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•As válvulas são dispositivos destinados aestabelecer, controlar e interromper o fluxo em umatubulação.•São os acessórios mais importantes existentes nastubulações, e que por isso devem merecer o maiorcuidado na sua especificação, escolha e localização.

INTRODUÇÃO

VÁLVULAS

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VÁLVULAS

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Para facilitar sua vida, o homem utiliza válvulas, fazalguns milhares de anos, tanto para bloquear o fluxocomo modificar o percurso do fluido. Veja algunsexemplos de como o assunto “válvulas” é coisaantiga:?Os Romanos, há 2000 anos, tinham construído redesde água quente e fria feita, com tubulação de cobre e,nestas redes, utilizavam válvulas tipo macho de latão(cobre e zinco) e de bronze (cobre e estanho).

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VÁLVULAS

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Para facilitar sua vida, o homem utiliza válvulas, fazalguns milhares de anos, tanto para bloquear o fluxocomo modificar o percurso do fluido. Veja algunsexemplos de como o assunto “válvulas” é coisaantiga:?Na década de 60, na China, foi descoberta porarqueólogos, ruínas de uma cidade provida de umarede de água que servia às casas. A tubulação destarede era feita de bambu, com válvulas tipo machotambém de bambu. A idade desta cidade foi calculadaem aproximadamente 4000 anos.

VÁLVULAS

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Para facilitar sua vida, o homem utiliza válvulas, fazalguns milhares de anos, tanto para bloquear o fluxocomo modificar o percurso do fluido. Veja algunsexemplos de como o assunto “válvulas” é coisaantiga:?Os satélites enviados ao espaço, fotografando aTerra, descobriram indicações de uma enorme“aranha” de coletores de água de chuva no meio doSaara. Esses coletores, feitos de pedra, conduziam aágua para um enorme reservatório que abastecia ascidades circunvizinhas ou plantações. As válvulasdeviam ter sido de pedras para bloquear o fluxo. Estarede foi construída antes do Saara tornar-se deserto.

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VÁLVULAS

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Em qualquer instalação deve haver sempre o menornúmero possível de válvulas compatível com ofuncionamento da mesma, porque as válvulas são:

•peças caras, onde sempre há possibilidade devazamentos (em juntas, gaxetas etc.);

•que introduzem perdas de carga, às vezes de grandevalor.

VÁLVULAS

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•As válvulas são entretanto peças indispensáveis, semas quais as tubulações seriam inteiramente inúteis.Por esse motivo, o desenvolvimento das válvulas é tãoantigo quanto o das próprias tubulações.•As válvulas representam, em média, cerca de 8% docusto total de uma instalação de processamento.•A localização das válvulas deve ser estudada comcuidado, para que a manobra e a manutenção dasmesmas sejam fáceis, e para que as válvulas possamser realmente úteis.

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CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS

• Válvulas de Bloqueio: Válvulas de gaveta, válvulasde macho, válvulas de esfera, válvulas de comporta, etc.

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• Válvulas de Regulagem: Válvulas de globo,válvulas de agulha, válvulas de borboleta, válvulas dediafragma, etc.

• Válvulas que permitem o fluxo em um sósentido: Válvulas de retenção, válvulas de pé.

• Válvulas que controlam a pressão à montante: Válvulas de segurança e de alívio, válvulas de contrapressão.

• Válvulas que controlam a pressão à jusante: Válvulas redutoras e reguladoras de pressão.

CLASSIFICAÇÃO DAS VÁLVULAS

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ASPECTOS COMUNS À TODAS AS VÁLVULAS

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A carcaça de uma válvulacompõe-se de:• Corpo - parte principal dacarcaça, onde estão o orifício depassagem do fluido e asextremidades (flanges, roscas,etc.) para ligação às tubulações.• Castelo - parte superior dacarcaça, que se desmonta paraacesso ao interior da válvula.

Mecanismos internos e gaxetas

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• O mecanismo móvel internoda válvula (haste, peças defechamento) e as sedes, noorifício da válvula, onde agaveta se assenta, chama-se“ trim ” da válvula.•O trim da válvula deve serfeito de um material de melhorqualidade, do que o dacarcaça.

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Extremidades das válvulas:• Extremidades flangeadas – Sistema usado em quase todas asválvulas, de qualquer material, empregadas em tubulaçõesindustriais de 2” ou maiores.

• Extremidades para solda de encaixe – Sistema usadoprincipalmente em válvulas de aço, de menos de 2”, empregadas emtubulações ligadas por solda de encaixe.

• Extremidades rosqueadas – Sistema usado em válvulas de 4”ou menores, empregadas em tubulações em que se permitamligações rosqueadas.

• Extremidades para solda de topo – Sistema usado emválvulas de aço, de mais de 2”, em serviços onde seja necessáriouma segurançaabsoluta contra vazamentos.

• Extremidades com bolsas – para tubulações de ferro fundidocom ligações de ponta e bolsa. 11

Meios mais usuais empregados para a fixação do castelo ao corpo da válvula:

• Castelo rosqueado diretamente ao corpo – É o sistema maisbarato, usado apenas em pequenas válvulas para serviços debaixa responsabilidade.

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• Castelo aparafusado – É o sistema usado para válvulasgrandes (3” em diante) e para qualquer pressão, por ser maisrobusto e permitir melhor vedação.

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• Castelo preso ao corpo por uma porca solta de união –Esse sistema é empregado para válvulas pequenas (até 2”) deboa qualidade, para serviços severos ou altas pressões;empregam-se também em válvulas de desmontagemfrequente.

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Principais sistemas usados para a operação de válvulas:

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•Obs: Nos sistemas de operação motorizada hidráulica ou pneumática, a haste da válvula écomandada diretamente por um diafragma ou êmbolo sujeitos à pressão de um líquido oude ar comprimido.

VÁLVULAS DE GAVETA

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VÁLVULAS DE BLOQUEIOVÁLVULAS DE BLOQUEIO

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VÁLVULAS DE GAVETA

• É a mais importante e de uso mais generalizado (50% do total);• Não são adequadas para velocidadesmuito altas (provoca erosãono disco e assento);• Provoca uma pequena perda de carga;• Tem fechamento lento, controlando assim o efeito dos golpes dearíete; GOLPE DE ARIETE.exe• Dificilmente dão uma vedação absolutamente estanque;• Passagem totalmente desimpedida quando totalmente aberta;• Estanques para quase todos os tipos de fluídos;• Construção em ampla gama de tamanhos;• Permitem fluxo nos dois sentidos;• Não são indicadas em operações frequentes;• Não se aplicam em regulagens e/ou estrangulamento de fluxo.

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VÁLVULAS DE GAVETA

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a) Em quaisquer diâmetros, para todos os serviços de bloqueio emlinhas de água, óleos e líquidos em geral, desde que não sejam muitocorrosivos, nem tenham grande quantidade de sólidos em suspensão.

b) Em diâmetros acima de 8” para bloqueio em linhas de vapor e dear.

APLICAÇÃO:


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VÁLVULAS DE GAVETA

Comportamento do fluído através de Válvulas de Gaveta1. Com o obturador totalmente aberto: Com o obturador totalmente aberto, o fluído não sofre restrições na passagem.

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VÁLVULAS DE GAVETA

Comportamento do fluído através de Válvulas de Gaveta2. Com o obturador semi aberto: Com o obturador semi-aberto, o fluídoaumenta sua velocidade provocando ruídos e vibrações que são indesejáveise prejudiciais ao bomdesempenho da válvula.

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Válvulas de comporta ou de guilhotina

• São válvulas em que a gaveta é umacomporta que desliza livremente entre guiasparalelas.

• Essas válvulas, que não dão fechamentoestanque, são usadas em grandes diâmetros,para ar, gases e água em baixa pressão, etambém em quaisquer diâmetros, paraprodutos espessos ou de alta viscosidade(pasta de papel, por exemplo), e para fluidosabrasivos.

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VÁLVULAS DE BLOQUEIOVÁLVULAS DE BLOQUEIOVARIANTES DA VÁLVULA DE GAVETAVARIANTES DA VÁLVULA DE GAVETA

Válvulas de fecho rápido

• Nessas válvulas a gaveta é manobrada poruma alavanca externa fechando-se com ummovimento único de alavanca.

• As válvulas de fecho rápido são usadasapenas em pequenos diâmetros (até 3”), embaixas pressões e em serviços em que seexija o fechamento rápido (enchimento decarros, vasilhames etc.), porque, pelainterrupção brusca do movimento do fluido,podem causar golpes de aríete.

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VARIANTES DA VÁLVULA DE GAVETAVARIANTES DA VÁLVULA DE GAVETAVÁLVULAS DE BLOQUEIOVÁLVULAS DE BLOQUEIO

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Válvulas de passagem plena

• As válvulas de passagemplena, muito empregadasem oleodutos, têm umagaveta volumosa e contémdo um orifício exatamentedo mesmo diâmetrointerno da tubulação.

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• A válvula é construída detal forma que, quandoaberta, o orifício da gavetafica em rigorosa continuaçãoda tubulação, fazendo comque a perda de carga atravésda válvula sejaextremamente baixa.• Essa disposição tem aindaa vantagem de facilitar alimpeza mecânica interna datubulação. 24


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• A carcaça dessas válvulas temuma protuberância inferior paraalojar a gaveta quando a válvulaestiver fechada.

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VÁLVULAS DE MACHO

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VÁLVULAS DE MACHO

• Aplicam-se principalmente nos serviços debloqueio de gases (em quaisquer diâmetros,temperaturas e pressões), e também no bloqueiorápido de água, vapor e líquidos em geral (empequenos diâmetros e baixas pressões);• Recomendadas também para serviços comlíquidos que tenham sólidos em suspensão;• São de fecho rápido, porque se fecham com ¼ devolta do macho ou da haste.• O espaço ocupado é muito menor com relação agaveta.

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VÁLVULAS DE ESFERA

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VÁLVULAS DE BLOQUEIOVÁLVULAS DE BLOQUEIOVARIANTES DA VÁLVULA DE MACHOVARIANTES DA VÁLVULA DE MACHO

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VÁLVULAS DE ESFERA

• Pode substituir as válvulas de gaveta, pois tem comovantagens: o menor tamanho, peso e custo, melhorvedação, maior facilidade de operação e menor perda decarga;• Essas válvulas são também melhores para fluidos quetendem a deixar depósitos sólidos. A superfície interna lisada válvula dificulta a formação desses depósitos, enquantoque, para a válvula de gaveta, o depósito de sólidos podeimpedir o fechamento completo ou a própria movimentaçãoda gaveta;• As válvulas de esfera podem ser de “passagem plena”ou de “passagem reduzida”; nas primeiras, o orifício daválvula é equivalente à seção interna do tubo e, nas outras,é menor.

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VÁLVULAS DE BLOQUEIOVÁLVULAS DE BLOQUEIOVARIANTES DA VÁLVULA DE MACHOVARIANTES DA VÁLVULA DE MACHO

VÁLVULAS DE GLOBO

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VÁLVULAS DE REGULAGEMVÁLVULAS DE REGULAGEM

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VÁLVULAS DE GLOBO

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VÁLVULAS DE GLOBO

• Pode trabalhar em qualquer posição de fechamento;• Causam em qualquer posição, fortes perdas de carga;• Dão uma vedação bem melhor do que as válvulas de

gaveta;• Na maioria o fechamento é de metal contra metal, o que

as torna à prova de fogo;• Devem ser instaladas de forma que o fluido entre pela

face inferior do tampão (poupar as gaxetas);• São empregadas para quaisquer pressões e

temperaturas, emdiâmetros até 8”;• Não é usual o emprego de válvulas de globo em

diâmetros maiores porque seriam muito caras edificilmente dariam uma boa vedação.

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VÁLVULAS DE GLOBO

• Permitemcontrole parcial do fluxo;• Abertura e fechamento mais rápido do que as válvulas

Gaveta;• As características construtivas do conjunto sede

obturador permitemestanqueidade total;• Manutenção favorecida pelo fácil acesso aos

componentes internos da válvula sem a necessidade dasua remoção da linha;

• Admitem fluxo em um só sentido;• Indicadas para operações (acionamentos) frequentes.

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VÁLVULAS DE GLOBO

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Comportamento do fluído através de Válvulas de globo

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VÁLVULAS DE AGULHA

• O tampão nessas válvulas é substituído por uma peça cônica(agulha), permitindo um controle de precisão do fluxo;

• São válvulas usadas para regulagem fina de líquidos e gases, emdiâmetros até 2”.

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VARIANTES DA VÁLVULA GLOBOVARIANTES DA VÁLVULA GLOBO VÁLVULAS DE REGULAGEMVÁLVULAS DE REGULAGEM

VÁLVULAS EM “ Y ”

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• Têm a haste à 45º com o corpo, de modo que a trajetória dacorrente fluida fica quase retilínea, acarretando uma menor perdade carga;

• São muito usadas para bloqueio e regulagem de vapor, epreferidas também para serviços corrosivos e erosivos.


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• Diferencia-se da válvula globo reta, apenas na configuração docorpo onde as extremidades de entrada e saída estão dispostas a90º entre si.

• Têm pouco uso em tubulações industriais porque uma válvula emprincípio, não deve sofrer os esforços aos quais as curvas e joelhosestão geralmente submetidos.

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VÁLVULAS EM ÂNGULO


• Neste arranjo a perda de carga é menos acentuada em relação àsválvulas globo reta;

• Propicia diminuição do número de conexões na instalação.

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VÁLVULAS EM ÂNGULO


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VÁLVULAS DE BORBOLETA

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• São basicamente válvulas de regulagem, mas também podemtrabalhar como válvulas de bloqueio;

• São empregadas para altas pressões e para grandes diâmetros;• Quase todas as válvulas de borboleta têm anéis de sede não

metálicos (teflon, neoprene, etc.), com os quais se consegue umavedação muito boa.

VÁLVULAS DE DIAFRAGMA

• São válvulas de regulagem ou de bloqueio de fluidos corrosivos,tóxicos ou inflamáveis;

• São quase sempre válvulas pequenas (até 6”), freqüentementecom o corpo de materiais não metálicos (materiais plásticos, porexemplo), ou de metais com revestimento contra corrosão(borracha, plásticos, vidro, porcelana, etc.)

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VÁLVULAS DE RETENÇÃO

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VÁLVULAS QUE PERMITEM FLUXO EM UM SÓ SENTIDOVÁLVULAS QUE PERMITEM FLUXO EM UM SÓ SENTIDO

• Provocam uma perda de carga muita elevada e só devem serusadas quando forem de fato imprescindíveis;

• Devem ser instaladas de tal maneira que a ação da gravidadetenda a fechar a válvula.

Retenção de portinhola


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Retenção de pistão

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VÁLVULAS QUE PERMITEM FLUXO EM UM SÓ SENTIDOVÁLVULAS QUE PERMITEM FLUXO EM UM SÓ SENTIDOVARIANTES DA VÁLVULA DE RETENÇÃOVARIANTES DA VÁLVULA DE RETENÇÃO

Válvulas de pé (foot valves) - São válvulas de retençãoespeciais para manter a escorva nas linhas de sucção debombas.São semelhantes às válvulas de retenção de pistão, tendogeralmente no tampão um disco de material resiliente(plásticos, borracha etc), para melhorar a vedação.Possuem geralmente uma grade externa (crivo) para evitar aentrada de corpos estranhos na tubulação e na bomba.

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VÁLVULAS DE SEGURANÇA E DE ALÍVIO

Controlam a pressão a montante abrindo-seautomaticamente, quando essa pressão ultrapassar umdeterminado valor para o qual a válvula foi ajustada(pressão de abertura). A válvula fecha-se em seguida,também automaticamente, quando a pressão cair abaixoda pressão de abertura.

Embora as funções básicas de ambas sejam as mesmas,existem diferenças fundamentais entre ambas, no que serefere à forma de descarga e tipos de fluídosadmissíveis.

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VVÁÁLVULAS QUE CONTROLAM PRESSÃO DE MONTANTELVULAS QUE CONTROLAM PRESSÃO DE MONTANTE


As válvulas de alívio são recomendadas para baixasvazões de descarga e, preferencialmente, para fluídosnão compressíveis, como por exemplo a água, ondepequenas descargas resultam sempre em granderedução de pressão.

As válvulas de segurança são recomendadas para usocom vapor e gases, quando se deseja um dispositivocapaz de aliviar a pressão de forma automático einstantânea.

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• Funcionam automaticamente com a atuação doescoamento do fluido. Tem por obrigação regular apressão a jusante da própria válvula;

• Para atuarem necessitam de molas cuja tensão éajustável;

• Utilização: água, vapor, ar comprimido, óleos,etc.

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VÁLVULAS DE REDUÇÃO DE PRESSÃO

VVÁÁLVULAS QUE CONTROLAM PRESSÃO DE JUSANTELVULAS QUE CONTROLAM PRESSÃO DE JUSANTE

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INSTALAÇÃO DE VÁLVULAS

• Muitos defeitos verificados em válvulas se relacionam comerros de instalação. Para o sucesso na execução destasatividades e prevenir a ocorrência de problemas desta natureza énecessário observar as seguintes instruções.• O primeiro cuidado está no uso correto do padrão dasextremidades da válvula. Desta forma, uma válvula comextremidades com flanges ANSI B16-24 somente pode seracoplada a um elemento de tubulação com flange ANSI B16-24,pois caso contrário pode representar muitas vezes danos àintegridade da mesma, tais como deformações nas sedes econsequente vazamento de passagem da válvula.

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• Como por exemplo, deve ser evitada a montagem de umaválvula de bronze a um elemento de tubulação com flangesdotados de ressalto, pois estes após o aperto nosparafusos, poderão ocasionar esforços suficientes paradeformar permanentemente os flanges e em consequênciatambém as sedes de uma válvula de gaveta de forma quea cunha nunca mais irá se alojar às mesmas.Por razões análogas uma válvula de extremidades comroscas NPT somente pode ser acoplada a um elementocom rosca NPT, uma válvula de extremidades com roscaBSP a um elemento de rosca igualmente de mesmo padrão.

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A partir dos seguintes dados, selecione uma válvula de bloqueio comfechamento estanque, para um sistema que trabalha com água atemperatura de 30ºC, uma pressão de 0,3 MPa (3 bar) e uma vazão de 2kg/s. O diâmetro da tubulação é de 1”. Apresente a válvula selecionadajustificando a sua escolha, obedecendo à relação custo benefício,especificar os materiais para o corpo e castelo e para o mecanismointerno. Especificar também, o tipo de extremidade, de ligação corpo-castelo e de movimentação da haste. Obs: a válvula é abertafrequentemente.

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EXERCÍCIO 1

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