Manual Senai Valvulas

download Manual Senai Valvulas

of 44

Transcript of Manual Senai Valvulas

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Apresentao

Mais de 1.000.000 de vlvulas dos mais diferentes tipos e medidas so produzidas anualmente pela METALRGICA IP S.A - MIPEL, atendendo os mais diversos setores de atividades industriais, comerciais, prediais, e de agricultura, para operar com os mais diferentes tipos de fludos, presses e temperaturas. Esta grande variedade e complexidade de tipos e funes de vlvulas e instalaes faz com que projetistas e instaladores nem sempre optem pela vlvula mais indicada para um determinado processo, podendo assim ocasionar erros que certamente resultaro em srios prejuzos. Somando-se a isso, existem ainda aspectos outros relacionados com a instalao, uso e manuteno de vlvulas que igualmente podero resultar em prejuzos, quando executados de forma no adequada. Com o intuito de cobrir estas lacunas, a METALRGICA IP S.A. procurou o SENAI, tradicional entidade ligada a educao profissional no Brasil, para em parceria iniciarem a elaborao e publicao de manuais e outros materiais didticos, tal como este que ora apresentamos. Preparam tambm a realizao de programas de treinamentos que possam abordar fatores considerados relevantes na seleo, instalao, uso e manuteno de vlvulas, para desta forma buscar uma melhor preparao a todos os usurios dos produtos MIPEL. Esta atividade inicialmente estar sendo realizada nas dependncias da Escola SENAI Luis Simon, em Jacare, onde tambm est sediada a METALRGICA IP S.A., podendo num futuro prximo ser levada a outras regies do Pas. As possveis observaes provenientes de Clientes e Usurios sobre temas aqui tratados sero sempre bem vindas para aperfeioamentos futuros deste Manual.

03

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

SUMRIO1.1. Generalidades

1. Seleo de vlvulas

05 05 05 05 05 06 06 06 06 09 09 09 11 11 11 15 20 22 23 24 26 29 29 29 29 30 33 33 33 34 34 34 34 35 35 35 35 35 35 36 36

1.2. Fatores importantes para seleo de vlvulas de bronze 1.2.1. Funes da vlvula 1.2.2. Caractersticas de fludos em contato com a vlvula 1.2.3. Relao presso e temperatura 1.2.5. Materiais de construo 1.2.4. Conceitos envolvendo os tipos de vlvulas de bronze 1.2.6. Extremidades das vlvulas 1.2.7. Tamanho das vlvulas - DN 1.2.9. Ensaios de vlvulas

1.2.8. Classe de presso de vlvulas - PN

1.2.10. Identificaes e gravaes em vlvulas 1.3. Principais tipos de vlvulas de bronze 1.3.1. Vlvulas gaveta 1.3.2. Vlvulas globo 1.3.4. Vlvulas macho 1.3.5. Vlvulas esfera 1.3.6. Vlvulas alvio

1.3.3. Vlvulas de reteno

1.3.7. Vlvulas outras para aplicaes especficas

2. Embalagem, armazenamento, transporte e recebimento de vlvulas 3. Instalao de vlvulas 3.1.1. Generalidades

3.1. Montagem de vlvula tubulao

3.1.2. Montagem de vlvulas de extremidades com roscas 3.1.3. Montagem de vlvulas de extremidades com flanges 3.2. Outros cuidados na instalao de vlvulas 3.2.1. Sentido de escoamento do fludo

3.2.2. Espao para instalao, operao e manuteno 3.2.3. Posicionamento da vlvula na instalao 3.2.4. Proteo da vlvula 3.2.6. Acessos vlvula 3.2.5. Suportes e apoios para vlvulas

4. Operao, uso e manuteno de vlvulas 4.1. Torque de fechamento 4.3. Inspeo 4.2. Limpeza de fludos e da instalao

4.4. Cuidados especiais na operao de sistemas com vlvulas 4.4.1. Choque 4.4.2. Cavitao

04

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1. SELEO DE VLVULAS1.1. GeneralidadesEm muitos casos, defeitos apresentados em vlvulas so evidenciados por m instalao, ou pela falta de manuteno, ou tambm pelo uso inadequado num determinado servio, decorrentes de erros na seleo, por ocasio da compra. A seleo de vlvulas comea com conhecimento da funo desejada e dos fatores que podero afetar o seu desempenho, assim como conhecer as propriedades dos fludos que passaro pelas vlvulas, condies de operao, materiais de construo e tamanho das mesmas. Os modelos de cada tipo de vlvula, suas variaes, vantagens e desvantagens de cada uma so igualmente

importantes para que se possa eleger uma vlvula condizente com a funo requerida.

1.2. 1.2.1.

Fatores importantes para seleo de vlvulas de bronze Funes da vlvula

Para selecionar vlvulas muito importante que se conhea as funes que elas tero numa rede de conduo de fludos, sendo estas funes definidas em servios para bloqueio, regulagem ou estrangulamento, preveno de um refluxo, ou outros, como definidos na tabela 1.

1.2.2.

Caractersticas dos fludos em contato com a vlvula

As caractersticas dos fludos precisam ser bem conhecidas, principalmente quanto a aspectos relacionados

Tabela 1: Recomendaes de servios mais usuais para vlvulas MIPEL

VlvulaBloqueio Gaveta Gaveta fecho rpido Globo Reta Globo Angular Globo Oblqua Globo Agulha Macho Esfera Reteno Portinhola Reteno Horizontal Reteno Vertical Fundo do poo Alvio X X X X X Regulagem Operaes Frequentes Baixa perda de carga X X

ServiosFludos Viscosos X X Acionamento Rpido Passagem Livre X X Preveno no retorno Preveno de sobrepresso

X X X X

X X X X X

X

X1) X1)

X X

X X X

X X

X X X X X X X

X X X

-

-

X X X X X

X X X X

-

-

-

-

X

-

1) quando dotado de recurso (mecanismo) para no retorno (reteno) Tabela 2: Materiais empregados nas vlvulas MIPEL Material Composio Bsica85 Cu Bronze 5 Pb 88 Cu 1,5 Pb 62 Cu Lato 5 Sn 5 Zn 6 Sn 4,5 Zn 3 Pb C-360 C-922

Cdigo MIPELC-836 NBR 6314 liga 83600 6314 liga 92200 5023 liga 36000 C-377 6188 liga 37700 410 5601 410 ASTM B-62 liga C 83600 B-61 liga C 92200 B-16 liga C 36000 B-124 liga C 37700

Normas EquivalentesSAE 40 liga C 83600 622 liga C 92200 AISI DIN 1705 liga RG-5 BS 1400 liga 2

410

17660 liga 20375

2870 Cz-124 2870 Cz-121 970 410 S41

-

Zn restante 62 Cu 2 Pb 38 Zn 0,10 C 12 Cr

17660 liga 20402 X10 Cr12

A 296 CA 15

Ao Inoxidvel

C 0,05 0,15 Cr 11,5 14,0 Ni 8 11 Cr 18 21

CA - 151)

-

-

-

-

CF - 81)

A 743 CF 8

1) Microfundido Tabela 3 : Compatibilidade de fludos com metais, plsticos e borrachas - (VER TABELA 3 NO ANEXO A)

05

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

a propriedades de abraso e corroso ocasionadas pelos mesmos quando em contato com vlvulas. Os fludos em questo podem ser lqidos ou gasosos e devem ser compatveis com os materiais empregados na construo das vlvulas. A Tabela 2 evidencia os materiais utilizados nas vlvulas MIPEL e a Tabela 3 (pg. 39) demonstra a compatibilidade dos fludos para com os diversos materiais citados na Tabela 2.

1.2.3.

Relao Presso e Temperatura

Para se determinar a faixa de presso apropriada durante a seleo de uma vlvula, deve-se conhecer tanto presses quanto temperaturas mximas e mnimas. A Tabela 4 classifica a relao presso - temperatura para as vlvulas de bronze nas diferentes classes de presso existentes.

Tabela 4: Relao presso-temperatura para vlvulas de bronzeClasse Material Extremidade Temperatura C -30 65 100 125 150 175 200 210 225 250 275 290 200 185 170 155 140 125 300 270 240 210 180 150 2)

125 ASTM - B 62 Rosca3)

150

200 ASTM - B 61 Flange Rosca1) 4)

300

Presso admissvel PSI 225 210 195 180 165 150 -

400 375 350 325 300 275 255 230 208 200

600 560 525 490 450 410 378 345 315 300

Notas :

1) 2) 3) 4) 5) 6)

As presses admissveis so consideradas na condio de no haver choque (golpe de ariete). As temperaturas consideradas so as do fludo que passa na vlvula. As vlvulas classe 125 e 150 so fabricadas com liga ASTM - B 62 para operaes at 210 C. As vlvulas classe 200 e 300 so fabricadas com liga ASTM - B 61 para operaes at 290 C. Vlvulas com elementos de vedao no metlicos tem limitaes de temperatura em funo dos mesmos. Sob consulta, as hastes das vlvulas podero ser fabricadas com liga ASTM - B 62 ou ASTM - B 61.

1.2.4. 1.2.4.1.

Conceitos envolvendo os tipos de vlvulas MIPEL Vlvulas de bloqueio

1.2.4.4.

Vlvulas combinadas

So as vlvulas que devido sua forma construtiva apresentam durante o seu funcionamento caractersticas relativas ora a um grupo, ora a outro (Ex. vlvula globo com reteno).

So as vlvulas que trabalham geralmente em condies de abertura ou fechamento total da passagem do fludo. A operao para abertura ou fechamento ocorre manualmente por meio de volante (vlvulas globo e gaveta) ou por meio de alavanca (vlvulas de esfera e macho).

1.2.5.

Materiais de construo

1.2.4.2.

Vlvulas de regulagem e/ou estrangulamento

As condies de temperatura e presso de operao, juntamente com as caractersticas do fludo, determinaro os critrios de seleo. A Tabela 3 (Compatibilidade dos fludos com metais, plsticos e borrachas), a Tabela 2 (Materiais utilizados na fabricao de vlvulas MIPEL) e a Tabela 4 (Relao presso x temperatura admissveis) em muito auxiliaro na escolha definitiva, em se tratando de vlvulas de bronze. As tabelas 5 e 6 tambm podero contribuir na escolha, quando o fludo for gua ou vapor, respectivamente.

So tambm vlvulas de bloqueio, porm permitem operar em condies intermedirias para melhor controle da passagem do fludo atravs das mesmas. (Ex. vlvulas tipo globo).

1.2.4.3.

Vlvulas auto operadas

So as vlvulas que apresentam um elemento sensor (obturador) internamente ao corpo. Apresentam-se em diversos tipos construtivos, especficos para cada finalidade, onde a operao feita atravs do prprio elemento de controle do fluxo, deslocando-se sob o efeito direto da ao do fludo. (Ex. vlvulas de reteno e de alvio).

1.2.6.

Extremidades das vlvulas

Entende-se por extremidades das vlvulas as regies onde se fazem os acoplamentos destas aos tubos, conexes ou diretamente aos equipamentos. Estas extremidades podem ser concebidas com formas construtivas mais diversas, em funo de caractersticas prprias de projeto de uma tubulao ou equipamento,

06

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Tabela 5: Propriedades fsicas da guaTemperatura C 0 2 4 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Densidade 0,99987 0,99997 1,00000 0,99999 0,99973 0,99913 0,99823 0,99567 0,99224 0,988 0,983 0,978 0,972 0,965 0,958 Peso especfico (kg/m3) 999,87 999,97 1000,00 999,99 999,73 999,13 998,23 995,67 992,24 988 983 978 972 965 958 Coeficiente de viscosidade (kgf s/m2) 0,0001828 0,0001707 0,0001598 0,0001548 0,0001335 0,00011167 0,0001029 0,0000815 0,0000666 0,0000560 0,0000479 0,0000415 0,0000364 0,0000323 0,0000290 Viscosidade cinemtica (m2/s) 1,792 x 106 1,673 x 106 1,567 x 106 1,519 x 106 1,308 x 106 1,146 x 106 1,007 x 106 0,804 x 106 0,569 x 106 0,556 x 106 0,478 x 106 0,416 x 106 0,367 x 106 0,328 x 106 0,296 x 106

Tabela 6: Relao presso-temperatura do vapor saturadoPresso relativa Kgf/cm2 (PSI) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 (0) (14,22) (28,44) (42,66) (56,88) (71,10) (85,32) (99,54) (113,76) (127,98) Temperatura C 99,1 119,6 132,9 142,9 151,1 158,1 164,2 169,6 174,5 179,0 183,2 200,4 216,2 225,0 Presso relativa Kgf/cm2 (PSI) 31 35 41 45 64 74 84 94 99 139 159 179 199 219 (440,82) (497,70) (583,02) (639,90) (910,08) (1052,28) (1194,48) (1336,68) (1407,78) (1976,58) (2260,98) (2545,38) (2829,78) (3114,18) Temperatura C 236,3 243,0 252,1 257,6 279,5 289,5 297,9 305,8 309,5 335,1 345,7 355,3 364,1 373,6

10 (142,20) 15 (213,30) 21 (298,62) 25 (355,50)

onde fatores como o dimetro nominal (DN), a presso nominal, (PN), o tipo de fludo, facilidades de manuteno, custos, investimentos e outros fatores especficos, devem ser considerados. As extremidades mais comuns para vlvulas de bronze, so:

mente conhecidas como roscas Whitworth Gs ou BSP. Roscas da norma americana ANSI B 21 (NPT) tambm so largamente aplicadas, principalmente nas reas de petroqumica e indstria do petrleo. Nas tabelas 7 e 8 so apresentadas as dimenses correspondentes s rosca BSP e NPT, respectivamente, com as roscas NPT sempre cnicas, internas ou externas, e as roscas BSP externas sempre cnicas e as roscas internas podendo ser paralelas ou cnicas. No caso especfico das roscas internas das vlvulas MIPEL as roscas BSP normalmente so paralelas, com roscas cnicas (BSPT) somente sendo produzidas sob encomenda.Tabela 7: Perfil e dimenses de roscas ISO 7.1. Rosca para tubos onde a junta de vedao feita pela rosca (Ver anexo B : Roscas BSP) Tabela 8: Perfil e dimenses de roscas NPT (Ver anexo C: roscas NPT)

1.2.6.1.

Roscadas

So aquelas cujo acoplamento feito por roscas padronizadas, internas ou externas. um sistema econmico, de fcil instalao e muito usado em vlvulas de pequeno e mdio portes, at DN 100. Vlvulas maiores at DN 200, tambm podem ter extremidades roscadas, porm, face ao peso e volume desfavorveis, extremidades com flanges so mais aconselhveis. As roscas utilizadas obedecem os padres da Norma Mercosul NM ISO 7.1, (origem ISO - 7.1 e BS 21), normal-

07

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.2.6.2.

Flangeadas

so a ANSI B 16-24 (americana) e DIN (alem). Vlvulas flangeadas normalmente tm um custo mais alto, porm, as facilidades de instalao, manuteno e reposio justificam o investimento, sendo disponveis a partir DN 15. Nas tabelas 9 e 10 so apresentadas as dimenses bsicas de flanges ANSI e DIN, respectivamente.

So aquelas cujo acoplamento feito por meio de flanges padronizados, unidos por parafusos. Existem vrios tipos de flanges para os diferentes tipos de materiais da vlvula. No caso de vlvulas de bronze a superfcie de vedao do flange dever ser sempre lisa, e as normas mais usuais

Tabela 9: Perfil e dimenses bsicas de flanges ANSI B 16-24DN (Bitola) A 15 20 25 32 38 50 65 80 100 125 150 200 (1/2) (3/4) (1) (1 1/4) (1 1/2) (2) (2 1/2) (3) (4) (5) (6) (8) 88,9 98,4 107,9 117,5 127,0 152,4 177,8 190,5 228,6 254,0 279,4 342,9 B 60,3 69,8 79,4 88,9 98,4 120,6 139,7 152,4 190,5 215,9 241,3 298,4 Dimenses mm C 12,7 19,0 25,4 31,8 38,0 50,8 63,5 76,2 101,6 127,0 152,4 203,2 22,2 19,0 15,9 D E 7,9 8,7 9,5 10,3 11,1 12,7 14,3 15,9 17,4 19,0 20,6 23,8 8 4 Nmero de Furos

Tabela 10: Perfil e dimenses bsicas de flanges DIN 86021-ND 10DN (Bitola) A 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 (1/2) (3/4) (1) (1 1/4) (1 1/2) (2) (2 1/2) (3) (4) (5) (6) (8) 95.0 105,0 115,0 150,0 165,0 165,0 185,0 200,0 254,0 250,0 285,0 340,0 B 65,0 75,0 85,0 110,0 125,0 145,0 145,0 160,0 220,0 210,0 240,0 295,0 Dimenses mm C 13,0 19,0 25,0 38,0 50,0 63,0 63,0 76,0 180,0 127,0 152,0 203,0 23,0 18,0 16,0 14,0 4 14,0 12,0 D E Nmero de Furos

18,0 20,0 22,0 8

08

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.2.6.3.

Encaixe para solda

solda de estanho recomendada para maiores temperaturas. A norma mais utilizada para este tipo de acoplamento, a ANSI B 16-18. Na tabela 11 so apresentadas as dimenses bsicas de encaixe para solda conforme ANSI.

So aqueles cujo acoplamento se faz com tubos especficos, prprios para este fim, que penetram em encaixe padronizado. Uma solda de estanho ou de lato preenche as folgas existentes, formando um colar nas extremidades, sendo a

Tabela 11: Perfil e dimenses bsicas de encaixes para solda conforme ANSI B 16-18

BOLSADN (Bitola) Dimetro interno Mnimo 6 10 15 20 25 32 38 50 65 80 (1/4) (3/8) (1/2) (3/4) (1) (1 1/4) (1 1/2) (2) (2 1/2) (3) 9,58 12,75 15,93 22,28 28,65 35,00 41,35 54,05 66,75 79,45 Mximo 9,68 12,85 16,03 22,38 28,75 35,10 41,48 54,18 66,88 79,58

PONTADimenses da bolsa mm Profundidade mnima Espessura mnima de parede 8,0 9,5 12,5 19,0 23,0 24,5 28,0 34,0 37,5 42,0 1,5 1,8 2,0 2,3 2,5 2,8 1,3

1.2.7.

Tamanho de vlvulas - Dimetro Nominal - DN

de uma vlvula temperatura de vapor (Ver tabela 4). Nota: As classes de presso 125, 150, 200 e 300 da ANSI correspondem, respectivamente, s presses nominais PN ISO 16, 20, 25 e 50.

As vlvulas de bronze MIPEL so fabricadas normalmente nos DN 6 200, onde DN designao numrica de tamanho das vlvulas, se relacionando to somente com o acoplamento das mesmas tubulao. Nota: Os DN 6, 10, 15, 20, 25, 32, 38, 50, 65, 80, 100, 125, 150 e 200 correspondem, respectivamente, s bitolas em polegadas de 1/4, 3/8, 1/2, 3/4, 1, 1 1/4, 1 1/2, 2, 2 1/2, 3, 4, 5, 6 e 8 definidas pela ANSI.

1.2.9.

Ensaios de vlvulas

1.2.9.1. Estanqueidade do corpo e sedeAs vlvulas de bronze MIPEL so ensaiadas individualmente em fbrica quanto estanqueidade do corpo e sede, ou atravs de ensaio hidrosttico, ou atravs de ensaio pneumtico, segundo as condies de ensaio definidas na tabela 12 e previstas na especificao tcnica de cada produto.

1.2.8.

Classe de presso de vlvulas Presso Nominal - PN

As vlvulas de bronze MIPEL so fabricadas geralmente para as classes 125, 150, 200 e 300 da ANSI, onde a classe de presso corresponde presso nominal - PN ISO - que uma designao numrica relativa capacidade de trabalho

Tabela 12: Presses de ensaios - Valores mnimos de presses de ensaios, em PSIClasse de presso (PN ISO) 125 (16) 150 (20) 200 (25) 300 (50) Corpo 300 400 600 900 Presso de ensaio hidrosttico Sede 200 300 400 600 80 Presso de ensaio pneumtico (Corpo e Sede)

1.2.9.2. Outros ensaiosAlm de ensaios visuais, dimensionais e funcionais tambm realizados regularmente durante a fabricao,

as vlvulas MIPEL so ensaiadas nas fases de projeto e desenvolvimento tendo em vista assegurar a factibilidade e repetibilidade de performance em aspectos previstos em normas tcnicas relacionados perda de carga,

09

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

resistncia a torque de operao, resistncia a torque de instalao, resistncia presso interna de ruptura, resistncia ao uso (expectativa de vida) e alinhamento de roscas.

Nas tabelas 13, 14, 15 e 16 que seguem so apresentadas caractersticas de performance de vlvulas de bronze MIPEL.

Tabela 13: Torque de operao - Limite de resistncia na haste de vlvulas globo e gaveta de bronzeDN (Bitola) 6 10 15 20 25 32 38 (1/4) (3/8) (1/2) (3/4) (1) (1 1/4) (1 1/2) 1,5 2,0 2,5 1,0 Limite de resistncia para torque de operao Kgf.m DN (Bitola) 50 65 80 100 125 150 200 (2) (2 1/2) (3) (4) (5) (6) (8) 10,0 Limite de resistncia para torque de operao Kgf.m 2,5 4,0 6,0 9,0

Tabela 14: Torque de instalao - Limite de resistncia nas roscas para instalao de vlvulas de bronze com extremidades com roscasDN (Bitola) 6 10 15 20 25 32 (1/4) (3/8) (1/2) (3/4) (1) (1 1/4) 6,0 7,0 5,0 Limite de resistncia para torque de operao Kgf.m DN (Bitola) 40 50 65 80 100 (1 1/2) (2) (2 1/2) (3) (4) Limite de resistncia para torque de operao Kgf.m 8,0 10,0 15,0 25,0 35,0

125 e 150 (5 e 6)

Tabela 15: Coeficiente k de perda de carga - Mximos valores previstos para vlvulas de bronzeDN f 1) Esfera Pass. plena 6 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 0,017 0,016 0,015 0,014 0,025 0,023 0,022 0,021 0,019 0,018 0,027 0,72 0,43 0,36 0,34 0,30 0,32 0,29 0,27 0,24 0,23 0,22 0,22 0,20 0,19 Pass. reduzida 0,72 0,43 0,52 1,48 0,76 1,26 0,74 1,72 1,00 0,70 1,37 1,29 1,18 1,22 1,07 1,02 0,86 0,89 0,88 26,10 15,66 13,72 12,19 11,21 10,90 10,08 9,50 8,02 8,24 7,77 Reteno Portinhola Horizontal Vertical e poo 12,15 10,91 10,09 10,06 8,96 7,53 7,42 7,20 7,15 7,01 6,40 0,72 0,43 0,38 0,35 0,30 0,32 0,29 0,27 0,24 0,23 0,22 0,22 0,20 0,19 2,48 1,49 1,26 1,14 1,07 1,05 0,96 0,81 0,76 0,79 0,77 Gaveta Macho Reta c/ guia 26,10 15,66 13,72 12,19 11,21 10,90 10,08 9,50 8,02 8,24 7,77 Reta s/ guia 19,22 11,53 9,18 9,14 7,86 8,17 7,20 6,72 5,92 5,83 Globo Angular c/ guia 10,98 6,59 5,49 5,38 4,76 4,81 4,16 3,94 Angular s/ guia 7,97 4,78 4,00 3,43 3,37 3,36 3,04 2,76 7,97 4,78 4,00 3,43 3,37 3,36 3,04 2,76 Oblqua

Nota: 1) O coeficiente f de rugosidade se relaciona ao coeficiente k de perda de carga atravs da expresso: k = f x (Lequiv / D), onde Lequiv = comprimento de tubo equivalente e D = dimetro da tubulao, ambos em m. O coeficiente k de perda de carga pode ser usado para clculo da perda de carga propriamente dita atravs da expresso: hf = k x (v2 / 2g), onde hf = perda de carga em mca, v = velocidade de escoamento do fludo em m/s e g = 9,81 m/s2.2)

3) O coeficiente de descarga (CV) da vlvula pode ser calculado mediante a expresso: CV = Q x (DP / )1/2 , onde Q = vazo, em dm3 / s, DP = perda de carga, em kPa e = densidade do fludo.

10

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Tabela 16: Comprimento equivalente de tubulao - Mximos valores previstos para vlvulas de bronze (m)DN Esfera Pass. plena 6 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 0,16 0,43 0,20 0,27 0,33 0,46 0,55 0,70 0,85 1,03 Pass. reduzida 0,16 0,16 0,29 1,18 0,83 1,83 1,41 4,52 3,62 3,09 0,76 1,03 1,28 1,77 2,04 2,68 3,10 3,95 5,18 5,80 5,80 7,62 9,75 12,19 15,85 19,20 25,00 28,95 36,60 45,70 Portinhola Reteno Horizontal Vertical e poo 6,75 8,73 10,97 14,62 17,07 19,81 26,80 32,00 42,65 54,80 64,00 0,16 0,16 0,21 0,28 0,33 0,46 0,55 0,70 0,85 1,03 1,30 1,70 2,00 2,75 0,55 0,55 0,70 0,91 1,16 1,53 1,83 2,13 2,75 3,50 4,50 Gaveta Macho Reta c/ guia 5,80 5,80 7,62 9,75 12,19 15,85 19,20 25,00 28,95 36,60 45,70 Reta s/ guia 4,27 4,27 5,10 7,31 8,54 11,88 13,72 17,68 21,38 25,90 Globo Angular c/ guia 2,44 2,44 3,05 4,30 5,18 7,00 7,92 10,36 Angular s/ guia 1,77 1,77 2,22 2,74 3,66 4,88 5,79 7,26 1,77 1,77 2,22 2,74 3,66 4,88 5,79 7,26 Oblqua

1.2.10. Identificaes e marcaes de vlvulasAs vlvulas de bronze MIPEL trazem as seguintes identificaes gravadas em alto relevo no corpo: logomarca MIPEL, DN, classe de presso ou PN e seta indicativa de fluxo, no caso especfico de vlvulas unidirecionais. A identificao de DN e PN podem ser conforme ANSI e/ ou pelo sistema ISO, geralmente ambos. Independentemente destas identificaes, as vlvulas de bronze MIPEL trazem uma plaqueta de identificao que permite caracterizar o cdigo de referncia do produto (n da figura). Referida plaqueta pode ser vermelha para identificao de vlvula com extremidades com flanges ou com roscas BSP, ou pode ser verde para identificao de vlvula com extremidades com roscas NPT. As vlvulas com extremidades com roscas NPT trazem ainda um sulco nas faces correspondentes.

ascendente e descendente, perpendiculares trajetria do fludo, abrindo ou fechando, respectivamente, a vlvula. As vlvulas gaveta so indicadas para operar em servios onde no haja necessidade de operaes freqentes, visto que o movimento de translao do obturador muito lento e portanto deve-se utiliz-las de preferncia nas condies de totalmente aberta ou totalmente fechada. Recomenda-se ainda, no se utilizar as vlvulas gaveta em servios de regulagens e/ou estrangulamentos, pois nestes casos o impacto do fludo com o obturador parcialmente aberto, fatalmente causar vibraes e rudos indesejveis, como tambm poder ocasionar eroso nas superfcies das sedes e do obturador (ver figuras 2, 3 e 4).

1.3.

Principais tipos de Vlvulas de Bronze

Os principais tipos de vlvulas de bronze fabricadas pela MIPEL so apresentados seguir, de forma bastante elucidativa, mostrando-se o princpio de funcionamento de cada tipo, o comportamento do fludo ao passar atravs de vlvulas, principais formas construtivas, bem como sua vantagens e desvantagens.

1.3.1. 1.3.1.1.

Vlvulas Gaveta Generalidades 1.3.1.2.Figura 1: Vlvula Gaveta - Forma bsica

Considerada, como uma das vlvulas mais utilizadas para fins de bloqueio, as vlvulas gaveta tm uma forma construtiva tal que, como se pode observar na figura 1, o fludo ao passar em linha reta atravs do corpo com o obturador na posio totalmente aberta, sofrer uma resistncia mnima e consequentemente ter uma baixa perda de carga. O obturador, que pode ter a forma de disco ou de cunha, atua atravs de uma haste que fica montada na tampa da vlvula, promovendo por meio de um rosca prpria, movimentos de translao do disco ou cunha, em sentidos

Caractersticas das Vlvulas Gaveta

- Passagem totalmente desimpedida quando totalmente aberta. - Estanques para quase todos os tipos de fludos. - Construo em ampla gama de tamanhos. - Permitem fluxo nos dois sentidos. - No so indicadas em operaes freqentes. - No se aplicam em regulagens e/ou estrangulamento de fluxo.

11

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

- Ocupam grande espao (altura) devido ao movimento de translao do obturador, no caso de ser do tipo haste ascendente.

1.3.1.4. 1.3.4.1.

Principais formas construtivas Vlvula Gaveta com haste no ascendente - HNA

1.3.1.3.

Comportamento do fludo atravs de Vlvulas Gaveta

1.3.1.3.1. Com o obturador totalmente abertoCom o obturador totalmente aberto, o fludo no sofre restries na passagem (ver figura 2).

Tipo de vlvula em que quando se gira a haste, esta no se desloca longitudinalmente e sua altura do centro ao topo permanece sempre constante, esteja o obturador na posio aberta ou fechada. Esse fator possibilita sua instalao mesmo com espaos limitados porm, com a inconvenincia de no se poder observar distncia a posio em que estar o obturador no interior da vlvula (ver figuras 5 9).

Figura 2: Vlvula Gaveta - Detalhe da passagem do fludo com obturador totalmente aberto

1.3.1.3.2. Com o obturador semi abertoCom o obturador semi-aberto, o fludo aumenta sua velocidade provocando rudos e vibraes que so indesejveis e prejudiciais ao bom desempenho da vlvula (ver figura 3).

Figura 5: Vlvula Gaveta de haste no ascendente Vista em corte

Figura 3: Vlvula Gaveta - Detalhe da passagem do fludo com o obturador semi-aberto

1.3.1.3.3. Com o obturador levemente abertoCom o obturador levemente aberto, alm dos rudos e vibraes, as superfcies de vedao sofrem srios desgastes, decorrentes do aumento de velocidade e atrito do fludo em contato as superfcies (ver figura 4).

Figura 4: Vlvula gaveta - Detalhe da passagem do fludo com o obturador levemente aberto

Figura 6: Vlvula Gaveta de haste no ascendente aberta Detalhe distncia centro a topo constante

12

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.3.1.4.2. Vlvula Gaveta com haste ascendenteTipo de vlvula gaveta onde a altura do centro ao topo varivel para mais ou menos, de acordo com o sentido de giro que se d haste, podendo-se assim, observar mesmo distncia, a posio em que estar o obturador no interior da vlvula. Dois tipos bsicos de hastes ascendentes so normalmente utilizados para este tipo de vlvula, a saber: a). Vlvula Gaveta com haste de rosca interna ascendente Neste tipo de vlvula a rosca da haste permanece sempre no interior da mesma, e quando acionada por meio do volante preso na sua extremidade, desloca-se longitudinalmente (ver figuras 10 e 11). Este manuseio poder ficar prejudicado se o espao (altura disponvel) no for considerado, isto em razo da grande extenso de deslocamento do conjunto haste e volante (ver figura 11).

Figura 7: Vlvula Gaveta de haste no ascendente fechada Detalhe distncia centro a topo constante

Figura 8: Vlvula Gaveta de haste no ascendente Forma construtiva bsica at DN 4

Figura 10: Vlvula Gaveta com haste de rosca interna ascendente - Forma construtiva bsica

Figura 9: Vlvula Gaveta de haste no ascendente Forma construtiva bsica DN 5 e maiores

Figura 11: Vlvula Gaveta com haste de rosca interna ascendente - Vista em corte, aberta e fechada.

13

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

b). Vlvula Gaveta com haste de rosca externa ascendente Neste tipo de vlvula a haste permanece sempre fora da vlvula, no ficando assim em contato com o fludo que passa pela mesma (ver figuras 12, 13 e 14). O deslocamento da haste neste tipo de vlvula apenas longitudinal, ocasionado pelo movimento rotativo do volante encaixado no castelo da vlvula. Vlvulas gaveta com esse tipo de haste so indicadas para operar com qualquer tipo de fluido, mesmo agressivo, pois permitem lubrificao da rosca da haste.

Figura 14: Vlvula Gaveta com haste de rosca externa ascendente - Detalhe da distncia centro a topo varivel

1.3.1.4.3. Vlvula Gaveta de fecho rpido um tipo de vlvula (ver figura 15) onde o sistema de vedao composto de dois discos independentes montados uma alavanca que se desloca radialmente em torno de um eixo comandado externamente por outra alavanca. Neste tipo de vlvula as aes de abertura e fechamento so extremamente rpidas e portanto so somente indicadas para usos em linhas de baixa presso com os mais diversos fluidos, tais como: gua, leo e derivados de petrleo.

Figura 12: Vlvula Gaveta com haste de rosca externa ascendente - Forma construtiva bsica

Figura 13: Vlvula Gaveta com haste de rosca externa ascendente - Vista em corte

Figura 15: Vlvula Gaveta de fecho rpido Forma construtiva bsica

14

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.3.1.5.

Tipos de obturadores para Vlvulas Gaveta

Vrios so os tipos de obturadores que se utilizam em vlvulas gaveta, porm, nos limitaremos a descrever somente os tipos mais usuais nas vlvulas de bronze MIPEL.

Estas vlvulas tm como funo principal efetuar operaes de bloquear, de regular ou estrangular a passagem de fludos em uma tubulao. Seu funcionamento para abrir ou fechar feito manualmente por um volante fixo extremidade da haste provida de uma rosca alojada na tampa da vlvula e quando girada, promover um movimento de translao em sentido ascendente ou descendente do obturador acoplado a outra extremidade da haste que atuar na sede localizada no corpo da vlvula, abrindo, fechando ou regulando a passagem do fluxo. Existem quatro verses deste tipo de vlvula fabricada pela MIPEL, todas elas com caractersticas comuns quanto ao funcionamento, mas com projetos de disposio do corpo de forma tal que as diferenciam, proporcionando assim melhores opes aos projetistas e instaladores em montagens de tubulaes.

1.3.1.5.1. Obturador tipo cunha slidaEste tipo de obturador normalmente construdo em uma s pea em bronze ou ao inox, possuindo faces oblquas que se ajustam s sedes para se obter a vedao (ver figura 16). No caso de vlvula gaveta com cunha slida de ao inox, as mesmas se ajustam s sedes, recravadas ao corpo, igualmente de ao inox, para uso em fludos mais agressivos. Muito embora a posio mais correta de instalao de vlvulas gaveta seja sempre na posio vertical, com o volante para cima, vlvulas com cunha slida permitem a instalao em outras posies, devendo-se para isso tomar precaues quanto s impurezas do fluido que podero ali se alojar e danificar as partes, principalmente no caso de cunha slida e sede de bronze, menos resistentes que as correspondentes de inox. Vlvulas com cunha slida so recomendadas para operar em linhas de vapor, gua, leo e gases, e, quando na posio totalmente aberta, no provocaro vibraes e rudos indesejveis, mesmo quando o fluxo do fludo for turbulento, em altas velocidades.

1.3.2.2.

Caractersticas das Vlvulas Globo

- Permitem controle parcial do fluxo. - Abertura e fechamento mais rpido do que as vlvulas gaveta. - As caractersticas construtivas do conjunto sede obturador permitem estanqueidade total. - Manuteno favorecida pelo fcil acesso aos componentes internos da vlvula sem a necessidade da sua remoo da linha. - Admitem fluxo em um s sentido. - Perda de carga mais elevada que outros tipos de vlvulas de bronze. - Indicadas para operaes (acionamentos) freqentes.

1.3.2.3.

Formas construtivas de Vlvulas Globo

1.3.2.3.1. Vlvula Globo RetaMais conhecida simplesmente pelo nome de vlvula globo, tm as extremidades de entrada e sada coaxiais admitindo fluxo pela extremidade de entrada (sempre determinada por uma seta indicativa de fluxo), que ao adentrar na cmara inferior far uma curva de 90 graus em relao ao seu eixo, ultrapassando a regio de passagem onde est localizada a sede, envolvendo a cmara superior onde se localiza o obturador, (que neste caso est na posio aberta) saindo pela extremidade oposta, sendo novamente desviada a 90 (ver figuras 18, 19 e 20).

Figura 16: Obturador tipo cunha slida para Vlvulas Gaveta de haste ascendente e no ascendente

1.3.1.5.2. Obturador tipo disco duploGeralmente este tipo de obturador (ver figura 17) constitudo por dois discos planos e independentes acasalados esfericamente e que se deslocam radialmente pelo interior da vlvula e quando no fechamento se justapem s sedes que tem as faces oblquas. Esse tipo de obturador utilizado na vlvula gaveta de fecho rpido.

Figura 17: Obturador tipo disco duplo

1.3.2. 1.3.2.1.

Vlvulas Globo GeneralidadesFigura 18: Vlvula Globo com extremidades flangeadas

Vlvulas globo tm esse nome universalizado devido a forma globular concebida inicialmente no projeto de seu corpo.

15

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

projetistas, pois neste caso a perda de carga menos acentuada em relao s vlvulas globo reta, como tambm propcia diminuio do nmero de conexes na instalao (ver figura 23 e 24).

Figura 19: Vlvulas Globo com extremidades roscadas

Figura 22: Vlvula globo angular com extremidades roscadas

Figura 20: Vlvulas Globo - Detalhes da forma do bloqueio do fludo e passagem em S

1.3.2.3.2. Vlvula Globo AngularMais conhecida como vlvula angular (ver figuras 21 e 22) diferencia-se da vlvula globo reta, apenas na configurao do corpo onde as extremidades de entrada e sada esto dispostas a 90 graus entre si. Este arranjo possibilita duas vantagens interesssantes que devem ser levadas em conta principalmente pelos

Figura 23: Vlvula Angular - Detalhes da passagem do fludo e vedao

Figura 21: Vlvula globo angular com extremidades flangeadas

Figura 24: Vlvulas globo reta e angular Detalhes tpicos de instalao (na 1 com uso de 4 junes, 1 niple e 1 cotovelo e na 2 somente 2 junes)

16

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

A vista em corte (figura 23) evidencia a passagem do fludo mais livre se confrontada com as vlvulas globo reta e atravs da figura 24 se evidencia a economia de conexes.

extremidade da haste que promove os movimentos de abertura, fechamento e principalmente regulagens (ver figuras 27 e 28). Este tipo de vlvula tem o orifcio de passagem bastante reduzido em relao bitola da vlvula para obter-se assim uma maior sensibilidade nas regulagens de vazo. As vlvulas de agulha so indicadas para serem utilizadas em aparelhos de instrumentao para ar comprimido, gases e lquidos em geral com baixa viscosidade.

1.3.2.3.3. Vlvula Globo OblquaConhecida tambm, embora inadequadamente, como vlvula globo de passagem reta, ou simplesmente vlvula tipo Y (ver figura 25), possui as mesmas caractersticas de funcionamento das vlvulas globo reta, inclusive com as extremidades de entrada e sada coaxiais, porm todo o conjunto que engloba o mecanismo de abertura e fechamento e consequentemente a regio de vedao ficam numa posio oblqua ao eixo de entrada e sada, o que possibilitar desta forma, o uso de menor espao (altura) em uma instalao. Esta vlvula tem ainda a vantagem de propiciar uma perda de carga compatvel com as vlvulas angulares (ver figura 26).

Figura 27: Vlvula Globo de Agulha Tipo monobloco para DN 3/4 e menores

Figura 25: Vlvula Globo Oblqua

Figura 28: Vlvula globo de agulha - Com tampa roscada ao corpo e sede postia, para DN 1 e maiores

1.3.2.4.

Tipos de obturadores para Vlvulas Globo

Em vlvulas globo reta, angular ou oblqua, podem ser utilizados vrios tipos de obturadores para as mais diferentes caractersticas de fludos, de presso e de temperatura. Eles podem ter formas construtivas diversas para melhor atender uma condio mais especfica de trabalho.Figura 26: Vlvula Globo Oblqua Detalhe da passagem do fludo

Os tipos mais usuais empregados nas vlvulas globo MIPEL so seguir apresentados.

1.3.2.4.1. Disco Cnico de Bronze 1.3.2.3.4. Vlvula Globo de AgulhaOu simplesmente vlvula de agulha, uma variao das vlvulas globo e portanto de funcionamento semelhante. Ela difere basicamente no seu elemento de vedao (obturador) que se caracteriza pelo seu formato cnico extremamente agudo, normalmente construdo na prpria Tambm construdos em lato forja para vlvulas de pequeno porte, tm uma configurao em forma de tronco de cone na regio de contato com a sede, com ngulo de aproximadamente 45 (ver figuras 29 e 30). So mais indicados para operar com fludos lqidos e limpos, livres de impurezas que possam causar sedimen-

17

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

taes, pois tanto o bronze e como o lato so materiais macios e em condies adversas sofrero srios danos na regio de vedao.

estanques, mesmo em contato com fludos com pequenas impurezas slidas, protegendo desta forma a integridade da sede da vlvula destes possveis corpos estranhos (ver figuras 32 e 33). Quando necessrio, os discos podem ser facilmente substitudos, aumentando de forma significativa a vida til da vlvula. Na construo destes tipos de disco podem ser utilizados elastmeros ou PTFE, com ampla vantagem para os discos de PTFE devido sua compatibilidade com a grande diversificao de fludos, em temperaturas que podem variar de 150 C negativos at cerca de 200 C positivos.

Figura 29: Obturador para Vlvula Globo at DN 40 Disco cnico metlico e sede integral

Figura 32: Obturador para Vlvula Globo at DN 40 Disco plano no metlico simples e sede integral

Figura 30: Obturador para Vlvula Globo acima DN 40 Disco cnico metlico com guias e sede integral

1.3.2.4.2. Disco Cnico de ao inox tipo PLUGEstes discos tambm possuem configurao na forma de tronco de cone na regio de contato com a sede, porm com ngulo de aproximadamente 20 (ver figura 31). Estes discos, face um menor ngulo, apresentam uma melhor performance em servios de regulagens e/ou estrangulamento e, por serem construdos com material de maior resistncia mecnica, oferecem maior resistncia s impurezas contidas nos fludos, como tambm a desgastes provocados por eroso, sobretudo em escoamento de fludo em velocidade mais elevada. Quando da utilizao de vlvulas de bronze com este tipo de disco deve-se conhecer bem o tipo de fludo processado para que este no venha propiciar condies para uma possvel corroso galvnica, j que o bronze e o ao inoxidvel so materiais com potenciais eletroqumicos diferentes.Figura 33: Obturador para Vlvula Globo acima DN 40 Disco plano no metlico com guia e sede integral

1.3.2.4.4. Obturador tipo agulha o tipo de obturador (ver figura 34) usado exclusivamente em vlvulas agulha, que face sua geometria extremamente aguda proporciona uma adequada regulagem de vazo. Aliado a isto, comumente se utiliza hastes com rosca de pequeno passo, o que retarda o tempo de abertura e fechamento da vlvula, conseguindo-se uma maior preciso na regulagem de vazo do fludo.

Figura 31 : Obturador para Vlvula Globo Disco cnico tipo plug de ao inoxidvel e sede postia

Figura 34: Obturador tipo agulha integral haste

1.3.2.4.3. Disco plano no metlicoEste tipo de disco tem a sua superfcie na vedao sempre em contato com uma sede plana, sendo construdos a partir de materiais resilientes que permitem vedaes

1.3.2.5.

Sede de Vlvulas Globo

a regio na rea de passagem onde o obturador promove a vedao da vlvula, podendo ser construdas de duas formas:

18

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.3.2.5.1. Sede Integral o tipo de sede usinada diretamente no corpo da vlvula.

b). Tampa acoplada ao corpo por porca de unio O sistema de fixao da tampa ao corpo por porca de unio (figura 37) recomendado preferencialmente para vlvulas at DN 80 (3) inclusive, sem quaisquer restries quanto a classes de presso. Este sistema o mais indicado para condies que requeiram presses de trabalho mais altas e tambm desmontagens e montagens para limpeza ou manutenes mais freqentes, sem quaisquer prejuzos nas condies originais da estrutura bsica da vlvula.

1.3.2.5.2. Sede Postia uma pea em forma de anel, provida de rosca, montada na regio de passagem da vlvula. Quando desgastada, pode-se tentar a sua recuperao por esmerilhamento, ou simplesmente substitu-la. As sedes postias, face ao ngulo mais agudo em relao s sedes integrais, normalmente so mais resistentes a aes de desgastes ocasionados pelo fludo e oferecem ainda a vantagem do ao inoxidvel 410 empregado na construo das mesmas, compatvel com as caractersticas fsico-qumicas da grande maioria dos fludos.

1.3.2.6.

Elementos e Sistemas comuns s Vlvulas Gaveta e Globo

1.3.2.6.1. Fixao da tampa ao corpoA fixao da tampa ao corpo, componente onde est alojado todo o sistema de funcionamento da vlvula, deve ser feita de forma eficiente e com alta segurana, de forma a assegurar um timo desempenho. Neste sentido a MIPEL se utiliza trs tipos universais de fixao de tampa ao corpo em vlvulas de bronze: a). Tampa roscada diretamente ao corpo Tipo em que a tampa roscada diretamente, interna ou externamente, ao corpo da vlvula (ver figuras 35 e 36). um sistema econmico e usado preferencialmente para vlvulas globo e gaveta classe 125 e 150, para at DN 80 (3) inclusive, ou mesmo DN 100 (4) para vlvulas gaveta. Recomenda-se o uso de vlvulas dotadas deste tipo de fixao da tampa ao corpo onde no se tenha necessidade freqente da desconexo da tampa para limpezas ou manutenes.

Figura 37: Vlvulas Globo e Gaveta - Tampa acoplada ao corpo por meio de porca de unio

c). Tampa acoplada ao corpo por meio de parafusos Neste caso, a tampa e o corpo possuem flanges que se justapem e que so interligados por meio de parafusos (ver figura 38). Este tipo de acoplamento tambm se indica para vlvulas que operam em servios severos e que necessitam de desmontagens e montagens freqentes para limpezas e manutenes eventuais, sem entretanto modificar as condies originais da estrutura bsica da vlvula. Este sistema usual nas vlvulas MIPEL classe 125 flangeadas e classe 150, acima de DN 100 (4).

Figura 35: Vlvula Gaveta - Tampa acoplada diretamente ao corpo por meio de rosca externa Figura 38: Vlvulas Globo e Gaveta Tampa acoplada ao corpo por meio de parafusos

1.3.2.6.2. GaxetasPor definio, gaxetas so elementos feitos com materiais deformveis prprios para efetuar as vedaes junto s hastes de vlvulas. As gaxetas so de importncia vital e devero ser objeto de freqentes inspees em todos os tipos de vlvulas em operao, pois vazamentos que eventualmente possam acontecer causaro srios prejuzos, e s vezes graves conseqncias quando os fludos que passam pela tubulao so de natureza txica, inflamveis ou alta temperatura.

Figura 36: Vlvulas Globo e Gaveta - Tampa acoplada diretamente ao corpo por meio de rosca interna

19

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Existem muitos tipos de materiais para a fabricao de gaxetas, porm a MIPEL utiliza apenas dois tipos selecionados criteriosamente, e que atende perfeitamente as exigncias dos usurios, como tambm a todas normas existentes para vlvulas de bronze. a). Gaxeta de PTFE (Politetrafluoretileno) Mais conhecida por Teflon (PTFE), a gaxeta feita com este material tem um excelente comportamento face s excepcionais propriedades de auto lubrificao e moldabilidade da mesma, dentro da cmara da gaxeta, sem provocar escoamentos indesejveis, indispensveis limpeza e facilidades na aplicao. As gaxetas de teflon (PTFE), h muito tempo so empregadas em suas vlvulas de bronze pela MIPEL, para todas as classes de presso, excluindo-se apenas os casos em que as temperaturas de trabalho estejam acima de 200 C, limite mximo permissvel para o teflon. b). Gaxetas de Amianto Grafitado So gaxetas fabricadas a partir de fios de amianto tranados, impregnados com grafite. So bastante compactas, prprias para vedao em hastes de vlvulas, resistindo a temperaturas at 320 C.

ao corpo das vlvulas globo, e portanto com o mesmo comportamento de passagem do fluxo do fludo que, ao adentrar a vlvula, levantar o obturador, normalmente guiado na sua parte inferior pelo orifcio de passagem e na parte superior pelo orifcio localizado na tampa, saindo pela extremidade oposta (Ver figuras 39, 40 e 41). O efeito reteno (bloqueio de refluxo) se d quando a presso do fludo montante da vlvula for menor que a presso jusante da mesma, com o obturador se fechando automaticamente quando houver refluxo (ver figura 41). As vlvulas de reteno horizontal so indicadas para servios em linhas de fludos, tais como: ar, gases, lquidos em geral e vapor, e normalmente utilizadas em conjunto com as vlvulas globo, sempre em tubulao horizontal. Os obturadores de vlvulas de reteno horizontal tm as mesmas caractersticas dos obturadores das vlvulas globo na regio de contato com a sede, e tambm com as mesmas finalidades de uso, em relao aos diversos tipos de fludos (ver figuras 42 e 43).

1.3.2.6.3. Vazamento de fludo pela GaxetaQuando as operaes de abrir ou fechar uma vlvula so freqentes, as gaxetas desgastam-se e permitem desta forma o vazamento da linha para a atmosfera. Um simples reaperto no preme-gaxeta poder resolver o problema. Porm, quando a gaxeta estiver muito gasta, a reposio pode ser feita mesmo com a vlvula sob presso, desde que o fabricante recomende no seu catlogo (contravedao). Para isso basta abrir a vlvula totalmente forando a haste contra a tampa e bloqueando a passagem do fludo para a cmara da gaxeta, possibilitando assim, a sua reposio (reengaxetamento) de maneira segura e eficiente.

Figura 39: Vlvula de reteno horizontal Vista em corte

1.3.2.6.4. JuntasMuitos so os tipos de juntas utilizados em vedaes para acoplamentos de flanges e outros tipos de unies em vlvulas e tubulaes. Nos casos especficos de vlvulas de bronze, as juntas feitas de papelo hidrulico so as mais usuais, pois atendem a todas as possveis variaes de presso e temperatura do trabalho. O papelo hidrulico para juntas um produto basicamente constitudo de fibras de amianto, impregnadas com elastmero, e tm como principais caractersticas a sua uniformidade, elasticidade, flexibilidade e boa resistncia a deteriorao. 1.3.3. Vlvulas de reteno Pertencentes ao grupo de vlvulas auto operadas e conhecidas tambm como vlvulas de no-retorno, elas tm como caracterstica principal a propriedade de permitir a direo do fluxo em um s sentido, retendo-o automaticamente quando houver a tendncia de refluxo. Uma seta gravada na parte externa do corpo indica o sentido de fluxo. Vrios tipos especficos de vlvulas de reteno so fabricadas pela MIPEL para atender s mais diferentes condies de servio e que so relacionadas a seguir: 1.3.3.1. Vlvula de reteno horizontal Este tipo de vlvula tem o corpo com caractersticas idnticasFigura 41: Vlvula de reteno horizontal Detalhe do efeito reteno (bloqueio no refluxo) Figura 40: Vlvula de reteno horizontal Detalhe da passagem do fludo

20

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Figura 42: Disco cnico de ao inoxidvel para vlvulas de reteno horizontal Uso em fludos agressivos e relativa sujidade

Figura 44: Vlvula de reteno com portinhola Vista em corte

Figura 43: Disco renovvel de PTFE para vlvulas de reteno horizontal Uso em fludos agressivos e alta velocidade de escoamento

Figura 45: Vlvula de reteno com portinhola Detalhe da passagem do fludo

1.3.3.2.

Vlvulas de reteno com portinhola

Tipo de vlvula que consiste de um obturador em forma de disco (portinhola) preso a um brao articulado, pivotado superiormente por um eixo transversal, apoiado no interior do corpo da vlvula (ver figura 44). Seu funcionamento automtico. O fludo ao adentrar na vlvula transpassa a regio da sede, levantando o obturador articulado, saindo pela extremidade oposta, e o efeito reteno (bloqueio no refluxo) se d quando o fludo tiver uma presso montante menor que a presso jusante da mesma, com tendncia de refluxo (ver figuras 45 e 46). Este tipo de vlvula por ter uma passagem livre, oferece perda de carga mnima, e pode ser instalada tanto em tubulaes horizontais como verticais. Recomenda-se o uso de vlvulas de reteno com portinhola, sempre em conjunto com vlvulas de bloqueio do tipo gaveta, macho, esfera, etc, e no se recomenda usar em linhas que tenham fluxos pulsantes ou com altas velocidades de escoamento, que podero ocasionar rudos e vibraes indesejveis, como tambm diminuio de sua vida til. Os obturadores de vlvulas de reteno de portinhola tm sempre a forma de um disco, podendo ser totalmente metlicos ou insertados, com anis feitos de elastmero (buna N ou neoprene).

Figura 46: Vlvula de reteno com portinhola Detalhe efeito reteno (bloqueio de refluxo)

1.3.3.3.

Vlvula de reteno vertical

o tipo de vlvula que se aplica to somente em fluxos ascendentes, e portanto concebida, para operar sempre na posio vertical. Seu corpo tem formato cilndrico, com extremidades de entrada e sada coaxiais, tendo internamente o obturador, que na regio de contato com a sede, tem formato de um tronco de cone dotado de um eixo guia (ver figuras 47 e 48). Seu funcionamento automtico. O fluxo (sempre ascendente) eleva o obturador, abrindo a vlvula, que se fecha automticamente quando houver tendncia de refluxo.

21

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

1.3.3.4.

Vlvula de reteno para fundo de poo

Tambm conhecida como vlvula de p, com funcionamento idntico vlvula de reteno vertical, possuindo na extremidade de entrada (lado inferior) uma grade de proteo (crivo) para impedir a entrada de materiais mais grosseiros (ver figura 51). Esta vlvula utilizada em fundo de poos ou de reservatrios, acoplada verticalmente ao tubo de suco de um sistema de recalque, que quando em funcionamento, mantm o obturador suspenso, permitindo a passagem do fludo aspirado.Figura 47: Vlvula de reteno vertical - Vista em corte

Quando cessa a suco do fludo, o obturador retorna para a posio normalmente fechado, impedindo o retorno do lqido, mantendo desta forma, a tubulao e a bomba sempre cheias, para posteriormente, permitir um novo ciclo de funcionamento do sistema de recalque, sem a necessidade de escorva.

Figura 48: Vlvula de reteno vertical - Modelo bsico

Dois tipos bsicos de obturadores so utilizados nestas vlvulas: com obturador totalmente metlico, recomendado para uso em linhas de gua, vapor de baixa presso, derivados de petrleo, etc, sempre isentos de impurezas e obturador com anel de elastmero de seo circular insertado para uso em fludos, mesmo com alguma impureza (ver figuras 49 e 50).

Figura 51: Vlvula de reteno de fundo de poo Modelo bsico

1.3.4.

Vlvula macho

Historicamente uma das mais antigas vlvula de bloqueio conhecida. Seu mecanismo consiste de um obturador (macho cnico) que funciona rotativamente dentro do corpo, necessitando de apenas 1/4 de volta para abrir ou fechar. Ambos, macho e corpo tm orifcios de passagens ajustados de forma a coincidir um com o outro, para permitir a passagem do fludo. As vlvulas macho MIPEL so recomendadas como vlvulas de bloqueio, no sendo entretanto recomendadas para servios de regulagem e/ou estrangulamento e em servio de operaes freqentes de abertura e fechamento da vlvula, pois o filme de graxa aplicado entre o corpo e o macho, que tem as funes de diminuir o atrito entre as partes e vedao, poder se escoar, ocasionando vazamentos. Os dois tipos mais usuais de vlvulas macho construdos em bronze e fabricados pela MIPEL so:

Figura 49: Obturador metlico empregado em vlvula de reteno vertical e em vlvula de reteno de fundo de poo

1.3.4.1.

Vlvula macho passante

um tipo de vlvula muito simples, recomendada para uso no bloqueio de lqidos, no sendo, entretanto, recomendada para uso em vapor ou outras condies com variaes acentuadas de temperatura, que possam ocasionar o emperramento da mesma, na dilatao trmica dos materiais.Figura 50: Obturador com anel de elastmero insertado empregado em vlvula de reteno vertical e em vlvula de reteno de fundo de poo

Sua forma construtiva consiste de um macho cnico (obturador) que se auto-ajusta ao corpo, transpassando-o, de forma a admitir, em sua extremidade inferior, uma arruela de arrasto e uma porca, utilizadas para ajustes e

22

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

regulagens necessrias para o bom funcionamento do sistema de giro da vlvula (ver figura 52).

Figura 52: Vlvula de macho passante Modelos bsicos

1.3.4.2.

Vlvula macho engaxetada

Figura 54: Vlvula macho engaxetada - Modelo com extremidades com roscas e preme-gaxeta roscado

um tipo de vlvula onde o macho cnico (obturador) no transpassa o corpo como na vlvula macho passante. Na vlvula macho engaxetada, a fixao do macho cnico se d na parte superior do mesmo, por meio de uma gaxeta, alojada em uma cmara e comprimida pelo preme-gaxeta, que os mantm perfeitamente ajustados ao corpo, propiciando uma vedao estanque e movimentos de abrir e fechar suaves (com auxlio de chave apropriada), na medida em que no se permitem deslocamentos lineares do macho (ver figura 53). Nas vlvulas macho de pequeno porte, o sistema premegaxeta constitudo de uma bucha ou anel que atuam sobre a gaxeta pressionada por uma porca (ver figura 54). Nas vlvulas de maior porte o preme-gaxeta constitudo de uma nica pea provida de orelhas com furos, onde atuam os parafusos de fixao (ver figura 55). As vlvulas macho engaxetadas, menos suscetveis a travamento do macho por efeitos de dilatao trmica, podem operar com fludos sujeitos a variaes mais acentuadas de temperatura.Figura 55: Vlvula macho engaxetada - Modelo com extremidades com flanges e preme-gaxeta aparafusado

1.3.5.

Vlvula Esfera

Basicamente, vlvula esfera uma variao da vlvula macho que, ao invs de um obturador cnico, tem um obturador esfrico vazado, que atua entre dois anis (sedes) resilientes que requer igualmente apenas 1/4 de volta para abertura ou fechamento da passagem do fludo, porm com um baixo torque de acionamento (ver figura 56). As vlvulas esfera podem ser do tipo bipartido ou tripartido (ver figuras 57 e 58). Podem ainda ser de passagem plena ou de passagem reduzida (ver figura 59). As vlvulas esfera tripartidas, em relao s bipartidas, oferecem maiores facilidades de manuteno, pois para esta finalidade no requerem a sua retirada da linha. As vlvulas esfera proporcionam sempre tima estanqueidade tanto em baixas como em altas presses e quando totalmente abertas ocasionam baixa perda de carga, principalmente aquelas de passagem plena.Figura 53: Vlvula macho engaxetada Vista em corte

As vlvulas esfera MIPEL so recomendadas para uso como vlvula de bloqueio de lquidos, ar comprimido ou vapor, a temperaturas at 208 C, compatveis com o bronze, gaxetas e sedes de PTFE, empregadas nas

23

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

vlvulas tripartidas, ou a temperaturas at 90 C, compatveis com as gaxetas de VITON, empregadas nas vlvulas bipartidas. Para uso em GLP, a MIPEL dispe de produto apropriado para presses at 2 MPa. Assim como as vlvulas macho, as vlvulas esfera no so recomendadas para regulagens e/ou estrangulamento, pois caso contrrio o fludo, ao passar pela regio da esfera parcialmente fechada, poder danific-la com o aumento de velocidade do fludo. Os obturadores (esfera) das vlvulas MIPEL so construdos em ao inoxidvel microfundido ou em lato revestido com cromo, apropriados para diversas aplicaes, compatveis com as caractersticas da grande maioria dos fludos.Figura 59: Esferas - Modelo de esferas: passagem plena e reduzida

1.3.6. 1.3.6.1.

Vlvula de Alvio Generalidades

Inicialmente faz-se necessrio conhecer as diferenas entre vlvulas de alvio e de segurana. As funes bsicas para ambas so 3, apresentadas a seguir: - abrir a uma presso pr-determinada; - descarregar todo o volume previsto no seu dimensionamento, na sobrepresso prevista; - fechar dentro do diferencial de alvio previsto. Estas funes devem ocorrer de forma confivel e precisa. Embora as funes bsicas de ambas sejam as mesmas, existem diferenas fundamentais entre ambas, no que se refere forma de descarga e tipos de fludos admissveis. As vlvulas de alvio so recomendadas para uso com lqidos, ar comprimido ou mesmo alguns gases inertes, quando se deseja realizar de forma automtica e gradativa, pequenas compensaes (alvio) de presso, com a vlvula se abrindo ou fechando gradativamente, na medida em que a presso do sistema aumenta ou diminui, respectivamente. As vlvulas de alvio, como pode ser visto nas tabelas 17, 18 e 19, so recomendadas para baixas vazes de descarga e, preferencialmente, para fludos no compressveis, como por exemplo a gua, onde pequenas descargas resultam sempre em grande reduo de presso. Por outro lado, as vlvulas de segurana so recomendadas para uso com vapor e gases, quando se deseja um dispositivo capaz de aliviar a presso de forma automtico e instantnea. Geralmente as vlvulas de segurana so dotadas de efeito POP ACTION - ao de abertura instantnea, recurso no disponvel em vlvulas de alvio. A existncia de recurso POP ACTION nas vlvulas de segurana permite que as mesmas atuem de forma eficaz mesmo com fludos compressveis ou sejam aqueles fludos que requerem sempre grandes descargas, at mesmo para pequenas redues de presso.

Figura 56: Vlvula Esfera - Vista em corte

Figura 57: Vlvula Esfera - Modelos corpo bipartido

1.3.6.2. Caractersticas da Vlvula de Alvio MIPELConcebida no grupo de vlvulas autoperadas, a vlvula de alvio MIPEL como pode ser visto nas figuras 60 e 61 tem caractersticas funcionais baseadas numa sede onde o fludo fica permanentemente em contato com o obturador que se abre (eleva-se) caso a fora resultante da presso do fludo vena a fora da mola que o suporta. O fechamento da vlvula (obturador) se d em sentido contrrio sempre que a fora resultante da presso do fludo for menor que a fora exercida pela mola.Figura 58: Vlvula Esfera - Modelo corpo tripartido

Por opo do usurio, a descarga do excesso de presso feita diretamente para a atmosfera ou para um

24

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

reservatrio que no caso dever estar conectado extremidade de sada do corpo da vlvula. O corpo da vlvula que conectado com a sede, alm do obturador e da mola, comporta na sua parte superior o mecanismo de regulagem da vlvula constitudo pelo parafuso de ajuste e porca de trava que permitem ajustar a tenso da mola em correspondncia com as necessidades do usurio numa faixa de presso para abertura da vlvula (descarga) conforme mencionado em 1.3.6.4.

1.3.6.3.

Obturadores de Vlvulas de Alvio

Em vlvulas de alvio so usados 2 tipos de obturadores sendo ambos planos construdos em bronze ou em PTFE (ver figura 62). Ambos os obturadores so recomendados para uso com fludos limpos e os de PTFE onde se desejam melhores condies de estanqueidade.

Figura 62: Obturadores para vlvulas de alvio Modelos de PTFE e de bronze

1.3.6.4.

Regulagem de Vlvulas de Alvio

Exceto quando previamente solicitada pelo cliente uma regulagem numa presso previamente definida, as vlvulas de alvio da MIPEL so fornecidas reguladas para 100 PSI. Assim sendo, caso a necessidade do usurio seja de operao em presso diferente de 100 PSI, cabe a este proceder a conveniente regulagem por ocasio da instalao da vlvula, respeitando-se sempre os limites permitidos de regulagem para as vlvulas MIPEL que vo de uma presso de cerca de 10 at 150 PSI, bem como todos os procedimentos e condutas necessrias para uma correta regulagem de vlvulas de alvio. A regulagem de vlvulas de alvio em princpio uma operao muito simples com a aplicao de uma presso em que se deseja que a vlvula seja aberta (incio de descarga), sendo assim o parafuso de ajuste fixado em posio correspondente atravs da porca de trava. Neste caso, o controle da presso de regulagem deve ser feito atravs de um manmetro instalado em linha com a vlvula, admitindo-se como ideal o incio da abertura da mesma exata presso de regulagem desejada, sua abertura total (descarga plena) com cerca de 25% de sobrepresso e fechamento com cerca de 90% da presso de regulagem desejada. Para execuo de regulagem de vlvulas de alvio o executante deve dispor de chave de fenda para aumentar ou diminuir a tenso da mola (presso de regulagem) atravs do parafuso de ajuste e um sistema como por exemplo uma bomba para gerar a presses requeridas. Com o acionamento (rosqueamento) do parafuso de ajuste no sentido horrio aumenta-se a tenso da mola, reduzindo-se a mesma com acionamento em sentido contrrio. Para prevenir possveis problemas em regulagens de vlvulas de alvio recomendvel que a porca de trava esteja sempre solta no acionamento do parafuso de ajuste. Para se obter maior preciso em regulagens de presso abaixo de 40 PSI recomenda-se substituir-se a mola original da vlvula de alvio por sua correspondente da MIPEL (ref. 229).Figura 61: Vlvula de alvio - Modelo bsico

11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1

1 1 1 1 1 1 2 1 1 1 1

SEDE GUIA DISCO PORTA DISCO PINO MOLA ASSENTO MOLA CORPO PORCA TUBO REGUL. TAMPA

Figura 60: Vlvula de alvio - Vista em corte

25

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Tabela 17: Vlvulas de alvio - capacidade de descarga de gua, em litros por minuto.Presso de abertura (PSI)1/2 3/4

Descarga de gua com 25% de sobrepresso (1/min) DN 1 18,9 32,9 45,4 57,5 68,5 79,0 1 1/4 25,0 50,3 68,5 80,3 91,5 100,0 1 1/2 32,9 60,6 91,6 121,0 150,0 179,0 2 47,3 94,9 136,0 170,0 205,0 240,0 2 1/2 106,0 140,0 174,0 208,0 242,0 276,0 3 220,0 291,0 348,0 401,0 454,0 507,0

25 50 75 100 125 150

4,6 7,6 10,2 13,2 16,6 20,4

7,9 12,5 17,0 21,6 26,5 30,3

Tabela 18: Vlvulas de alvio - capacidade de descarga de ar livre, em m3/min.Presso de abertura (PSI)1/2 3/4

Descarga de ar livre com sobrepresso de 10% (m3/min) DN 1 1,89 3,59 4,44 5,35 6,08 6,82 1 1/4 3,65 6,37 8,89 10,33 11,49 12,48 1 1/2 4,41 8,15 10,93 12,40 14,46 16,82 2 6,34 10,47 14,01 17,27 19,90 23,13 No recomendado o uso com ar No recomendado o uso com ar 2 1/2 3

25 50 75 100 125 150

0,90 1,39 1,95 2,49 2,97 3,43

1,36 2,15 2,69 3,11 3,45 3,94

Tabela 19: Vlvulas de alvio - capacidade de descarga de vapor, em kg/hora.Presso de abertura (PSI)1/2 3/4

Descarga de vapor com sobrepresso de 10% (kg/hora) DN 1 85,3 162,0 200,0 241,0 274,0 307,0 1 1/4 163,0 287,0 400,0 465,0 509,0 561,0 1 1/2 202,0 366,0 492,0 557,0 650,0 756,0 2 285,0 470,0 630,0 776,0 895,0 1041,0 No recomendado o uso com vapor No recomendado o uso com vapor 2 1/2 3

25 50 75 100 125 150

40,8 62,4 87,5 112,0 134,0 154,0

61,2 96,2 121,0 139,0 155,0 177,0

1.3.6.5.

Capacidade de descarga de Vlvulas de Alvio

1.3.7.1.

Indicador de nvel para lquidos

A capacidade de descarga dado imprescindvel na seleo de vlvulas de alvio atravs do qual se determina o tamanho (DN) da vlvula requerida, que no caso deve ter uma capacidade de descarga igual ou superior gerao do sistema, acrescida da descarga desejada. Nas tabelas 17, 18 e 19 so apresentados dados de referncia para a capacidade de descarga das vlvulas de alvio MIPEL para gua, ar e vapor respectivamente, com valores intermedirios podendo ser obtidos por interpolao, ressaltando-se entretanto que dados reais obtidos por medies e/ou verificaes diretas nas instalaes so sempre recomendveis para maiores segurana e preciso.

O indicador de nvel para lqidos da MIPEL (ver figura 63) constitudo basicamente por 2 vlvulas tipo agulha, interligadas na instalao por um tubo de vidro e 2 varetas de proteo. dotado ainda de torneira para dreno DN 1/8. O tubo de vidro cujo dimetro deve ser de 5/8 normalmente no fornecido com o conjunto. As varetas de proteo so fornecidas no dimetro 5/32 e 420 mm de comprimento, podendo entretanto, por convenincia e responsabilidade do usurio, ser substituda na instalao por outra equivalente, com o mesmo dimetro e comprimento adequado s necessidades. O indicador de nvel para lqidos MIPEL recomendado para uso em reservatrios, caldeiras, autoclaves e outras instalaes similares e compatveis com os materiais empregados na construo do mesmo, quais sejam torneiras de dreno de bronze, com gaxetas de teflon e anel de neoprene empregado na junta de fixao do tubo de vidro.

1.3.7. Vlvulas outras para aplicaes especficas

26

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

mxima de 50 PSI, bem como para lqidos at 60 C e presso mxima de 100 PSI. Em linhas de condensado, o visor permite verificar a sada do condensado da instalao e, por extenso, verificar a eficincia de purgadores, de forma individual quando instalado um visor para cada purgador, ou de diversos purgadores simultaneamente, quando instalado em tubo coletor.

Figura 63: Indicador de nvel para lqidos

1.3.7.2.

Filtro

O filtro de bronze da MIPEL (ver figura 64) constitudo por um corpo de bronze onde est inserido um elemento filtrante de ao inoxidvel, tendo ainda na parte inferior do corpo um dreno de acesso para limpeza do elemento. O elemento filtrante, em padro nico de fornecimento, tem 95 furos de 0,5 mm por cm2 , correspondente mesh 30. O uso e a importncia deste tipo de filtro so destacadas em 4.2.Figura 66: Visor

1.2.7.5.

Vlvula de Fecho Rpido com Mola

A vlvula de fecho rpido com mola MIPEL (ver figura 67) uma vlvula do tipo normalmente fechado recomendada para uso em comando de acionamento de elevadores hidropneumticos e para outros servios correlatos com lqidos.

Figura 64: Filtro de Bronze

1.2.7.3.

Vlvula para Tambores

A vlvula de bronze para tambores MIPEL (ver figura 65) recomendada para uso em reservatrios e tambores com fludos viscosos uma presso mxima de 5 mca.

Figura 65: Vlvula para Tambor

Figura 67: Vlvula de Fecho Rpido com Mola

1.2.7.4.

Visor

1.2.7.6.

Vlvula de Duplo Comando de Ar

O visor de bronze MIPEL (ver figura 66), que tem o corpo de bronze e visor de vidro temperado, recomendado para uso em linha de condensado de vapor at a presso

A vlvula de duplo comando de ar MIPEL (ver figuras 68 e 69) recomendada para uso em comandos de acionamento de elevadores hidropneumticos.

27

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

de abertura rpida MIPEL tambm uma vlvula do tipo normalmente fechado (ver figura 70) recomendada para uso onde existe a necessidade de acionar a vlvula com o p ou parte outra qualquer especfica do corpo.

Figura 68: Vlvula de duplo comando de ar Modelo convencional Figura 70: Vlvula Globo de Abertura Rpida

1.2.7.8.

Vlvulas para Hidrantes

So vlvulas gaveta ou globo angular de uso particular em instalaes de combate incndio (ver figuras 71, 72 e 73). Este tipo de vlvula tem sempre a extremidade de sada da vlvula padronizada e compatvel para engate com mangueira do servio do corpo de bombeiro, sendo que a MIPEL para o DN 2 fornece em 02 padres, saber: - Padro do servio de corpo de bombeiro brasileiro: 5 fios de rosca por polegada (Rosca NBR); - Padro do servio do corpo de bombeiro americano: 7,5 fios de rosca por polegada (Rosca NSFHT).Figura 69: Vlvula de duplo comando de ar Modelo com esfera

Independentemente da rosca para engate da mangueira, a extremidade de entrada deste tipo de vlvula pode ser do tipo BSP ou NPT. Da combinao das roscas de entrada e sada da vlvula resultam os cdigos MIPEL especficos para identificao das extremidades das vlvulas, conforme tabela 19.

1.2.7.7.

Vlvula Globo de Abertura Rpida

Tambm conhecida como vlvula de pedal, a vlvula globo

Tabela 19: Cdigo MIPEL de identificao de extremidades roscadas de vlvulas para hidrantesCdigo MIPEL 16 18 36 38 NPT Rosca da extremidade da vlvula Na entrada BSP Na sada 7,5 FPP 5 FPP 7,5 FPP 5 FPP

Figura 71: Vlvula Gaveta para Hidrante

Figura 72: Vlvula angular de 90 para hidrante

Figura 73: Vlvula angular de 45 para hidrante

28

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

2. EMBALAGEM, ARMAZENAMENTO, TRANSPORTE E RECEBIMENTO DE VLVULASTo importante como a fabricao das vlvulas est a preservao das mesmas atravs da embalagem, armazenamento, transporte e recebimento que muitas vezes podem ocasionar defeitos se no realizados de forma conveniente. Na embalagem, armazenamento, transporte e recebimento de vlvulas deve-se observar:

principalmente nas roscas das extremidades ou nas faces dos flanges.

2.3.

Transporte de Vlvulas

O transporte de vlvulas de bronze deve ser feito com as mesmas convenientemente embaladas e protegidas de umidade e outras formas de intemperismos, bem como de outros esforos adicionais, tais como: impactos e sobrecargas. No transporte de vlvulas que tambm deve ser feito em caixas container de papelo Kraft duplex, devem igualmente ser observadas as condies previstas para umidade, posicionamento da caixa e empilhamento mximo, conforme impresso nas caixas.

2.1.

Embalagem

As vlvulas MIPEL devem ser mantidas em caixa de papelo Kraft duplex em tamanho apropriado, conforme embalagem original de fbrica convenientemente fechada e lacrada com fita adesiva contendo a inscrio MIPEL em toda a sua extenso. Estas caixas de papelo contm informaes codificadas relativas s condies de umidade, posicionamento da caixa e empilhamento mximo permitidos para o produto (ver figura 74). Da mesma forma, todas as caixas trazem uma etiqueta para identificao do produto, contendo dentre outros, a descrio do produto, desenhos esquemticos do mesmo e do obturador, cdigo de referncia ao produto (n da figura e/ ou cdigo de barra) e cdigo de rastreabilidade (Lote e OP - Ordem de Produo), bem como o telefone MIPEL em caso da necessidade de contato por falhas do produto ou esclarecimentos adicionais. No interior da caixa de papelo, juntamente com o produto, acompanha ainda folha de instruo para uso do produto (bula) que igualmente identificada pela OP para rastreabilidade e contm o telefone MIPEL no caso de necessidade de contato.

2.4.

Recebimento de Vlvulas

No recebimento de vlvulas, sempre que envolver inspeo, importante lembrar que a mesma deve ser realizada sempre e unicamente em conformidade com a Norma correspondente ao produto, respeitando-se todas as condies previstas para execuo dos ensaios previstos. Vale ainda lembrar, que os ensaios de estanqueidade de vlvulas de bronze somente podem ser realizados segundo mtodos apropriados e especficos de forma que as mesmas nunca sejam prensadas, pois tal prtica inevitavelmente ir danificar (deformar) as sedes e outras partes da vlvula. Da mesma forma vale lembrar que na calibrao de roscas das extremidades da vlvula, independentemente se roscas cnicas ou paralelas, somente pode ser usado calibrador cnico, pois calibradores paralelos nunca cobriro toda a faixa de tolerncia permitida pela Norma para os dimetros da rosca.

3. INSTALAO DE VLVULASMuitos defeitos verificados em vlvulas se relacionam com erros de instalao. Para o sucesso na execuo destas atividades e prevenir a ocorrncia de problemas desta natureza necessrio observar as seguintes instrues.Figura 74: Simbologia usada para proteo de embalagem Smbolos referentes a umidade, posicionamento da caixa e empilhamento mximo permitido

3.1. 3.1.1.

Montagem da vlvula tubulao Generalidades

2.2.

Armazenamento

O primeiro cuidado est no uso correto do padro das extremidades da vlvula. Desta forma, uma vlvula com extremidades com flanges ANSI B 16 - 24 somente pode ser acoplada a um elemento de tubulao com flange ANSI B 16 - 24, pois caso contrrio pode representar muitas vezes danos integridade da mesma, tais como deformaes nas sedes e conseqente vazamento de passagem da vlvula. Como por exemplo, deve ser evitada a montagem de uma vlvula de bronze a um elemento de tubulao com flanges dotados de ressalto, pois estes aps o aperto nos parafusos, podero ocasionar esforos suficientes para deformar permanentemente os flanges e em conseqncia tambm as sedes de uma vlvula de gaveta de forma que a cunha nunca mais ir se alojar s mesmas. Por razes anlogas uma vlvula de extremidades com roscas NPT somente pode ser acoplada a um elemento com rosca NPT, uma vlvula de extremidades com rosca BSP a um elemento de rosca igualmente de mesmo padro.

Para o armazenamento de vlvulas, recomenda-se: a) Sempre que possvel, as vlvulas de bronze devem ser mantidas na sua embalagem original de fornecimento, respeitando-se as condies de armazenamento nela contida com respeito umidade, posicionamento da caixa e empilhamento mximo permitido (ver 2.1); b) Caso isto no seja possvel, manter a vlvula em local limpo e livre de esforos adicionais que possam danificar a vlvula; c) Exceto as vlvulas macho e esfera que devem ser mantidas abertas para preservao da graxa e das sedes de teflon respectivamente, todos os demais tipos de vlvulas em estoque devem ser mantidas na posio fechada para proteger os componentes internos de sujidades; Devem estar dispostas de forma a evitar amassaduras,

29

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

A propsito sobre roscas BSP, muito importante saber, alm dos princpios bsicos definidos em 1.2.6.1, tambm as condies previstas nas normas Mercosul NM ISO 7 e BS 21 que definem que as roscas internas podem ser paralelas(BSP) ou cnicas (BSPT) e as roscas externas devem ser sempre cnicas (BSPT). No caso da MIPEL, salvo solicitado pelo cliente, as roscas internas das extremidades das vlvulas com roscas BSP so sempre paralelas (BSP), devendo portanto ser acopladas somente elementos de tubulao com roscas externas cnicas (BSPT).

3.1.2. 3.1.2.1.

Montagem de Vlvulas de Extremidades com Roscas Preparo da rosca do tubo

Normalmente, os tubos novos vm de fbrica com as roscas nas extremidades prontas e calibradas para o uso. Porm estas extremidades podem sofrer amassaduras ou processo de oxidao no transporte ou armazenamento que as tornam inadequadas para uso, sendo portanto necessrio nestes casos que se faa uma anlise do estado destas roscas para definir pela sua utilizao ou no. Quando da construo de roscas novas em segmentos de tubos, cuidados extras devem ser tomados, podendo estas roscas serem feitas em mquinas especficas (normalmente apresentam melhor acabamento) ou com tarraxas manuais, e em ambos os casos estaro em perfeitas condies de uso se estiverem com: a) Extremidade do tubo (topo) em esquadro com o seu eixo; b) Borda chanfrada; c) Rosca perfeitamente alinhada ao tubo; d) Iseno total de rebarbas e cavacos; e) perfil perfeito dos filetes; f) Parte interna do tubo totalmente limpa; g) Plano de calibrao da rosca de acordo com a Norma correspondente. Quando a rosca do tubo for aberta com tarraxa manual, o tubo antes do incio da operao deve estar perfeitamente no esquadro e ter a extremidade convenientemente chanfrada e escareada. Os principais tipos de dispositivos empregados na construo de roscas podem ser observados nas figuras 75, 76 e 77.Figura 77: Tarraxa manual para roscas Figura 76: Torno de bancada prprio para tubo

3.1.2.2.

Acoplamento da vlvula ao tubo

Para se ter um bom acoplamento so necessrios cuidados que visam a integridade da vlvula, principalmente considerando que ela de bronze, um material com resistncia mecnica inferior a do material do tubo (ao). Portanto, recomenda-se: a) Fixar o tubo rgida e adequadamente ao torno de bancada ou morsa prprios para esta finalidade; b) Aplicar um vedante sobre a rosca do tubo, tomando-se o cuidado para que excessos deste material no escoe para o interior da vlvula ou do tubo durante o rosqueamento, sendo neste caso o vedante de PTFE (fita de teflon) o mais recomendado pela facilidade de manuseio, limpeza e eficincia da junta; c) Sempre com a vlvula fechada, roscar a mesma ao tubo com auxlio de chave especfica e de tamanho apropriado, ajustada sobre o polgono adjacente rosca em questo e nunca sobre o polgono oposto, tomandose o cuidado de se aplicar um torque controlado para que a rosca do tubo no seja introduzida alm dos parmetros estabelecidos por Norma, pois caso contrrio, partes importantes da vlvula, como por exemplo as sedes, seriam atingidas e danificadas;

Figura 75: Torno de bancada tipo combinado

30

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

d) O rosqueamento da extremidade oposta da vlvula deve ser feita com cuidados anlogos, mesmo que diretamente na instalao; e) Ver figuras 78 82 - seqncia esquemtica:

Figura 81: Aplicar vedante rosca do tubo

Figura 78: Fixar o tubo rigidamente

Figura 82: Rosquear a vlvula ao tubo com auxlio de chave apropriada Figura 79: Com uma escova de ao limpar a rosca

3.1.2.3.

Ferramentas de utilizao no acoplamento de vlvulas

Na montagem de uma tubulao, comum notar a perda de vlvulas e conexes por falta de melhores critrios de trabalho. Normalmente perdas desta natureza esto intimamente ligadas ao uso inadequado de ferramentas, principalmente no uso de ferramentas incorretas e de tamanhos no apropriados. As ferramentas mais utilizadas nestas operaes so chaves, e a elas deve ser dada toda ateno na busca de instalaes cada vez mais seguras e eficientes. Dentre os diverso tipos de chaves as mais usadas so: a). Chave de Cremalheira ou Chave Inglesa um tipo de chave que tem os mordentes lisos e paralelos entre si e com abertura ajustvel, prprio para uso em vlvulas e conexes que possuem extremidades poligonais, permitindo um torque mais controlado, sem causar marcas ou deformaes nas peas durante o aperto (ver figura 83).

Figura 80: Com auxlio de ar comprimido eliminar sujidades

31

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

dos encanadores e portanto a mais utilizada (ver figura 84). Entretanto o uso de forma inadequada deste tipo de chave pode danificar tubos, vlvulas e conexes, comprometendo a estrutura. Isto ocorre porque com este tipo de chave quanto mais aperto se d, mais os dentes se agarram e penetram nas paredes dos tubos, vlvulas ou conexes. Para evitar problemas desta natureza, o torque de aperto deve ser controlado e isto conseguido pelo uso de chave no tamanho adequado correspondente ao dimetro do tubo (ver tabela 20).

Figura 83: Chave tipo Cremalheira ou Chave Inglesa

b). Chave para tubos tipo Stillson Tambm chamada de grifo, esta a chave mais conhecida

Tabela 20: Relao DN de tubos, vlvulas ou conexes x tamanho da chave Stillson recomendada

DN do tubo Tamanho da chave (pol)

15 6

20 6

25 8

32 10

40 12

50 14

65 18

80 24

100 36

125 36

150 48

3.1.2.4.

Cuidados no rosqueamento de vlvulas

Figura 84: Chave Stillson ou Grifo

Rosca fora de padro recomendado por fabricantes de tubos e conexes e torque de aperto excessivo, fatalmente faro com que a extremidade do tubo danifique a prpria rosca da vlvula, muitas vezes at rompendo a vlvula na regio da rosca, e atinja as partes internas da vlvula que poder danificar a sede, ocasionando vazamento (ver figuras 87 e 88).

c). Chave de Corrente para tubo As chaves de corrente so as mais indicadas na instalao de tubos de difcil acesso, ocupando um espao pequeno ao redor do tubo, facilitando em muito o trabalho de montagem, mesmo que estes tubos estejam prximos de paredes (ver figura 85). Geralmente este tipo de chave usado em bitolas de 3 e maiores, embora encontradas para 1.

Figura 87: Vlvula Globo Detalhe da extremidade do tubo danificando a sede Figura 85: Chave de corrente para tubos

d). Chave de Cinta para tubos Quando se deseja um aperto seguro e sem machucaduras em tubos lisos e polidos, a melhor opo este tipo de chave que possui uma cinta de couro, nylon ou outro material em substituio a corrente (ver figura 86). Ao apertar o tubo, esta chave distribui a presso uniformemente em todo o seu permetro A exemplo da chave de corrente uma boa opo quando estes tubos esto localizados em pontos de difcil acesso.

Figura 86: Chave de Cinta para tubos

Figura 88: Vlvula Gaveta Detalhe da extremidade do tubo danificando a sede

32

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Da mesma forma, lembre-se ! ... Fixar a vlvula em uma morsa (torno de bancada) para roscar o tubo, um erro grave. O aperto da morsa sobre a vlvula ir deform-la e, portanto, comprometer o seu funcionamento (ver figura 89). Para evitar estes problemas proceda de forma correta, fixando o tubo morsa, procedendo o rosqueamento com chave apropriada aplicada sempre no polgono da vlvula adjacente ao tubo, tendo cuidados anlogos quando o rosqueamento se verifica diretamente na instalao (ver figura 90).

segundo as mesmas condies de limpeza dos tubos roscados. Quanto a montagem propriamente dita da vlvula ao tubo, alguns requisitos bsicos devem ser observados: a) O tubo deve estar apoiado em base apropriada ou em alas de sustentao, capazes de manter o mesmo perfeitamente alinhado e livre de tenses que possam afetar a vlvula; b) Quando do posicionamento da vlvula para instalalao, esta deve se encaixar entre os flanges do tubo com folga suficiente para colocao das juntas de vedao do acoplamento; c) A fixao da vlvula deve ser feita por parafusos que transpassam os flanges e que devem ser previamente lubrificados, para evitar oxidaes, e apertados levemente para uma fixao inicial; d) O aperto final deve ser uniforme para se evitar esforos localizados, intercalando-se o aperto entre parafusos diametralmente opostos.

Figura 89: Fixao da vlvula morsa

NO RECOMENDADO

Figura 91: Vlvula com extremidades com flanges Detalhes de instalao

Figura 90: Fixao do tubo morsa e rosqueamento da vlvula -

CORRETO

3.1.3.

Montagem de vlvulas de extremidades com flangesFigura 92: Vlvula com extremidades com flanges Detalhes de instalao

Geralmente, os flanges das extremidades de tubos so construdos a partir de ao forjado ou fundido, podendo os mesmos serem ali fixados por rosca ou solda, tomando-se todos os cuidados possveis para que se garanta uma perfeita concentricidade (ver figuras 91 e 92). As faces de acoplamento devem obrigatoriamente ser lisas, sem ressaltos, e sua geometria e dimenses gerais normalizadas. importante frisar sempre que a limpeza deve ser uma rotina imprescindvel em qualquer etapa do processo e que os tubos com flanges devem estar assim protegidos

3.2. 3.2.1.

Outros cuidados na instalao de vlvulas Sentido de escoamento do fludo

Certifique-se do sentido de escoamento do fludo. As vlvulas globo, reteno e filtros tem gravada em alto relevo no corpo uma seta indicativa para auxiliar o correto posicionamento em relao ao sentido de escoamento do fludo (ver figura 93).

33

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

Em funo das caractersticas do fludo, outras posies diferentes podero facilitar a formao de sedimentos nas articulaes ou em regies de atuao da haste ocasionando emperramento.

3.2.4.

Proteo da vlvula

A vlvula deve estar protegida contra qualquer objeto mvel que possa atingi-la e danific-la (ver figura 96).

Figura 93: Vlvula Globo Detalhe da seta indicativa de escoamento do fludo

3.2.2.

Espao para instalao, operao e manuteno

Figura 96: Vlvula sem qualquer proteo contra objeto mvel

3.2.5.

Suportes e apoios para vlvulas

Em funo das cargas envolvidas e porte da vlvula, esta deve estar provida de base de apoio ou de alas de sustentao prximas s extremidades para prevenir deformaes decorrentes do peso da instalao (ver figura 97).Figura 94: Espao para instalao, operao e manuteno requeridos

3.2.3.

Posicionamento da vlvula na instalao

Todas as vlvulas quando instaladas com a tampa ou haste na posio vertical e para cima, propiciaro sempre uma melhor performance de operao e quase sempre tero uma vida til mais longa (ver figura 95).

Figura 95: Posicionamento adequado para instalao de vlvulas

Figura 97: Tipos de suportes e apoios para vlvulas

34

Manual para Seleo, Instalao, Uso e Manuteno de Vlvulas de Bronze

3.2.6.

Acesso vlvula

de componentes. Neste caso recomendado desmontar a vlvula e verificar a causa do vazamento que, na maioria das vezes so corpos estranhos que se alojam entre a sede e o obturador. Quando isso acontece em vlvulas de bronze, a recuperao na maioria das vezes economicamente invivel, sendo sem dvida a preveno na limpeza da instalao e do fludo caminhos mais curtos para evitar ocorrncias deste tipo.

O acesso vlvula deve ser feito de maneira segura, permitindo facilidades nas operaes de instalao, manobras e manuteno (ver figura 98).

Figura 98: Formas

no recomendadasde acesso vlvula

4.2.

Limpeza de fludos e da instalao

Independentemente da origem, por reaes caractersticas do fludo ou no, as sujidades ocasionam problemas dos mais variados que vo desde vazamentos e dificuldade ou impossibilidade de acionamento at o prprio entupimento de uma vlvula. So comuns vazamentos ocasionados por sujidades que se alojam mesmo que temporariamente amassando obturador e sede, assim como a presena de crostas que colam o obturador sede ou impedem o livre movimento da haste para abrir e fechar a vlvula, como por exemplo. Assim sendo a limpeza do fludo e por conseqncia da instalao, so vitais para a manuteno do bom estado de funcionamento de uma vlvula.

4. OPERAO, USO E MANUTENO DE VLVULASNa operao, uso e manuteno de vlvulas devem ser observados os seguintes aspectos:

Neste caso o uso de filtro de fundamental importncia para proteo da vlvula, bem como de outros elementos da tubulao, tais como : purgadores, manmetros, reguladores de presso e outros dispositivos de preciso (ver 1.3.7.2). exemplo de outros elementos da tubulao, no caso do uso de filtros, estes devem ser periodicamente drenados e limpos em freqncia adequada s caractersticas e particularidades de cada instalao, ocasio em que as vlvulas devem igualmente ser inspecionadas, pelo menos acionadas, verificando-se o movimento de abrir e fechar.

4.1.

Torque de fechamento

O volante para acionamento de uma vlvula manual projetado de tal forma que sua geometria e seu dimetro sejam compatveis com o manuseio e torque ideal de vedao em funo do tamanho da vlvula. Quando uma vlvula na posio fechada acusa vazamento, forar a vedao com auxlio de alavanca (ver figura 99) ou outro recurso uma prtica no recomendada, visto que este esforo adicional com certeza ir prejudicar o mecanismo de acionamento da vlvula, acelerando o desgaste ou provocando at a ruptura

4.3.

Inspeo

Toda e qualquer vlvula em operao deve ser peridica e regularmente inspecionada a fim de mant-la sempre em perfeitas condies de uso. A freqncia de inspeo deve ser determinada pelo usurio em funo das caractersticas e particularidades da instalao. Assim como a capacidade de abrir e fechar e a estanqueidade, a limpeza externa da vlvula e da linha em toda a sua extenso muito importante para a constatao de vazamentos nos principais elementos da tubulao. Estes vazamentos, geralmente em vlvulas, tubos e conexes, podem ser ocasionados por condies de trabalho adversas, tais como: vibraes excessivas, turbulncias ou variaes excessivas de presso ou temperatura, dentre outros que devero sempre ser objeto de investigao e conseqente correo para prevenir repetio.

4.4.

Cuidados especiais na operao de sistemas com vlvulas

Figura 99: Vlvula instalada

FORMA DE ACIONAMENTO ERRADOAs vlvulas MIPEL so projetadas para serem abertas ou fechadas manualmente.

No objetivo