O que é válvula
Uma válvula é um dispositivo mecânico projetado para regular, direcionar ou controlar o fluxo de fluidos (líquidos, gases ou mesmo lamas) abrindo, fechando ou obstruindo parcialmente passagens. As válvulas são componentes essenciais em uma ampla gama de aplicações, garantindo um gerenciamento eficiente e preciso da movimentação de fluidos.
Benefícios da Válvula
Controlar o fluxo de fluido
Uma das principais vantagens das válvulas é que elas permitem aos usuários controlar o fluxo de fluidos e gases através de um sistema. Isto significa que os operadores podem ajustar a vazão e a pressão para atender a requisitos específicos, garantindo que o sistema opere de forma eficiente.
Evitar o refluxo
As válvulas também podem evitar o refluxo, que ocorre quando o fluido ou gás flui na direção oposta à pretendida. Isto pode ser importante na prevenção de contaminação ou danos ao equipamento.
Fornecer segurança
As válvulas podem ser usadas como dispositivos de segurança, interrompendo o fluxo de fluido ou gás se a pressão ou a temperatura excederem os limites de segurança. Isso pode ajudar a prevenir acidentes ou danos ao equipamento.
Durabilidade
As válvulas são projetadas para serem duráveis e confiáveis, mesmo em ambientes agressivos. Geralmente são feitos de materiais como aço inoxidável, latão ou titânio, que podem suportar altas pressões, temperaturas e fluidos corrosivos.
Flexibilidade
As válvulas vêm em uma ampla variedade de designs e tamanhos, tornando-as adaptáveis a diferentes aplicações. Quer você precise de uma válvula para um pequeno eletrodoméstico ou para um grande sistema industrial, provavelmente existe uma válvula que pode atender às suas necessidades.
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Tipos de válvula
Válvulas de gaveta
As válvulas gaveta são amplamente utilizadas em aplicações que requerem fluxo total de fluidos. Eles operam levantando uma comporta ou cunha para criar uma abertura através da qual o fluido pode passar. As válvulas de gaveta são comumente usadas em indústrias como petróleo e gás, química e estações de tratamento de água.
Válvulas de esfera
As válvulas de esfera são comumente usadas em aplicações onde é necessário um fechamento hermético. São um tipo de válvula de um quarto de volta que utiliza um disco em forma de bola para controlar o fluxo de fluidos. Quando a manivela é girada, a esfera gira para abrir ou fechar a passagem do fluxo. As válvulas de esfera são comumente usadas em indústrias como sistemas de encanamento, aquecimento e ar condicionado.
Válvulas Borboleta
As válvulas borboleta são utilizadas em aplicações que requerem a regulação do fluxo de fluidos em grandes tubulações. Eles consistem em um disco que gira em torno de um eixo, criando uma vedação hermética para regular o fluxo de fluidos. As válvulas borboleta são comumente usadas em indústrias como tratamento de água, geração de energia e processamento químico.
Válvulas de retenção
As válvulas de retenção são projetadas para evitar refluxo nas tubulações. Eles permitem que o fluido flua em apenas uma direção, evitando a reversão do fluxo que pode causar danos ao equipamento. As válvulas de retenção são comumente usadas em indústrias como HVAC, tratamento de água e processamento químico.
Válvulas globo
As válvulas globo são utilizadas em aplicações que requerem controle preciso do fluxo de fluidos. Eles consistem em um corpo de válvula, um disco e uma haste. A haste move o disco para cima e para baixo para regular o fluxo de fluidos. As válvulas globo são comumente usadas em indústrias como processamento químico, farmacêutico e geração de energia.
Válvulas de Diafragma
As válvulas de diafragma são usadas em aplicações que requerem vedação contra contaminantes. Eles consistem em um diafragma flexível que é pressionado contra a sede da válvula para regular o fluxo de fluidos. As válvulas de diafragma são comumente usadas em indústrias como alimentos e bebidas, farmacêutica e processamento químico.
Válvulas de agulha
As válvulas agulha são usadas em aplicações que exigem controle preciso do fluxo de fluidos. Eles consistem em um disco em forma de agulha que é usado para controlar o tamanho da abertura pela qual o fluido pode passar. As válvulas de agulha são comumente usadas em indústrias como instrumentação, pesquisa laboratorial e equipamentos médicos.
Indústrias onde as válvulas são amplamente utilizadas
Indústria de energia elétrica
Muitas usinas usam combustíveis fósseis e turbinas de alta velocidade para gerar eletricidade. As válvulas gaveta são a primeira escolha para aplicações liga/desliga em usinas de energia. Válvulas esfera de alto desempenho são amplamente utilizadas na indústria de energia.
As aplicações em usinas de energia colocam tubos e válvulas sob enorme pressão, portanto as válvulas exigem materiais e designs robustos para suportar os múltiplos desafios de ciclagem, temperatura e pressão. Além da válvula principal de vapor, a usina possui diversos tubos auxiliares. Esses tubos auxiliares consistem em uma ampla variedade de válvulas globo, borboleta, retenção, esfera e gaveta.
Sistema hidráulico
As plantas aquáticas requerem níveis de pressão e temperaturas ambientes relativamente baixos. Como a temperatura da água é normal, é possível usar vedações de borracha e elastômeros que não são adequados em outros lugares. Esses tipos de materiais permitem a instalação de vedação de válvulas de água, evitando vazamentos de água. As válvulas em sistemas hidráulicos normalmente estão bem abaixo de 200 psi, portanto, projetos de pressão de alta pressão e espessura de parede não são necessários. A menos que uma válvula seja necessária em um ponto de alta pressão em uma barragem ou curso de água longo, uma válvula de água embutida pode ser necessária para suportar pressões em torno de 300 psi.
Indústria offshore
Os sistemas de tubulação de instalações de produção offshore e plataformas de petróleo contêm inúmeras válvulas. Esses produtos de válvula estão disponíveis em vários tamanhos para atender a todos os desafios de controle de fluxo. Uma parte crítica de uma instalação de produção de petróleo é o sistema de gasodutos de recuperação de gás natural ou petróleo. Este sistema não é usado apenas em plataformas, seus sistemas de produção são frequentemente usados em profundidades de 10,000 pés ou mais. Em plataformas petrolíferas maiores, é necessário um maior processamento do petróleo bruto proveniente da cabeça do poço. Esses processos incluem a separação de gás (gás natural) de vapores fluidos e água de hidrocarbonetos. Esses sistemas normalmente usam válvulas de esfera e de retenção e válvulas gaveta API 6D. As válvulas API 6D não são adequadas para aplicações com requisitos rigorosos de tubulação e geralmente são usadas em tubulações internas de instalações em navios de perfuração ou plataformas.
Tratamento de água poluída
As linhas de águas residuais coletam resíduos sólidos e fluidos e os direcionam para uma estação de tratamento de esgoto. As estações de tratamento de águas residuais funcionam com tubulações e válvulas de baixa pressão e, em muitos casos, as válvulas de águas residuais têm requisitos mais flexíveis do que os requisitos de água limpa. Válvulas de retenção e comportas de ferro são as opções mais populares para tratamento de águas residuais.
Produção de petróleo e gás
Os poços de gás e petróleo e suas instalações de produção utilizam muitas válvulas para serviços pesados. O gás natural e o petróleo subterrâneos têm uma pressão enorme, e o petróleo e o gás podem ser pulverizados no ar a uma altura de até 100 metros.
Combinações de válvulas e acessórios especiais são capazes de suportar pressões acima de 10,000 psi. Tais pressões são raras em terra e são mais comuns em poços de petróleo em águas profundas. As válvulas utilizadas em equipamentos de cabeça de poço estão sujeitas a altas temperaturas e pressões extremamente altas. As combinações de tubulação de válvula geralmente contêm válvulas globo e gaveta especiais. Válvulas de corte especiais são usadas para regular o fluxo do poço. Além das cabeças de poço, existem instalações em campos de gás e petróleo que necessitam de válvulas. Estes incluem equipamentos de processo para o pré-tratamento de gás natural ou petróleo. Essas válvulas são geralmente de aço carbono de grau inferior.
Tubulação de água
Muitas válvulas importantes são usadas nessas tubulações, como válvulas de retenção de emergência para tubulações. As válvulas de emergência isolam uma seção do tubo para manutenção ou vazamentos. Existem também instalações espalhadas ao longo do oleoduto: é aqui que o oleoduto emerge do solo e é o equipamento utilizado para inspeção e limpeza da linha de produção. Essas estações contêm múltiplas válvulas, que geralmente são válvulas de esfera ou gaveta. As válvulas do sistema hidráulico devem estar totalmente abertas para permitir a passagem dos equipamentos de esgoto.
Edifícios comerciais
Um edifício comercial em pé, com muitos dutos em seu interior. Afinal, todo prédio precisa de água e luz. Para a água, deve haver vários sistemas de tubulação para transportar água encanada, águas residuais, água quente e proteção contra incêndio. As peças de válvula comumente usadas são válvulas redutoras de pressão. Além disso, para que os sistemas de proteção contra incêndio funcionem corretamente, eles devem ter pressão suficiente, e o tipo e a categoria das válvulas de montagem geral contra incêndio devem ser aprovados pela agência reguladora apropriada antes da instalação.
Qual é a função de uma válvula
A principal função de uma válvula é controlar o fluxo de fluidos dentro de um sistema. Este controle pode ser obtido variando a posição da válvula para permitir, restringir ou interromper o fluxo, dependendo dos requisitos da aplicação específica. As válvulas são usadas para iniciar e parar o fluxo, regular a taxa de fluxo, controlar a direção do fluxo e até mesmo misturar fluidos em alguns casos. A seleção e o uso adequados de válvulas são vitais para otimizar o desempenho e a eficiência de muitos processos industriais.
O complexo processo de fabricação e inspeção do blank de válvula
As peças fundidas das válvulas são formadas pelo aquecimento de metais a milhares de graus Fahrenheit, momento em que se fundem em líquidos. Os metais líquidos são despejados em moldes, onde esfriam e assumem a forma de uma válvula específica.
Os blanks fundidos para válvulas são peças estruturalmente complexas e de paredes finas. Os blanks para fundição de válvulas devem ter uma superfície lisa, um caráter claro e densidade integral. Para atender aos requisitos acima, uma série de medidas de processamento devem ser tomadas durante a fundição, como a seleção de material de moldagem de alto refratário e o controle da umidade da areia, a estratificação durante a moldagem para garantir a dureza da areia, o uso de sistemas razoáveis de tampa de fundição e controle rigoroso da velocidade e temperatura de vazamento. Devido aos seus elevados requisitos técnicos, o processo de fundição do molde da válvula é muito mais complicado do que o das fundições gerais.
As válvulas acabadas são inicialmente inspecionadas quanto ao tamanho, precisão de posição e aparência adequados. Em seguida, eles são inspecionados mais de perto quanto à microestrutura, propriedades mecânicas, resistência à corrosão e sondagem não destrutiva. Até mesmo a inspeção da válvula, o processo de teste e as etapas de garantia de qualidade da fabricação são bastante complicadas e exaustivas.
Instalação de válvulas em máquinas-ferramentas
A estrutura e a forma das partes principais da válvula são muito complexas. Algumas peças têm paredes finas e delgadas, com pouca rigidez. Quando são usinados com ferramentas industriais, o posicionamento e a fixação podem ser muito difíceis, e muitas vezes são necessários acessórios especiais complicados.
Para algumas peças de válvulas sanitárias, a base de posicionamento possui baixa precisão e alta rugosidade superficial. Às vezes, até mesmo o posicionamento de superfície sem usinagem é usado. Mas existem requisitos muito elevados para a precisão e rugosidade da superfície de vedação processada, por isso é muito difícil garantir a qualidade do processamento. Portanto, para atender às necessidades de processamento, muitas vezes é necessário aumentar a precisão da base de posicionamento e reduzir a rugosidade da superfície, ou produzir uma superfície de posicionamento em uma superfície sem processamento, o que apenas aumenta a complexidade do processo de fabricação da válvula.
Processamento Mecânico Complexo
Devido à grande variedade de materiais de válvula, exceto vários ferros fundidos e aço carbono, o desempenho de cisalhamento da maioria dos materiais de alta resistência, resistentes à corrosão e de alta dureza é muito baixo, dificultando a obtenção da precisão de usinagem e da superfície especificadas. rugosidade. E existem requisitos muito elevados para a precisão geométrica e rugosidade da superfície de vedação da válvula, por isso é ainda mais difícil realizar o processamento mecânico nas válvulas. Enquanto isso, o baixo desempenho de cisalhamento dos materiais das válvulas causa alguns novos problemas para os métodos de processamento, materiais de ferramentas de corte, cisalhamento excessivo e equipamentos de processamento de válvulas.
Os principais componentes das válvulas
Corpo da válvula
O corpo da válvula não apenas abriga outras peças da válvula, incluindo o disco e a sede, mas também é a principal parte de retenção de pressão da válvula. É também onde o fluido passa através da válvula, pois ambas as extremidades do corpo da válvula estão conectadas à tubulação. As extremidades podem ser rosqueadas ou flangeadas ou finalizadas com tipos de soldagem de topo que dependem do tamanho e da pressão do sistema de tubulação. Os corpos das válvulas são fundidos ou forjados em uma variedade de materiais, incluindo aço fundido, aço inoxidável e ligas de aço, dependendo dos requisitos da válvula como um todo.
Gorro
O castelo é o segundo componente de retenção de pressão de uma válvula e também é conhecido como tampa. Ele é conectado ao corpo da válvula para criar o invólucro da válvula. No caso de válvulas globo, diafragma, gaveta ou retenção de parada, possui uma abertura por onde passa a haste da válvula e permite acesso às partes internas da válvula quando for necessária manutenção.
Tronco
A finalidade da haste da válvula é transferir o movimento necessário para o disco, obturador ou esfera para abrir e fechar a válvula. Ele é conectado ao atuador da válvula, alavanca ou volante em uma extremidade e ao disco da válvula na outra extremidade.
Em uma válvula gaveta ou globo, a haste usa o movimento linear do disco para abrir ou fechar a válvula, enquanto nas válvulas macho, esfera e borboleta, o disco é girado para abri-la ou fechá-la.
Disco
O disco é a parte da válvula que permite ou interrompe o fluxo, dependendo de onde está posicionado. Um disco de válvula pode ser forjado, fabricado ou fundido.
Assento
A sede é uma das partes principais da válvula que afeta diretamente a taxa de vazamento da válvula e é parte integrante do corpo da válvula. As válvulas podem ter uma ou mais sedes dependendo do tipo de válvula. Por exemplo, uma válvula gaveta tem duas sedes, uma situada no lado a montante e outra no lado a jusante.
Aparar
Interno de válvula é o termo coletivo para as peças internas removíveis ou substituíveis que entram em contato com o meio de fluxo. Essas peças incluem sede da válvula, disco, vedantes, espaçadores, guias, buchas e molas internas.
Atuador do
O atuador é o mecanismo que opera a válvula e está conectado ao conjunto de haste e disco. Pode ser operado manualmente por volante, alavanca, engrenagem, corrente ou através de mecanismo motor, solenóide, pneumático ou hidráulico.
Mantenha as válvulas funcionando com estas três dicas de manutenção
Limpe a área.
A manutenção da válvula não é complicada. Às vezes, a maneira mais fácil de evitar reparos dispendiosos é com uma limpeza simples e rápida. Dependendo do tipo e localização da válvula, você precisará limpar a poeira ou detritos com uma toalha ou remover mais material endurecido com uma escova de aço. Limpe as válvulas pelo menos uma vez por ano. Esta é uma maneira rápida e fácil de prolongar a vida útil de todo o seu sistema.
Verifique seu dispositivo.
Inspecionar suas válvulas é outra etapa fácil e gratuita na manutenção de válvulas. Primeiro, basta monitorar a válvula e verificar se há vazamentos. Uma das maneiras mais fáceis de determinar se há um vazamento é procurar sinais de corrosão, ferrugem ou acúmulo de minerais. Vazamentos extensos podem exigir a substituição da válvula ou, pelo menos, a substituição de peças desgastadas ou quebradas da válvula. Em seguida, abra e feche as válvulas para verificar se não estão presas e verifique a pressão e a temperatura do meio que flui através das válvulas. válvula. Certifique-se de que eles não se aproximem ou excedam os limites nominais da válvula que você está usando. As válvulas de alta pressão devem ser monitoradas com mais regularidade do que as válvulas de baixa pressão.
Lubrifique a válvula.
Uma das partes mais negligenciadas, porém mais baratas, da manutenção de válvulas é a lubrificação ou lubrificação. Ignorar esta etapa pode causar convulsões ou pelo menos redução do desempenho. A lubrificação regular também pode ajudar a vedar as válvulas e prolongar sua vida útil. O segredo é girar a válvula para garantir que o lubrificante entre na câmara da válvula. Isto prolongará a vida útil da válvula, limitando o desgaste. A manutenção da sua válvula exigirá que você selecione o método de lubrificação correto para sua válvula específica com base nas configurações. Os lubrificantes têm uma variedade de propriedades, portanto, não use apenas a primeira coisa que pegar. Eles são à prova d'água, à base de lítio, resistentes a altas temperaturas, resistentes ao dióxido de carbono e muito mais. Por exemplo, lubrificantes aderentes podem ter argila ou outros espessantes sólidos adicionados a eles, que podem endurecer e deixar sólidos na válvula, fazendo com que ela emperre. Além de proteger suas válvulas com lubrificação, você também pode protegê-las das mudanças de temperatura ambiente, especialmente se os tubos estiverem localizados ao ar livre. Se for esse o caso, pode ser necessário adicionar e manter o isolamento protetor como parte da rotina de manutenção da válvula.
Tipo de mídia
As características do tipo de líquido ou gás controlado determinarão o material da válvula que deverá ser utilizado. Ao monitorar materiais agressivos ou corrosivos, o politetrafluoretileno (PTFE) e os perfluoroalcóxi alcanos (PFA) são ótimas opções, pois são capazes de suportar essas condições. Ao monitorar gases pressurizados, é importante usar válvulas metálicas para obter o mais alto nível de segurança.
Condições de Aplicação
A seleção do dimensionamento correto da válvula é a etapa mais importante na seleção da válvula certa para sua aplicação. Uma válvula de tamanho inadequado pode causar problemas de operação dentro da válvula ou em qualquer outro lugar do sistema. Além disso, determine a temperatura, pressão e vazão sob as quais sua válvula operará. Na maioria dos casos, as válvulas metálicas podem suportar temperaturas e pressões mais elevadas do que as plásticas.
Função da válvula
Determine a necessidade que sua válvula precisa preencher. As válvulas 2-way funcionam bem para controle liga/desliga em um sistema, enquanto as válvulas 3-way podem ser usadas para controle liga/desliga, bem como para desviar ou misturar meios. Além disso, observe se sua válvula estará aberta ou fechada com mais frequência. Para prolongar a expectativa de vida, solicite uma válvula que normalmente esteja nessa orientação e mude para outra direção quando energizada.
Método de atuação
Outra consideração a ser feita é como a válvula será operada. Identifique se a válvula será operada manualmente ou se a válvula precisará ser acionada para desligar e ligar automaticamente. Caso opte por esta última opção, decida se a unidade será utilizada com atuador elétrico, pneumático ou hidráulico.
Requisitos de manutenção
Se a manutenção precisar ser feita regularmente, as válvulas esfera são uma ótima opção, pois resistem ao entupimento e são um dos tipos de válvula mais simples de manutenção. As válvulas esfera também estão disponíveis em configurações de 3-peças, que consistem em duas tampas e um corpo. Isto permite que a seção do corpo principal seja facilmente removida para limpeza sem desconectar as tampas das extremidades do tubo, evitando que a linha seja desligada durante a manutenção.
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Perguntas frequentes
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