior, mantendo o 
orifício da sede aberto. O ar é descarregado, passando pelo orifício do 
balde e fluindo pelo orifício da sede. O condensado entra pelo orifício, 
fazendo aumentar o nível de água, tanto no interior como na parte 
externa do balde. Este permanece na posição inferior, mantendo a sede 
aberta, permitindo o fluxo de condensado na descarga. Quando chega o 
vapor, este eleva o balde, fazendo-o flutuar, fechando a sede através do 
obturador incorporado a um sistema de alavanca. O vapor contido no 
balde flui lentamente pelo orifício, ao mesmo tempo que vai perdendo sua 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 48/100 
parcela de calor latente, vindo a se condensar. Se o vapor continuar 
chegando, o purgador permanecerá fechado. Caso chegue condensado em 
grande volume, o balde não poderá continuar flutuando, voltando à 
posição inferior, abrindo a sede e permitindo a descarga. 
 
Principais características: 
 
 Atendem altas pressões 
 São muito resistentes a golpes de aríete e a condensado corrosivo 
 Eliminam o ar de forma lenta 
 Necessitam de um selo d’água para operar 
 Necessitam de válvula de retenção na entrada para se evitar a 
perda do selo d’água, em função de eventuais variações de pressão 
 
 
Purgador mecânico de balde 
invertido 
 
Purgadores termodinâmicos 
 
São purgadores de construção extremamente simples. 
 
 
Purgador termodinâmico 
 
O purgador se divide em três partes básicas, sendo elas: corpo, tampa e 
disco, sendo esta última sua única parte móvel. O assento do disco sobre 
a sede se dá através dos ressaltos formados pelo canal localizado na 
cabeça do corpo do purgador. As faces de assentamento e o disco são 
planos, para garantir o perfeito fechamento do purgador, isolando os 
orifícios de entrada e saída. 
No início do processo, ar e condensado frio alcançam o purgador passando 
pelo orifício. O disco se desloca para cima até apoiar-se no ressalto 
localizado na tampa, permitindo o fluxo pelos orifícios de saída. A 
temperatura do condensado vai aumentando gradualmente e, ao ser 
descarregado, possibilita a formação de uma determinada quantidade de 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 49/100 
vapor flash. Essa mistura (condensado + vapor flash) continua a fluir pela 
parte inferior do disco. 
Porém, o vapor ocupa um volume muito maior que o condensado, fazendo 
aumentar a velocidade de saída em função do aumento da temperatura do 
condensado. O aumento da velocidade acarreta numa diminuição da 
pressão estática abaixo do disco, fazendo-o descer, se aproximando dos 
ressaltos e permitindo a passagem de uma parcela de vapor flash pela 
lateral do disco até a câmara de controle. 
 
 
Purgador termodinâmico em 
funcionamento 
 
O vapor flash passa a exercer uma pressão estática sobre toda a 
superfície do disco, sendo esta pressão suficiente para vencer a pressão 
exercida pelo fluído na entrada. Nesse momento, o disco se apóia 
definitivamente sobre os assentos, não permitindo o fluxo na descarga. 
 
 
Purgador termodinâmico em 
funcionamento 
 
O disco permanece fechado até que ocorra a condensação do vapor flash 
contido na câmara de controle, devido à transferência de calor para a 
atmosfera e para o próprio corpo do purgador. Essa condensação faz 
diminuir a pressão exercida sobre a parte superior do disco, fazendo com 
que a pressão exercida pelo condensado retido na entrada possa vencê-la, 
elevando o disco e permitindo a abertura do purgador. Não há riscos de 
perdas de vapor, pois, o tempo necessário para que o vapor flash se 
condense na câmara de controle é suficiente para garantir a chegada do 
condensado ao purgador antes da abertura. 
Os purgadores termodinâmicos podem ser de fluxo simples (um único 
orifício de saída) ou distribuído (até três orifícios de saída). A vantagem 
deste último é a ocorrência de um fluxo simétrico na descarga, evitando-
se o desgaste desigual das superfícies de assentamento. Por sua vez, o 
disco possui em uma das faces uma ou mais ranhuras, que servem para 
romper as linhas de fluxo para as bordas do disco, retardando seu 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 50/100 
fechamento até que o condensado atinja uma temperatura bem próxima 
da do vapor. 
 
Principais características: 
 
 Não necessitam de ajustes em função das variações de pressão 
 São muito compactos e possuem grandes capacidades de descarga 
em comparação ao seu tamanho 
 Admitem altas pressões 
 Não sofrem danos por golpes de aríete 
 São altamente resistentes a condensado corrosivo 
 São de fácil manutenção 
 Podem operar em qualquer posição (preferencialmente na 
horizontal, em função do desgaste do disco) 
 Não admitem contrapressões ou pressões diferenciais baixas 
 Eliminam o ar, desde que a pressão no início do processo se eleve 
lentamente 
 Caso seja instalado em ambientes expostos à atmosfera, é 
imprescindível a montagem de uma proteção sobre a tampa 
(chamada ISOTUB) para evitar que ocorra uma rápida condensação 
do vapor flash contido na câmara de controle. Isso faz com que o 
purgador promova aberturas e fechamentos em curtos espaços de 
tempo, causando perda de vapor e desgaste prematuro. 
 Descarregam o condensado de forma intermitente 
 Não atendem bem grandes variações de pressão e vazão de 
condensado 
 
 
Revisão: 31/03/2017 Pag. 51/100 
2. V A S O S, TANQUES E AGITADORES 
 
2.1. INTRODUÇÃO