aula - válvulas

25/05/2014

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Instalaes Industriais

Prof: Marlia Magalhes Gonalves

Universidade Federal de So Joo Del Rei

Vlvulas

Definio

Dispositivos destinados a estabelecer, controlar ou

interromper o fluxo em uma tubulao

Acessrios mais importantes em uma tubulao

Devem ser usadas em pequena quantidade, apenas o

necessrio para funcionamento da instalao

Peas caras, onde h sempre a possibilidade de

vazamentos, com perda de carga

Definio

So indispensveis e representam cerca de 8%

do custo total de uma instalao de processo

Grande variedade, para uso geral ou

finalidades especficas

Classificao

Vlvulas de bloqueio

Tm a funo de apenas estabelecer ou interromper o fluxo

Funcionam completamente abertas ou fechadas

Normalmente tm o mesmo dimetro nominal da

tubulao

Abertura de passagem de fluido com seco transversal

comparvel com a da prpria tubulao

Classificao

Vlvulas de bloqueio

- vlvulas de gaveta

- vlvulas de macho

- vlvulas de esfera

- vlvulas de comporta

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Classificao

Vlvulas de regulagem

Destinam se especificamente a controlar o fluxo

Podem trabalhar em qualquer condio de

fechamento parcial

Podem ter dimetro nominal menor que o da

tubulao

Classificao

Vlvulas de regulagem

- vlvulas de globo

- vlvulas de agulha

- vlvulas de controle

- vlvulas de borboleta

- vlvulas de diafragma

As vlvulas de borboleta e diafragma tambm podem

trabalhar como vlvulas de bloqueio

Classificao

Vlvulas que permitem o fluxo em um s sentido

- vlvulas de reteno

- vlvulas de reteno e fechamento

- vlvulas de p

Classificao

Vlvulas que controlam a presso a montante

- vlvulas de segurana e de alvio

- vlvulas de excesso de vazo

- vlvulas de contrapresso

Vlvulas que controlam a presso a jusante

- vlvulas redutoras e reguladoras de presso

- vlvulas de quebra - vcuo

Construo das Vlvulas

Corpo e castelo

O invlucro externo ou carcaa da vlvula composto de

duas partes denominadas corpo e castelo

O corpo a parte principal na qual se encontra a sede,

onde se assenta a pea de fechamento e as extremidades

(flanges, roscas) para ligao s tubulaes


Corpo e castelo

O castelo a parte superior da carcaa, que se

desmonta para acesso ao interior da vlvula

A fixao do castelo ao corpo da vlvula pode ser

feito por rosqueamento direto, aparafusado...

Independente do sistema de fixao, deve haver

sempre uma junta de vedao entre as peas

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Fonte: Hidrotec


Sistemas de construo das vlvulas

A grande maioria das vlvulas de ao (qualquer tipo de

ao) tem o corpo e o castelo de construo forjada, para

dimetros pequenos (at 2) e de construo fundida

para dimetros maiores

Outros tipos especiais de construo podem ser

utilizados para atender condies especficas de projeto


Mecanismo interno

O mecanismo mvel interno da vlvula (haste, peas de

fechamento) e as sedes no orifcio da vlvula, onde ele se

assenta , chama-se trim da vlvula.

So as peas mais importantes da vlvula e esto sujeitas

a grandes esforos mecnicos

Devem ter uma usinagem cuidadosa para garantir

fechamento estanque

Fonte: instrumentacionycontrol.net


Mecanismo interno

No podem sofrer desgaste por corroso ou eroso

nem deformaes, o que poderia comprometer o

funcionamento da vlvula

Dessa forma, frequente que o trim da vlvula seja

feito de material diferente e mais nobre que o da

carcaa


Extremidade das vlvulas

As vlvulas so peas sujeitas a manuteno peridica ,

ou eventual substituio

Dessa forma, devem ser desmontveis da tubulao

Vlvulas rosqueadas ou flangeadas so facilmente

desmontadas da tubulao para reparos ou substituio

Vlvulas com extremidades para solda tem desmontagem

mais difcil, mas menor risco de vazamento

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Sistemas de operao das vlvulas

Manual

Sistema mais barato e mais comumente usado

Emprega-se a todas as vlvulas que no sejam automticas e

para as quais no se exija operao motorizada

- por meio de volante

- por meio de alavanca

- por meio de engrenagens, parafusos sem fim,...



Motorizada

Existe uma fora motriz externa (no manual) que

comanda a operao da vlvula

Empregada em vlvulas comandadas por

instrumentos automticos, situadas em locais

inacessveis ou de risco ou de operao frequente



Motorizada

- pneumtica

- hidrulica

- eltrica

teis para comando remoto de vlvulas, especialmente

em instalaes com grande nmero de vlvulas e

operao frequente (centralizao do comando)



Automtica

So auto suficientes, no exigem comando manual

nem fora motriz externa para sua operao

Operao automtica pode ser conseguida pela

diferena de presso do fluido circulante ou pela

ao de molas ou contrapesos, integrantes da

prpria vlvula



Automtica

- pelo prprio fluido (diferena de presso)

- por meio de molas ou contrapesos

As vlvulas, muitas vezes, utilizam dois sistemas de

operao diferentes, um para abrir e outro para

fechar


Vlvulas de gaveta

Tipo mais importante e utilizado

Vlvulas para bloqueio de lquidos, por excelncia

Empregadas em quaisquer dimetros, na maioria das

tubulaes de gua , leos e lquidos em geral

Utilizadas para qualquer valor de presso e

temperatura

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Vlvulas de gaveta

Seu fechamento ocorre pelo fechamento de uma pea

chamada gaveta em consequncia da rotao da haste

A gaveta desloca-se paralelamente ao orifcio da vlvula

e perpendicularmente ao sentido de deslocamento do

fluido

Quando totalmente abertas a trajetria de circulao do

fluido fica reta e desimpedida, com mnima perda de

carga

Fonte: pamsaint-gobain

Fonte: metalurgica dulong


Vlvulas de gaveta

No so recomendadas para velocidades de escoamento

muito altas, nem para tubulaes sujeitas a fortes e

constantes vibraes, que podem fazer movimentar a

gaveta

No so apropriadas para trabalho com lquidos com

sedimentos ou slidos em suspenso que podem se

depositar em dificultar ou impedir o fechamento da

vlvula


Vlvulas de macho

Representam cerca de 10 % das vlvulas utilizadas nas

tubulaes industriais

Aplicam se ao bloqueio de gases, gua, vapor e lquidos

em geral

Recomendadas para servios com lquidos que deixam

sedimentos ou com slidos em suspenso

Ocupam espao muito menor do que as vlvulas de

gaveta


Vlvulas de macho

O fechamento feito por rotao de uma pea (macho), onde

h um orifcio, no interior do corpo da vlvula

Quando o macho gira, o furo se alinha tubulao dando

passagem ao fluido

So vlvulas de fechamento rpido, se fecham com de volta

do macho

S devem ser usadas como vlvulas de bloqueio, para evitar

perdas de carga

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Fonte: Valmaster vlvulas


Vlvulas de globo

Podem trabalhar no s em posio aberta e

fechada, como em qualquer posio intermediria de

fechamento, so vlvulas de regulagem

Em qualquer posio promovem fortes perdas de

carga

No so aconselhadas para tubulaes com presena

de detritos e sedimentos


Vlvulas de globo

So usadas basicamente para servio de regulagem

em linhas de gua, leos, lquidos em geral (pouco

corrosivos), vapor, ar e outros gases

Tambm atuam no bloqueio em linhas de vapor e

gases em geral

So empregadas para qualquer valor de presso e

temperatura, em dimetros at 8

Fonte: instrumentacionycontrol.net


Vlvulas de reteno

Permitem a passagem do fluido em um sentido

apenas

Fecham-se automaticamente por diferena de

presses, exercidas pelo fluido em consequncia do

prprio escoamento

So vlvulas de operao automticaFonte: minas bombas

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Vlvulas de reteno

So empregadas quando se quer impedir em

determinada linha qualquer possibilidade de retorno

do fluido por inverso do sentido do escoamento

Provocam perda de carga muito elevada, s devendo

ser usadas quando forem realmente imprescindveis


Vlvulas de reteno

Devem ser sempre instaladas de modo a garantir que

a ao da gravidade tenda a fechar a vlvula

Dessa forma, quase todas s podem ser colocadas

em tubos verticais ou inclinados, quando o fluxo for

ascendentes


Vlvulas de segurana e alvio

Controlam a presso a montante, abrindo-se

automaticamente, quando essa presso ultrapassar

um determinado valor para o qual a vlvula foi

calibrada, denominada presso de abertura da

vlvula

A vlvula fecha-se automaticamente em seguida

quando a presso cair abaixo da presso de abertura


Vlvulas de segurana e alvio

So chamadas vlvulas de segurana quando

destinadas a trabalhar com fluidos elsticos (vapor,

ar, gases)

Podem ser vlvulas de alvio quando trabalham

com lquidos, que so fluidos incompressveis


Vlvulas de controle

Nome genrico que designa uma grande variedade

de vlvulas usadas em combinao com

instrumentos automticos e comandadas distncia

por esses instrumentos para controlar a vazo ou a

presso de um fluido


Vlvulas de controle

Tm sempre um atuador (pneumtico, hidrulico,

eltrico, etc.) que comanda diretamente a pea de

fechamento da vlvula, que por sua vez

comandado por um sinal (presso de ar comprimido,

por ex) enviado por um instrumento que est

medindo a grandeza que se deseja controlar

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Fonte: Kcal Engenharia


Vlvulas de controle

So caracterizadas pelo valor de um coeficiente

(coeficiente de vazo da vlvula CV )

Ele varia em funo das dimenses da vlvula e dos

diversos tipos e modelos

Aplicado em frmulas apropriadas, juntamente com

outras variveis relacionadas ao fluido e s condies

operacionais, permite a seleo da vlvula de controle

adequada


Vlvulas de borboleta

So basicamente vlvulas de regulagem, mas tambm podem

trabalhar como vlvulas de bloqueio

Empregadas principalmente para tubulaes de grande

dimetro, baixas presses e temperaturas moderadas

Utilizadas tanto para lquidos como para gases, inclusive para

lquidos sujos ou contendo slidos em suspenso e para

servios corrosivos


Vlvulas de borboleta

So vlvulas leves e baratas, facilmente adaptveis a

diversos tipos de atuadores e a comando remoto

Fonte: zanardo


Vlvulas de diafragma

So vlvulas sem engaxetamento, desenvolvidas

especialmente para bloqueio e regulagem de fluidos

corrosivos, txicos ou perigosos, muito volteis ou

que exijam total segurana contra vazamentos

Seu mecanismo mvel fica completamente fora de

contato com o fluido, de modo que o seu material

no precisa ser resistente corroso

Fonte: valaco

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Vlvulas redutoras de presso

Regulam a presso a jusante da vlvula, fazendo com

que ela se mantenha dentro de limites

preestabelecidos

So automticas, funcionam sem interveno

externa


Vlvulas de excesso de fluido

So vlvulas pequenas que se fecham

automaticamente, interrompendo o fluxo na

tubulao, quando a vazo (ou velocidade) do fluido

ultrapassa um determinado limite

So empregadas em instalaes de enchimento de

veculos ou de vasilhames para evitar vazamento

excessivo de lquidos

Construo das VlvulasMateriais de construo

A maior parte das vlvulas tem materiais diferentes na

carcaa (corpo e castelo) e no mecanismo interno(trim)

As carcaas normalmente so feitas de ao carbono

fundido, ao-carbono forjado, ao-carbono laminado,

aos-liga, ao inoxidvel, ferro fundido, ferro malevel,

ferros fundidos especiais, bronze, lates, material

plstico (PVC)


Materiais de construo

Para o mecanismo interno os principais materiais

usados so aos inoxidveis e bronze

Seleo de Vlvulas

A seleo da vlvula adequada feita em duas etapas:

seleo do tipo geral e especificao das caractersticas e

detalhes que ela deve ter

Na seleo do tipo geral, deve-se considerar:

- finalidade da vlvula (bloqueio, reteno...)

- natureza e estado fsico do fluido

- condies de corroso, eroso, depsito de sedimentos,

presena de slidos, ... que possam existir

Seleo de Vlvulas

- presso e temperatura (valores de regime e valores

extremos

- dimetro nominal da tubulao

- necessidade de fechamento estanque, fechamento

rpido, operao frequente, comando remoto ou

automtico, resistncia a fogo

- custo

- espao disponvel, posio na instalao

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Seleo de Vlvulas

As caractersticas e detalhes que devem ser especificados so:

- especificao dos materiais de todos os componentes da

vlvula

- tipo de extremidade da vlvula

- tipo de ligao corpo castelo

- tipo de movimentao da haste

- tipo de engaxetamento da haste e do castelo

- sistema de acionamento

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