aula_06 - Valvulas

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VÁLVULAS E DISPOSITIVOS 
CORRELATOS 
 
VÁLVULAS E DISPOSITIVOS CORRELATOS 
• Aproximadamente de 5 a 8% dos custos totais 
de instalação de uma indústria de processo se 
referem a compra de válvulas. Em termos de 
número de unidades, as válvulas perdem 
apenas para as conexões de tubulação. 
RAQUETES E FIGURAS 8 
• Dispositivos simples de 
bloqueio, destinados a isolar 
trechos de tubulações e 
equipamentos de maneira 
absoluta. 
RAQUETES E FIGURAS 8 
• São espécies de válvulas de 
bloqueio completo, adequadas 
quando se é necessária a inspeção 
visual para certeza da vedação da 
linha. Os tipos comuns de válvulas 
tem mecanismo de fechamento 
localizado dentro do corpo do 
componente, dificultando a 
observação do pleno fechamento. 
OUTROS ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÃO 
FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem 
FIGURA “8” JUNTO A UMA VÁLVULA 
OBTURADORES 
• Com a mesma finalidade, são equipamentos que substituem 
com grande vantagem as raquetes e figuras oito, por de serem 
dispositivos de manuseio simples e rápido, além da maior 
garantia de isolamento do fluxo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
OBTURADORES 
VÁLVULAS 
VÁLVULAS 
São dispositivos usados para estabelecer, controlar 
e interromper a passagem de fluidos em 
tubulações. Dentro desse conceito, as válvulas 
podem ter funções e características específicas que 
permitem uma classificação segundo o seu 
emprego mais específico. 
VÁLVULAS 
VÁLVULAS 
DIÂMETRO NOMINAL TUBO 
 
 
SÃO CARAS 
 
SUSCETÍVEIS A VAZAMENTOS 
 
PRODUZEM PERDAS DE CARGA 
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS 
I. VÁLVULAS DE BLOQUEIO 
• Gaveta, Sanduíche, Comporta 
• Macho 
• Esfera 
II. VÁLVULAS DE REGULAGEM 
• Globo 
• Agulha 
• Borboleta 
• Diafragma 
III. VÁLVULAS QUE PERMITEM O FLUXO EM UM SÓ SENTIDO 
• Retenção 
• Retenção e Fechamento 
• Pé 
Segue 
CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS 
IV. VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO DE MONTANTE 
• Segurança e Alívio 
• Excesso de Vazão 
• Contrapressão 
V. VÁLVULAS QUE CONTROLAM A PRESSÃO DE JUSANTE 
• Redutoras e Reguladoras de Pressão 
• Quebra-Vácuo 
VI. VÁLVULAS QUE CONTROLAM O PROCESSO 
• Válvulas de Controle Completo 
APLICAÇÕES DAS VÁLVULAS 
• Serviço liga-desliga; 
• Limitação de vazão; 
• Selagem de vasos de pressão; 
• Serviço de controle de processo; 
• Prevenção de vazão reversa; 
• Controle e alívio de pressão. 
 
 
REQUISITOS PARA VÁLVULAS 
• Requisitos Materiais: material adequado ao 
fluido transportado. 
• Requisitos Mecânicos: produção reduzida de 
ondas de choque, sobrepressão e outros 
efeitos do regime transiente. 
• Requisitos Termodinâmicos: processo 
isoentálpico (u+pv)antes= (u+pv)depois. Muito 
importante em válvulas de regulagem e 
controle. 
(a) Trocadores de Calor, Caldeiras, Geradores de Vapor, 
Evaporadores, Condensadores, Aquecedores: 
PROCESSO ISOBÁRICO 
 
(b) Turbinas, Compressores, Bombas: PROCESSO 
ADIABÁTICO 
 
(c) Expansores, Válvulas e Câmaras de Mistura: 
PROCESSO ISOENTÁLPICO 
PROCESSOS EM EQUIPAMENTOS 
COMPONENTES 
CARCAÇA 
CORPO 
 
 
CASTELO 
Mecanismo interno, 
gaxetas (vedadores), 
haste, peças de 
fechamento e sede: são 
chamadas trim da válvula 
COMPONENTES 
TIPOS DE EXTREMIDADES 
 FLANGEADA 
 SOLDA DE ENCAIXE 
 ROSQUEADA 
 SOLDA DE TOPO 
MEIOS DE OPERAÇÃO 
• MANUAL 
VOLANTE 
ALAVANCA até 12” 
ENGRENAGENS após 12” 
HIDRÁULICA válvulas grandes 
PNEUMÁTICA 
ELÉTRICA 
• MOTORIZADA 
MEIOS DE OPERAÇÃO 
• AUTOMÁTICA 
FLUIDO 
 
MOLAS OU CONTRAPESO 
SISTEMAS DE MOVIMENTAÇÃO DA HASTE 
1. HASTE ASCENDENTE COM ROSCA EXTERNA - “OS&Y – Outside Screw & Yoke 
” 
• HASTE  
• VOLANTE  
• INDICAÇÃO VISUAL 
2. HASTE ASCENDENTE COM ROSCA INTERNA - “RS –Rising Stem” 
• HASTE e VOLANTE  e  
• INDICAÇÃO VISUAL 
3. HASTE NÃO ASCEDENTE -”NRS” 
• HASTE e VOLANTE  
• GAVETA  
• NÃO HÁ INDICAÇÃO VISUAL 
VÁLVULAS DE BLOQUEIO 
VÁLVULAS DE GAVETA 
• USO GENERALIZADO  BLOQUEIO EM LINHAS de 
ÁGUA, ÓLEO, VAPOR e AR 
VÁLVULAS DE GAVETA 
• São usadas para todas as pressões e temperaturas, 
muito embora sua operação se torne difícil com 
pressões muito elevadas; 
• O fechamento é feito por um uma peça chamada 
gaveta ou cunha, que se desloca paralelamente ao 
orifício da válvula e perpendicularmente ao 
movimento do fluido; 
• Quando completamente abertas, a perda de carga é 
desprezível; 
• Só devem trabalhar abertas ou fechadas, pois são 
válvulas de bloqueio, não de regulagem. 
VÁLVULAS DE GAVETA 
Utilizada em qualquer diâmetro, em tubulações de água, óleo e líquidos 
em geral, desde que não sejam muito corrosivos nem deixem muitos 
sedimentos. 
 
Valores médios dos comprimentos equivalentes de tubos para perda de 
carga: 
 
 
 
 
O fechamento lento evita golpes de ariete, consequentes da paralisação 
repentina do fluxo. 
Dificilmente dão fechamento estanque e como tem o fechamento de 
metal contra metal, são consideradas de segurança contra incêndio. 
 
VÁLVULAS DE GAVETA 
VÁLVULAS DE GAVETA 
VÁLVULAS DE GAVETA 
VÁLVULAS DE MACHO 
• USADAS PARA 
BLOQUEIO DE GASES 
LÍQ. EM GERAL 
LÍQ. C / SÓLIDOS SUSP. 
 
 ↓ 
P 
VÁLVULAS DE MACHO 
• São válvulas caracterizadas por possuírem uma peça cônica 
com uma passagem transversal de seção retangular ou 
trapezoidal que se encaixa no corpo da válvula, e de tal modo 
que, quando o eixo geométrico do orifício coincide com o eixo 
do tubo, o escoamento é máximo. Com uma rotação de 90° a 
válvula fica completamente aberta ou fechada. As de tipo 
mais simples, de macho engaxetado, são utilizados para 
operações "liga-desliga" de manobra rápida em instalações 
de água, óleo, ar e líquidos densos ou com sólidos em 
suspensão, descargas de caldeira etc, com pressões de serviço 
de até 8,8 kgf.cm2 (0,88 MPa) a 40° C, com flanges. 
VÁLVULAS DE MACHO 
VÁLVULAS DE MACHO 
TIPOS: 
 COM LUBRIF. – USADAS PARA GASES 
 SEM LUBRIF. – 
USADAS PARA T  
PROVA DE FOGO 
VÁLVULAS DE ESFERA 
 MACHO  ESFERA GIRA SOBRE SEU DIÂMETRO 
 VEDAÇÃO ABS ESTANQUE  ANÉIS RET DE MAT RESILIENTE 
VÁLVULAS DE ESFERA 
• Basicamente, a válvula esfera é uma variação 
da válvula macho que, ao invés de um 
obturador cônico, tem um obturador esférico 
vazado, que atua entre dois anéis resilientes, 
requerendo igualmente apenas ¼ de volta 
para a abertura ou fechamento. 
VÁLVULAS DE ESFERA (2) 
 VANTAGENS 
 CUSTO 
 VEDAÇÃO 
 PERDA DE CARGA 
 OPERAÇÃO MAIS FÁCIL 
 DESVANTAGENS 
 GOLPE DE ARIETE 
 NÃO SÃO A PROVA DE FOGO (por conta dos 
anéis de vedação) 
 USO GERAL SUBS. VAL. GAVETA 
VÁLVULAS DE ESFERA Trunion 
VÁLVULAS DE COMPORTA 
VÁLVULAS DE COMPORTA 
• Também chamadas válvulas 
guilhotina, são adequadas 
ao fechamento do 
escoamento de líquidos 
pastosos, água industrial, 
massas e semelhantes. 
Algumas versões podem ser 
adaptadas para aplicações 
mais gerais.Também são 
válvulas de bloqueio. 
VÁLVULA SANDUICHE 
VÁLVULAS DE REGULAGEM 
VÁLVULAS GLOBO 
VÁLVULAS GLOBO 
• Têm esse nome devido a forma globular do seu corpo ou 
sede. Efetuam operações de bloqueio, regulagem ou 
estrangulamento; 
• Garantem estanqueidade total para pequenos diâmetros; 
• Normalmente, sua arquitetura favorece sua manutenção, sem 
necessidade de remoção da linha; 
• Perda de carga normalmente maior do que as válvulas gaveta; 
• Indicadas para diâmetros até 8”; 
• Indicadas para operações freqüentes de fechamento e 
abertura. 
VÁLVULAS GLOBO ANGULARES 
VÁLVULAS GLOBO OBLÍQUAS (válvulas em Y) 
VÁLVULAS GLOBO OBLÍQUAS 
• Ocupação de menor espaço (altura) numa 
instalação; 
• Perda de carga de mesma ordem das válvulas 
globo anteriores. 
VÁLVULAS GLOBO DE AGULHA 
VÁLVULAS GLOBO DE AGULHA 
• Também chamadas simplesmente de válvulas 
de agulha, tem funcionamento semelhante as 
demais válvulas globo; 
• Seu elemento de vedação (obturador)se 
caracteriza pelo formato cônico 
extremamente agudo; 
• Tem orifício de passagem pequeno face à 
bitola da válvula, para se obter maior 
sensibilidade no controle da vazão. 
VÁLVULAS GLOBO DE AGULHA 
VÁLVULA BORBOLETA 
 A válvula borboleta tem por função a 
regulagem e também o bloqueio do fluxo em 
uma canalização. É utilizada principalmente 
em sistemas de adução e de distribuição de 
água doce bruta ou tratada e em estações de 
tratamento de água. 
VÁLVULAS DE BORBOLETA 
O fluido não deve exceder a temperatura de 60° C 
e a pressão de trabalho de 1,6 MPa. 
VÁLVULAS DE BORBOLETA 
• ⇙ REGULAGEM 
• ⇗ D 
• ⇙ P 
VÁLVULAS DE BORBOLETA 
Wafer 
Lug 
VÁLVULAS DE BORBOLETA 
FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem 
VÁLVULAS DE DIAFRAGMA 
VÁLVULAS DE DIAFRAGMA 
• São válvulas sem gaxeta, e por isso muito usadas para 
transporte de fluidos perigosos, corrosivos, tóxicos, 
inflamáveis etc. O fechamento da válvula é feito por meio de 
um diafragma flexível que é apertado contra a sede. O 
mecanismo móvel fica completamente fora do contato como 
o fluido . O diafragma pode ser de borracha sintética, 
neoprene, teffon, etc., dependendo das características do 
fluido. São empregadas para diâmetros de até 6”. Pode 
trabalhar como válvula de bloqueio. 
VÁLVULAS DIAFRAGMA DE PASSAGEM PLENA 
VÁLVULAS DE CONTROLE 
VÁLVULAS DE CONTROLE 
• São válvulas de regulagem; porém, 
distingüem-se das anteriores por possuírem 
sistemas de controle da vazão, obedientes a 
critérios termo-mecânicos. 
• Um sinal padrão é aplicado ao atuador da 
válvula, que o converte em uma força, que 
movimenta a haste, variando a área de 
passagem do fluido pela válvula. 
Válvula de Controle 
Válvula de Controle 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO 
 São de operação automática e permitem a passagem do fluído em 
somente um sentido. 
 Provocam uma alta perda de carga, só devem ser usadas quando 
forem de fato imprescindíveis. 
 Devem ser instalada de tal modo que a ação da gravidade ajude o 
fechamento da válvula. 
 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO 
Casos típicos de emprego: 
 
 Linhas de recalque de bombas, imediatamente após a bomba, 
quando houver mais de uma bomba em paralelo descarregando 
para o mesmo tronco. 
 Linha de recalque de uma bomba para um reservatório elevado. 
 Extremidade livre da linha de sucção de uma bomba não afogada. 
 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO (1) 
 OPERAÇÃO AUTOMÁTICA 
 VÁLVULA DE RETENÇÃO DE PISTÃO 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO (2) 
 VÁLVULA DE RETENÇÃO DE PORTINHOLA 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO (3) 
 VÁLVULA DE RETENÇÃO DE ESFERA 
VÁLVULAS DE RETENÇÃO (4) 
 VÁLVULA DE RETENÇÃO DE PÉ 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO 
• Válvulas de segurança são usadas quando se deseja um 
dispositivo capaz de aliviar a pressão de forma automática e 
instantânea; 
• Válvulas de alívio são usadas quando se deseja realizar de 
forma automática e gradativa, pequenas compensações 
(alívios) de pressão, com a válvula abrindo ou fechando 
gradativamente. 
• Controlam a pressão a montante abrindo-se 
automaticamente, quando essa pressão ultrapassar um 
determinado valor para o qual a válvula foi calibrada (pressão 
de abertura da válvula). 
 SEGURANÇA  FLUIDOS ELÁSTICOS (compressíveis) 
 abertura total rápida 
 ALÍVIO  INCOMPRESSÍVEIS 
 abertura gradual 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO 
• AUTOMÁTICA “SET 
POINT” 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO 
FONTE: Telles. P. C. da S. Tubulações Industriais: Materiais, Projeto e Montagem 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO 
Válvula de alívio (líquido) ou de 
segurança (gás) tipo carga com mola 
Válvula de alívio tipo “flex-flow” 
VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO 
VÁLVULAS 
CRITÉRIOS DE SELEÇÃO 
FATORES DE INFLUÊNCIA: 
 
Finalidade ou função da válvula (bloqueio, regulagem, etc.) 
Natureza e estado físico do fluido 
Condições de corrosão, erosão, depósito e presença de sólidos 
Pressão e temperatura 
DN da tubulação 
Frequência de operação 
Qualidade da estanqueidade do fechamento desejada 
Velocidade de fechamento desejada 
Necessidade de controle remoto ou automático 
Resistência a fogo 
Custo 
Espaço disponível 
Posição de instalação 
 
VÁLVULAS 
MATERIAIS USUAIS 
CARCAÇA (CORPO E CASTELO): 
 
Aço carbono 
Aço-liga 
Aço inoxidável 
Ferro fundido 
Bronze 
Latão 
Níquel, etc. 
 
MECANISMO INTERNO (ou TRIM): 
 
Aço inoxidável 
Bronze 
VÁLVULAS 
CRITÉRIOS DE SELEÇÃO – OUTROS ASPECTOS 
Especificação de anéis, juntas, parafusos, gaxetas, revestimento, etc. 
Tipo de extremidades da válvula (flange, rosca, etc.) 
Tipo de ligação entre o corpo e o castelo 
Tipo de movimento da haste 
Tipo de engaxetamento 
Sistema de acionamento 
Outros itens, particulares ao tipo da válvula 
VÁLVULAS 
PRINCIPAIS NORMAS 
Normas ASME 
- ASME B.16.10 – Dimensões de válvulas flangeadas e para solda de topo. 
Gaveta, de macho, de esfera, de globo, de retenção, de controle. Aço e 
ferro fundido, até 24 pol. Classes 150# a 2500#. 
- ASME B.16.34 – Pressões admissíveis e espessuras mínimas de válvulas 
flangeadas e para solda de topo. Aço fundido e forjado, até 30 pol. 
Classes 150# a 2500#. 
- ASME B.16.104 – Limites de vazamento para válvula de controle. 
 
Normas API 
- API 6D, 526, 593, 594, 597, 598, 599, 600, 602, 603, 604, 606 e 609. 
 
Normas ABNT 
- EB-141 – Dimensões, materiais, condições de trabalho, testes, etc.