Tubulações e válvulas para a indústria química são indispensáveis na produção química e interligam diversos tipos de equipamentos. Como funcionam as 5 válvulas mais comuns em tubulações químicas? Qual a sua principal função? Quais são as válvulas para tubos e conexões químicas? (11 tipos de tubos + 4 tipos de conexões + 11 válvulas) Domine completamente o funcionamento das tubulações químicas!
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11 válvulas principais
O dispositivo usado para controlar o fluxo de fluido na tubulação é chamado de válvula. Suas principais funções são:
Abrir e fechar a válvula – interromper ou comunicar com o fluxo de fluido na tubulação;
Ajuste – para ajustar a vazão do fluido na tubulação, fluxo;
Estrangulamento – fluxo de fluido através da válvula, resultando em uma grande queda de pressão.
Classificação:
De acordo com a função que desempenha na tubulação, a válvula pode ser dividida em válvula de corte (também conhecida como válvula globo), válvula de estrangulamento, válvula de retenção, válvula de segurança e assim por diante;
De acordo com as diferentes formas estruturais, as válvulas podem ser divididas em válvulas de gaveta, válvulas de plugue (frequentemente chamadas de válvulas de esfera), válvulas borboleta, válvulas de diafragma, válvulas revestidas e assim por diante.
Além disso, de acordo com os diferentes materiais utilizados na fabricação das válvulas, elas são classificadas em válvulas de aço inoxidável, válvulas de aço fundido, válvulas de ferro fundido, válvulas de plástico, válvulas de cerâmica e assim por diante.
Diversas opções de válvulas podem ser encontradas nos manuais e amostras relevantes; aqui, apresentamos apenas os tipos mais comuns.
① Válvula Globo
Devido à sua estrutura simples, facilidade de fabricação e manutenção, é amplamente utilizado em tubulações de baixa e média pressão. É instalado na haste da válvula, abaixo do disco circular da válvula (cabeçote da válvula) e da flange do corpo da válvula (sede da válvula), com o objetivo de interromper o fluxo de fluido.
A haste da válvula pode ser ajustada através da rosca, elevando o grau de abertura da válvula e desempenhando um papel importante na regulação. Devido ao efeito de bloqueio da válvula depender da vedação por contato entre a cabeça da válvula e a sede, ela não é adequada para uso em tubulações que contenham fluidos com partículas sólidas.
A válvula globo pode ser utilizada de acordo com as características do fluido, selecionando-se o material adequado para a cabeça, sede e corpo da válvula. Caso a válvula apresente vedação inadequada ou esteja danificada, seja na cabeça, sede ou em outras partes, podem ser realizados reparos como esmerilhamento, retífica ou outros métodos para prolongar sua vida útil.
②Válvula de gaveta
É perpendicular à direção do fluxo do fluido por meio de uma ou duas placas planas, com a superfície de vedação do corpo da válvula para atingir o objetivo de fechamento. A placa da válvula é levantada para abrir a válvula.
A válvula de placa plana, com rotação da haste e elevação da válvula, regula o fluxo de fluido através da abertura. Essa válvula apresenta baixa resistência, boa vedação, facilita a comutação e é especialmente adequada para tubulações de grande diâmetro. No entanto, a estrutura da válvula de gaveta é mais complexa e existem diversos modelos.
De acordo com a estrutura da haste, existem hastes abertas e hastes escuras; de acordo com a estrutura da placa da válvula, divide-se em tipo cunha, tipo paralelo e assim por diante.
Geralmente, a placa de válvula tipo cunha é composta por uma única placa, enquanto a placa tipo paralela utiliza duas placas. O tipo paralelo é mais fácil de fabricar do que o tipo cunha, apresenta boa capacidade de reparo e não se deforma facilmente durante o uso. No entanto, não deve ser utilizado para o transporte de impurezas em tubulações de fluidos, sendo mais indicado para o transporte de água, gás natural, petróleo e outros fluidos em tubulações.
③Válvulas de bloqueio
O plugue, também conhecido como Cocker, utiliza um orifício central no corpo da válvula para inserir um plugue cônico que abre e fecha a tubulação.
Os tampões, de acordo com seus diferentes tipos de vedação, podem ser divididos em tampões com gaxeta, tampões com vedação a óleo e tampões sem gaxeta, entre outros. A estrutura do tampão é simples, com dimensões externas reduzidas, abertura e fechamento rápidos, fácil operação, baixa resistência ao fluido e facilidade de instalação em válvulas de distribuição ou comutação de três ou quatro vias.
A superfície de vedação do tampão é grande, desgasta-se facilmente, a troca é trabalhosa, o ajuste do fluxo não é fácil, mas o tampão se rompe rapidamente. Pode ser usado em tubulações com baixa pressão e temperatura ou com fluidos que contenham partículas sólidas, mas não deve ser usado em tubulações com alta pressão, alta temperatura ou vapor.
④ Válvula de aceleração
Pertence a um tipo de válvula globo. O formato da sua cabeça é cônico ou aerodinâmico, o que permite um melhor controle do fluxo de fluidos regulados, bem como a regulação de pressão e estrangulamento. A válvula exige alta precisão de fabricação e excelente vedação.
Utilizado principalmente para controle de instrumentação ou amostragem e outras tubulações, mas não deve ser usado para medir viscosidade ou partículas sólidas na tubulação.
⑤ Válvula de esfera
A válvula de esfera, também conhecida como válvula de esfera central, é um tipo de válvula que se desenvolveu rapidamente nos últimos anos. Ela utiliza uma esfera com um furo no meio como núcleo da válvula, dependendo da rotação da esfera para controlar a abertura ou o fechamento da válvula.
É semelhante ao plugue, mas com uma superfície de vedação menor, estrutura compacta, facilita a troca de componentes e é muito mais utilizado do que o plugue tradicional.
Com o aprimoramento da precisão na fabricação de válvulas de esfera, estas não são mais utilizadas apenas em tubulações de baixa pressão, mas também em tubulações de alta pressão. No entanto, devido às limitações do material de vedação, elas não são adequadas para uso em tubulações de alta temperatura.
⑥ Válvulas de diafragma
As válvulas de diafragma de borracha são as mais comuns. A abertura e o fechamento dessa válvula são feitos por um diafragma de borracha especial, que é fixado entre o corpo da válvula e a tampa, e o disco sob a haste da válvula pressiona o diafragma firmemente contra o corpo da válvula para garantir a vedação.
Esta válvula possui estrutura simples, vedação confiável, fácil manutenção e baixa resistência a fluidos. É adequada para o transporte de fluidos ácidos e em tubulações com sólidos em suspensão, mas geralmente não deve ser utilizada em tubulações com pressões ou temperaturas superiores a 60 °C, nem para o transporte de solventes orgânicos ou fluidos fortemente oxidantes.
⑦ Válvula de retenção
Também conhecidas como válvulas de retenção ou válvulas antirretorno. São instaladas na tubulação de forma que o fluido só possa fluir em uma direção, sendo proibido o fluxo reverso.
Trata-se de um tipo de válvula de fechamento automático, que possui uma válvula ou placa oscilante em seu corpo. Quando o fluido flui suavemente, ele abre automaticamente a válvula; quando o fluido flui na direção oposta, o fluido (ou a força da mola) fecha automaticamente a válvula. De acordo com sua estrutura, as válvulas de retenção são divididas em dois tipos: de elevação e de oscilação.
A válvula de retenção de elevação possui um obturador perpendicular ao canal da válvula, permitindo seu movimento de elevação. Geralmente, é utilizada em tubulações horizontais ou verticais. Já a válvula de retenção rotativa, também chamada de válvula de balancim, possui um obturador conectado lateralmente ao eixo, que pode girar em torno dele. A válvula de retenção rotativa é geralmente instalada em tubulações horizontais, mas para diâmetros pequenos também pode ser instalada em tubulações verticais, desde que a vazão não seja muito alta.
A válvula de retenção é geralmente aplicável a tubulações com fluidos limpos; tubulações com fluidos que contenham partículas sólidas ou sejam viscosas não devem ser utilizadas. A válvula de retenção do tipo alavanca tem melhor desempenho de fechamento do que a do tipo oscilante, porém a resistência ao fluido na válvula de retenção do tipo oscilante é menor. Em geral, a válvula de retenção do tipo oscilante é adequada para tubulações de grande diâmetro.
⑧ Válvula Borboleta
A válvula borboleta é um disco rotativo (ou disco oval) que controla a abertura e o fechamento da tubulação. Possui uma estrutura simples e dimensões externas reduzidas.
Devido a problemas na estrutura de vedação e nos materiais, o desempenho de fechamento da válvula é ruim, sendo indicada apenas para regulagem de tubulações de baixa pressão e grande diâmetro, comumente utilizada na transmissão de água, ar, gás e outros fluidos em dutos.
⑨ Válvula redutora de pressão
O objetivo de uma válvula automática é reduzir a pressão do fluido para um determinado valor, sendo que a pressão após a válvula geralmente deve ser inferior a 50% da pressão antes da válvula. Isso ocorre principalmente porque o diafragma, a mola, o pistão e outros componentes do fluido controlam a diferença de pressão entre a válvula e a sede da válvula, atingindo assim a redução de pressão.
Existem muitos tipos de válvulas redutoras de pressão, sendo os tipos mais comuns os de pistão e os de diafragma.
⑩ válvula de revestimento
Para evitar a corrosão do fluido, algumas válvulas precisam ser revestidas com materiais resistentes à corrosão (como chumbo, borracha, esmalte, etc.) no corpo e na cabeça da válvula. Os materiais de revestimento devem ser selecionados de acordo com a natureza do fluido.
Para facilitar o revestimento, as válvulas revestidas são geralmente fabricadas no tipo de ângulo reto ou de fluxo direto.
⑪Válvulas de segurança
Para garantir a segurança da produção química em sistemas de tubulação pressurizada, existe um dispositivo de segurança permanente, que consiste na seleção de uma chapa metálica de determinada espessura, como a inserção de uma placa cega na extremidade da tubulação ou na interface em T.
Quando a pressão na tubulação aumenta, a placa se rompe para aliviar a pressão. As placas de ruptura são geralmente usadas em tubulações de baixa pressão e grande diâmetro, mas na maioria das tubulações químicas com válvulas de segurança, existem muitos tipos de válvulas de segurança, que podem ser divididas em duas categorias principais: de mola e de alavanca.
As válvulas de segurança com mola dependem principalmente da força da mola para vedar. Quando a pressão na tubulação excede a força da mola, a válvula se abre com a passagem do fluido, permitindo a descarga do mesmo e, consequentemente, a redução da pressão.
Quando a pressão na tubulação cai abaixo da força da mola, a válvula fecha novamente. As válvulas de segurança do tipo alavanca dependem principalmente da força do peso na alavanca para realizar a vedação, com o mesmo princípio de funcionamento das válvulas do tipo mola. A seleção da válvula de segurança baseia-se na pressão e temperatura de trabalho para determinar o nível de pressão nominal, e seu diâmetro pode ser calculado consultando as normas pertinentes.
O tipo de estrutura da válvula de segurança e o material da válvula devem ser selecionados de acordo com a natureza do fluido e as condições de operação. A pressão de partida, os testes e a aceitação da válvula de segurança possuem disposições especiais, incluindo calibração regular pelo departamento de segurança, impressão do lacre e, durante o uso, não devem ser ajustados arbitrariamente para garantir a segurança.
Data da publicação: 01/12/2023