vlvulas.2018

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VÁLVULAS
Instalações Industriais e Instrumentação I
Profa. Dra. Mabel de Barros Batista
VÁLVULAS
Válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e interromper o fluxo em uma tubulação. Por ter diferentes aplicações, elas são de numerosos tipos em função de sua utilidade e das características operacionais.
https://produto.mercadolivre.com.br/MLB-799326495-pack-2-valvulas-solenoides-8mm-inox-suspenso-a-ar-_JM ( acesso em 04/04/2018)
 VÁLVULAS
CARACTERÍSTICAS:
São peças indispensáveis nas tubulações, por isso é o principal acessório de uma tubulação industrial;
Acessório de alto custo (cerca de 8%, em média, do custo total de uma instalação de processo)
Exige muita atenção pois é um ponto crítico para possíveis vazamentos;
Provocam perdas de carga muitas vezes de valor consideravelmente alta;
Possui tipos com fechamento total ou parcial, dependendo da aplicação.
CONSTRUÇÃO:
Composta de uma carcaça que é dividida em duas partes: corpo e castelo (tampa), com diferentes meios de ligação para fixação das partes;
Para pequenos diâmetros, as válvulas de aço são de construção forjada;
Para grandes diâmetros, as válvulas de aço são de construção fundida;
As válvulas de metais não ferrosos também podem ser forjadas ou fundidas;
Sistemas de construção especiais para atender algumas condições específicas (com corpo de aço, encamisadas, aletadas, usinadas de barras, etc)
VÁLVULAS
CLASSIFICAÇÃO
De bloqueio;
De regulagem;
De fluxo em um só sentido;
Que controlam a pressão de montante;
Que controlam a pressão de jusante;
VÁLVULAS DE BLOQUEIO: Estabelecem ou interrompem o fluxo. Funcionam completamente abertas ou totalmente fechadas. São elas:
De gaveta;
De macho;
De esfera;
De comporta.
VÁLVULAS DE REGULAGEM: Controlam o fluxo. Funcionam em qualquer posição de fechamento parcial. São elas:
De globo;
De agulha;
De controle;
De borboleta;
De diafragma.
VÁLVULAS
VÁLVULAS QUE PERMITEM O FLUXO EM UM SÓ SENTIDO: São elas:
De retenção;
De retenção e fechamento;
De pé;
VÁLVULAS
VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO DE MONTANTE: São elas:
De segurança e alívio;
De excesso de vazão;
De contrapressão.
VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO DE JUSANTE: São elas:
Redutoras e reguladoras de pressão;
De quebra-vácuo.
CORPO 
Parte principal da carcaça, na qual estão a(s) sede(s), onde se assenta a peça de fechamento, bem como as extremidades para ligação às tubulações.
CASTELO
É a parte superior da carcaça. É através dele que se tem acesso a parte interior da válvula.
MEIOS DE LIGAÇÃO
Existem três meios de ligação para fixação do corpo ao castelo, onde deverá ter sempre uma junta de vedação entre essas duas peças. São eles:
Castelo rosqueado diretamente ao corpo (mais barato);
Castelo preso ao corpo por uma porca solta de união (válvulas pequenas ou de desmontagem frequente);
Castelo aparafusado (válvulas grandes);
 
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VÁLVULAS
MECANISMO INTERNO E GAXETAS
O conjunto da parte móvel e interna da válvula e as sedes chama-se TRIM da válvula.
O trim da válvula é construído com material mais nobre para suportar os grandes esforços mecânicos e para permitir um fechamento estanque; também para evitar desgastes por corrosão e erosão, bem como deformações provocadas por fluência prejudicando a estanqueidade e o funcionamento da válvula.
Nas válvulas em geral, a haste atravessa o castelo, saindo para fora do corpo da mesma, necessitando de um bom sistema de vedação para evitar vazamentos pela haste.
VÁLVULAS
MECANISMO INTERNO E GAXETAS
Válvulas de uso corrente, a haste recebe um sistema com uma caixa de gaxeta convencional, com sobreposta e parafusos de aperto. Aplicados para serviços severos e em qualquer diâmetro, ou qualquer serviços com válvulas grandes (acima de 2”).
Válvulas pequenas em serviços não severos, a haste recebe um sistema com uma caixa de gaxeta com porca de aperto, em lugar da sobreposta.
Válvulas para serviços especiais (maior segurança contra vazamentos), a haste pode ter anéis retentores ou engaxetamento de fole.
Válvulas com haste rosqueada , a rosca deve estar por fora da gaxeta para permitir a lubrificação da rosca ( mesmo com a válvula em operação) e para evitar o contato com o fluido, evitando assim, corrosão da rosca.
Válvulas pequenas, de baixa pressão, a rosca da haste costuma ser na parte interna, ou seja, por dentro da gaxeta.
Válvulas que operam com baixas temperaturas (serviços criogênicos) possuem uma haste de grande comprimento, para manter o volante distante o suficiente do corpo e permitir o acionamento da mesma.
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EXTREMIDADES DAS VÁLVULAS
Todas as válvulas estão sujeitas à manutenção periódica. E por esse motivo deveriam ser de fácil desmontagem.
Válvulas com extremidades flangeadas são empregadas em tubulações de 2” ou maiores. Elas são fabricadas com qualquer tipo de material, mas estes influem no tipo da flange empregada.
Válvulas com extremidades para solda de encaixe são fabricadas de aço com diâmetro menor que 2”e empregadas em tubulações ligadas por solda de encaixe.
Válvulas com extremidades rosqueadas são de diâmetro de 4” ou menores, empregadas em tubulações que permitam esse tipo de ligação.
Válvulas com extremidades para solda de topo são fabricadas de aço, de mais de 2”, empregadas em serviços que exigem alta segurança contra vazamentos.
Outros tipos de extremidades: com bolsas, sem flanges (tipo wafer e tipo “lug”) e de compressão.
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MEIOS DE OPERAÇÃO
Existe uma grande variedade de sistemas usados para operação de válvulas. Os principais são:
Operação manual: volante, alavanca, engrenagens e parafusos sem fim.
Operação motorizada: pneumática, hidráulica e elétrica.
Operação automática: pelo próprio fluido, por meio de molas ou contrapesos.
OPERAÇÃO MANUAL
Sistema mais usado devido ao seu baixo custo.
O fechamento dessas válvulas é através da rotação da haste no sentido do ponteiro do relógio.
Para operação manual distante do operador utilizam-se volantes ou alavancas com correntes (não recomendadas para válvulas de uso frequente)
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OPERAÇÃO MOTORIZADA
Sistema que aplica uma força motriz externa (não manual) que comanda a operação da válvula.
São empregados nos seguintes casos: quando a válvula é comandada por instrumentos automáticos; quando a válvula se encontra em local inacessível ou de difícil acesso, de grande desconforto ou de risco elevado para o operador; quando a válvula é de operação frequente e o diâmetro nominal da válvula excede algum limite de classe de pressão; e quando na operação da válvula é exigido um grande conjugado motor ou um número muito grande de voltas de volante.
Nas instalações com um número muito elevado de válvulas e de operação frequente é usada a operação motorizada com comando remoto.
Nos sistemas de operação motorizada hidráulica (válvulas muito grandes) ou pneumática (de maior uso), a haste da válvula é comandada diretamente por um êmbolo ou um diafragma sujeitos à pressão de um líquido ou de ar comprimido.
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OPERAÇÃO AUTOMÁTICA
Sistema auto suficiente não necessitando de força motriz externa nem comando manual.
Ela funciona pela diferença de pressões do fluido circulante (válvulas de retenção) ou pela ação de molas ou contrapesos, integrantes da própria válvula (válvula de segurança e de alívio).
MATERIAIS DE CONSTRUÇÃO E CONDIÇÕES DE TRABALHO
A maioria das válvulas possuem materiais diferentes na carcaça (corpo e castelo) e no mecanismo interno (trim).
Os principais materiais para o mecanismo interno são os aços inoxidáveis e bronze.
No corpo das válvulas padronizadas costumam gravar o diâmetro nominal, classe de pressão e siglas convencionais dos serviços a que se destinam. 
Todas as válvulas são sempre referidas ao diâmetro nominal do tubo para o qual se destinam.
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SELEÇÃO DE VÁLVULAS
Para a seleção do tipo geral de válvula é preciso considerar os seguintes fatores de influência: 
finalidadebásica; 
natureza e estado físico do fluido; 
condições de corrosão, erosão, sedimentos, presença de sólidos; 
pressão e temperatura; 
diâmetro nominal da tubulação;
 necessidade ou não de fechamento estanque, fechamento rápido, operação frequente, comando remoto, comando automático, resistência a fogo; 
custo e espaço disponível ou posição de instalação.
Para seleção específica, podemos citar a mais os principais fatores: 
especificação completa de todos os materiais da válvula; 
tipos de extremidades da válvula; 
tipos de ligação corpo e castelo; 
tipo de movimentação de haste; 
tipo de engaxetamento da haste e do castelo; 
e sistema de acionamento.
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FABRICAÇÃO DE VÁLVULAS
Existe um grande número de modelos e linhas de fabricação de válvulas no comércio que variam bastante de um fabricante para o outro.
As mais comuns são: válvulas de aço fundido; de aço forjado; de ferro fundido e de bronze. 
ENCOMENDA OU REQUISIÇÃO DE VÁLVULAS
O documento de compra de qualquer válvula deve especificar os seguintes dados: 
quantidade; 
tipo geral da válvula; 
dimensão básica; 
classe de pressão nominal; 
tipo de extremidade e norma dimensional respectiva;
 e especificação completa de todos os materiais. 
PRINCIPAIS NORMAS SOBRE VÁLVULAS
As principais normas de válvulas industriais: ABNT; ASME; API; BSI; ISSO e MSS; . 
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VÁLVULAS DE GAVETA- CARACTERÍSTICAS
Existe um grande número de aplicações, para qualquer diâmetro, chegando a um percentual superior a 50% de sua participação em tubulações industriais;
São utilizadas como bloqueio para qualquer líquido, desde que este não seja muito corrosivo, isento de sólidos em suspensão ou que sedimentem;
São também empregadas para tubulações de ar e de vapor com diâmetros acima de 8”;
Dificilmente essas válvulas dão uma vedação absolutamente estanque, mas na maioria das aplicações, tal vedação não é necessária.
Existem 3 diferentes tipos de movimentação da haste: haste ascendente com rosca externa, haste e volante ascendentes e haste não ascendente.
http://www.isoval.com.br/valvula-gaveta-flangeada
VÁLVULAS
VÁLVULAS DE GAVETA- OPERAÇÃO
O fechamento é feito pelo movimento da peça chamada gaveta ou cunha, através da rotação da haste, esta se movimenta perpendicularmente ao sentido do escoamento do fluido;
Essas válvulas só devem operar totalmente aberta ou completamente fechada, pois quando operam parcialmente abertas, provocam grandes perdas de cargas, e laminagem da veia fluida, acompanhada muitas vezes de cavitação e violenta corrosão e erosão;
São de fechamento lento, evitando assim efeitos como golpes de ariete causados pela paralização instantânea de um líquido (não acontece com gases porque são compressíveis);
Operam com quaisquer temperaturas e pressões;
Não são recomendadas para velocidades de escoamento muito altas, nem para tubulações que estão sujeitas a fortes e constantes vibrações, que podem provocar movimentação da gaveta;
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VÁLVULAS DE MACHO- CARACTERÍSTICAS
Representam em média cerca de 10% de todas as válvulas usadas em tubulações industriais;
Existem dois tipos gerais: válvulas com e sem lubrificação;
São de fecho rápido porque se fecham com ¼ de volta do macho ou da haste;
São recomendadas para líquidos que contenham sólidos em suspensão ou que sedimentam;
São fabricadas em vários modelos: regular, curto, venturi e passagem regular.
http://www.az-armaturen.com.br/visao-geral-dos-produtos/high-performance-sleeved-plug-valves/
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VÁLVULAS DE MACHO- OPERAÇÃO
O fechamento é feito pela rotação de uma peça chamada macho, onde há um orifício broqueado no interior do corpo da válvula.
Essas válvulas são usadas principalmente nos serviços de bloqueio de gases, para quaisquer diâmetros, temperaturas e pressões;
Também são aplicadas em bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral (em pequenos diâmetros e baixas pressões);
Não devem operar com fechamento parcial, ou seja, são para bloqueio;
Serviços com gases devem usar as válvulas com lubrificação, e para temperaturas elevadas as sem lubrificação
VÁLVULAS
VÁLVULAS DE GLOBO- CARACTERÍSTICAS
São válvulas de regulagem, ou seja, podem funcionar em qualquer posição de fechamento;
O tampão pode ter a superfície de assentamento cônica, plana, esférica, etc;
Dão uma vedação melhor do que as válvulas de gaveta;
Devem ser instaladas de forma que o fluido entre pela face inferior do tampão;
Não devem ser usadas em serviços com presença de detritos e sedimentos para evitar acúmulo embaixo do tampão.
http://www.isoval.com.br/valvula-globo-aero
VÁLVULAS
VÁLVULAS DE GLOBO- OPERAÇÃO
O fechamento é feito por meio de um tampão (obturador) que se ajusta contra uma única sede;
São usadas em quaisquer pressões e temperaturas, em diâmetros até 8”;
Para linhas de vapor e outros serviços em temperaturas elevadas, há vantagem que o fluido entre por cima do tampão, evitando o afrouxamento do tampão com a sede;
Aplicadas em serviços de regulagem em linhas de água, óleos, líquidos em geral (não muito corrosivos), bem como para vapor, ar e outros gases;
São empregadas também em serviços de bloqueio em linhas de vapor, para diâmetro de até 8”, e em muitos casos, para o fechamento estanque em linhas de gases em geral.
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VÁLVULAS DE RETENÇÃO- CARACTERÍSTICAS
São válvulas de segurança que operam de forma automática;
Permitem o fluxo em um sentido apenas, fechando automaticamente por diferença de pressão se houver inversão do sentido;
Provocam altas perdas de carga, razão pela qual só deve ser usada quando for estritamente necessária;
Existem três tipos gerais: de portinhola , de pistão e de esfera.
http://www.cvvapor.com.br/?controle=produtos&idCategoria=2&idSubCategoria=5
VÁLVULAS
VÁLVULAS DE RETENÇÃO- OPERAÇÃO
O fechamento acontece de forma automática e deve ser instaladas de forma que a ação da gravidade tenda a fechar a válvula;
Recomendadas em linhas onde houver mais de uma bomba em paralelo, descarregando em um mesmo tronco da tubulação, evitando ações de um bomba em operação sobre outras que estão paradas;
Importantes em linhas para evitar o retorno de líquido em paralizações súbitas (reservatórios elevados);
Evitam também esvaziamentos durante o tempo em que uma bomba esteja parada;
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VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO - CARACTERÍSTICAS
São automáticas, chamadas de válvulas de segurança quando destinadas a trabalhar com fluidos elásticos (vapor, ar, gases, etc), e de válvulas de alívio quando destinadas a trabalhar com fluidos incompressíveis (líquidos em geral);
No mercado já existem válvulas automáticas que podem ser de segurança tanto para líquidos quanto para gases;
Controlam a pressão a montante de uma linha; abrindo quando ultrapassar um determinado valor pré-fixado; e fechando quando esse valor reduzir ao valor de pressão de abertura;
O tampão é mantido fechado pela força de uma mola, que possui porcas de regulagem;
A mola pode ser interna , dentro do castelo da válvula, ou externa.
http://www.nicsa.com.br/valvulas-seguranca-alivio
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VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO - OPERAÇÃO
As válvulas de segurança operam para que abertura seja imediata (devido a compressibilidade e elasticidade dos fluidos usados;
As válvulas de alívio, já operam para que a abertura seja gradual de acordo com o aumento da pressão;
As válvulas de segurança podem operar de forma que a descarga seja diretamente para a atmosfera ou para um sistema fechado (fluidos valiosos ou que ofereçam grandes riscos);
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VÁLVULAS DE CONTROLE- CARACTERÍSTICAS
Existe uma grande variedade de válvulas denominadas de “controle”,
Elas possuem uma combinação com instrumentos automáticos ;
São usadas para controle de vazão ou pressão de um fluido;
O corpo da válvula é semelhante a válvula globo;
Elas possuem dois tampões superpostos na mesma haste que se assentam em duas sedes; 
São caracterizadas pelo valor de um coeficiente, Cv(coef. de vazão da válvula); que varia em função das dimensões da válvula e dos diversos tipos e modelos;
http://www.nei.com.br/produto/2011-07-valvula-de-controle-globo-lupatech-sa-div-valmicro?id=ec42223c-5ba7-11e4-8697-0e94104de12e
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VÁLVULAS DE CONTROLE- OPERAÇÃO
Operam com ajuda de um atuador pneumático, hidráulico ou elétrico, que comanda diretamente a peça de fechamento da válvula;
O atuador opera em um só sentido, ou seja, para abrir ou fechar; sendo a ação inversa feita por uma mola de tensão regulável;
Elas dificilmente operam com vedação perfeita.