Os edifícios industriais dependem de mais do que máquinas de produção. Fornecimento de água, drenagem, resfriamento, proteção contra incêndio, ar comprimido, manuseio de produtos químicos, e pipelines de processo exigem controle de fluxo confiável.
Selecionar a válvula industrial correta não é simplesmente uma questão de escolher o diâmetro correto do tubo.. Engenheiros e equipes de compras devem considerar a fluidez, pressão de operação, temperatura, requisitos de fluxo, espaço de instalação, frequência de operação, condições de manutenção, e ambiente circundante.
Este guia explica como avaliar válvulas para edifícios industriais comuns e sistemas de serviços públicos e onde as válvulas de gaveta, válvulas borboleta, válvulas de esfera, e válvulas globo são normalmente mais adequadas.
Comece com a função da válvula
Antes de selecionar um tipo de válvula, determinar exatamente o que a válvula precisa fazer.
A maioria das válvulas industriais executa uma ou mais das três funções básicas:
Isolamento
A válvula normalmente está totalmente aberta ou totalmente fechada. O principal requisito é um fechamento confiável com perda de pressão aceitável quando aberto.
Regulação de fluxo
A válvula deve operar em posições intermediárias para controlar o fluxo. Nesse caso, características de estrangulamento e resistência à erosão tornam-se mais importantes.
Controle automático ou remoto
A válvula pode precisar de pneumático, elétrico, ou atuação hidráulica e pode fazer parte de um sistema de automação de planta.
Usando uma válvula de isolamento para estrangulamento contínuo, ou especificando uma válvula orientada para controle onde é necessário um fechamento simples, pode aumentar o custo inicial e os requisitos de manutenção a longo prazo.
Válvulas de gaveta para linhas principais de isolamento
As válvulas gaveta são amplamente utilizadas quando uma tubulação requer abertura total ou fechamento completo.
Quando totalmente aberto, a comporta é afastada do caminho de fluxo principal. Isto torna as válvulas gaveta particularmente úteis em tubulações onde é desejável baixa resistência ao fluxo.
As aplicações industriais típicas incluem:
- Principais tubulações de abastecimento de água
- Sistemas de água de resfriamento
- Redes de água contra incêndio
- Linhas de distribuição de serviços públicos
- Pipelines de processo de grande diâmetro
As válvulas gaveta são geralmente mais adequadas para isolamento do que para regulação frequente de fluxo. Manter uma comporta parcialmente aberta por longos períodos pode expor a comporta e as superfícies de vedação a maior velocidade do fluido e desgaste.
Para sistemas onde a válvula normalmente permanecerá totalmente aberta e só fechará para manutenção ou isolamento de emergência, uma válvula gaveta costuma ser uma opção prática.
Válvulas borboleta para tubulações utilitárias de grande diâmetro
As válvulas borboleta usam um disco giratório para controlar o fluxo através da tubulação. A sua construção compacta torna-os particularmente atractivos para médias- e sistemas de grande diâmetro onde o espaço de instalação, peso da válvula, e conveniência operacional são importantes.
A válvula borboleta wafer é instalado entre flanges da tubulação, permitindo um conjunto de válvula relativamente compacto.
As válvulas borboleta são frequentemente consideradas para:
- Água de resfriamento industrial
- Sistemas de tratamento de água
- Circuitos de água HVAC
- Sistemas de proteção contra incêndio
- Abastecimento geral de água e drenagem
- Baixo diâmetro grande- e tubulações de média pressão
Comparado com muitos designs de válvula de corpo inteiro, válvulas borboleta podem reduzir significativamente a quantidade de espaço necessária ao redor da tubulação.
No entanto, os engenheiros ainda devem verificar o material do assento, material do disco, classificação de pressão, temperatura operacional, compatibilidade de fluidos, e desempenho de vedação necessário antes de especificar uma válvula borboleta.
Válvulas de esfera para desligamento confiável de um quarto de volta
As válvulas esfera utilizam um elemento de fechamento esférico perfurado que gira aproximadamente 90 graus entre as posições aberta e fechada.
Sua operação rápida e desligamento eficaz os tornam adequados para muitas aplicações industriais e de processos..
A válvula de esfera flangeada fornece uma conexão aparafusada ao sistema de tubulação e é comumente considerada onde são necessárias conexões seguras de tubulação e remoção conveniente para manutenção.
As aplicações típicas incluem:
- Dutos de processamento químico
- Sistemas de tratamento de água
- Serviços de petróleo e gás
- Ar comprimido
- Sistemas utilitários
- Isolamento de fluido de processo
A seleção da válvula esfera deve considerar mais do que apenas o material do corpo. O material do assento é particularmente importante porque a temperatura, pressão, produtos químicos, sólidos suspensos, e a frequência de operação podem afetar o desempenho da vedação e a vida útil.
Válvulas globo onde a regulação do fluxo é importante
Quando o ajuste preciso do fluxo é mais importante que a perda mínima de pressão, uma válvula globo pode ser mais apropriada.
Seu caminho de fluxo interno permite que a posição do disco influencie progressivamente o fluxo, tornando as válvulas globo úteis em aplicações como:
- Regulação da água de resfriamento
- Sistemas de vapor
- Controle de fluxo de processo
- Ignorar pipelines
- Sistemas de controle de utilidades
A desvantagem é maior resistência ao fluxo em comparação com tipos de válvulas projetadas principalmente para isolamento de passagem total.
Por esta razão, os engenheiros devem distinguir entre uma válvula que simplesmente precisa interromper o fluxo e outra que deve regulá-lo ativamente.
Considere o fluido antes de escolher a válvula
O mesmo projeto de válvula pode se comportar de maneira muito diferente dependendo do meio que passa por ela.
Água Limpa
Para sistemas de água industriais comuns, ferro fundido, ferro dúctil, Aço carbono, e válvulas de aço inoxidável podem ser consideradas dependendo da pressão, qualidade da água, e especificações do projeto.
Fluidos Corrosivos
A compatibilidade química torna-se crítica quando os ácidos, álcalis, sais, ou outros meios agressivos estão presentes.
O corpo, aparar, tronco, superfícies de vedação, e os materiais da sede devem ser todos avaliados em vez de selecionar uma válvula com base apenas no material externo do corpo.
Fluidos contendo sólidos
Partículas suspensas, pasta, sedimento, ou águas residuais podem danificar as superfícies de vedação ou acumular-se em torno dos componentes internos.
A geometria da válvula e o projeto de vedação devem, portanto, ser selecionados de acordo com a concentração real de sólidos e as características das partículas..
Vapor e fluidos de alta temperatura
A temperatura afeta os materiais do corpo, embalagem, juntas, assentos, e atuadores.
Uma válvula adequada para água à temperatura ambiente não pode ser usada automaticamente para vapor ou fluidos de processo de alta temperatura simplesmente porque a classificação de pressão nominal parece suficiente.
Pressão e temperatura devem ser avaliadas em conjunto
Um erro de compra comum é verificar a pressão nominal ignorando a temperatura.
A pressão de trabalho permitida pode mudar à medida que a temperatura operacional aumenta. Material do corpo da válvula, material do assento, embalagem, aparafusamento, e padrões de flange podem afetar os limites operacionais reais.
Ao especificar uma válvula industrial, fornecer ao fabricante pelo menos:
- Tamanho nominal do tubo
- Pressão de projeto
- Pressão operacional normal
- Temperatura de projeto
- Temperatura normal de operação
- Fluido ou médio
- Materiais necessários para corpo e acabamento
- Terminar conexão
- Método de atuação
- Padrão aplicável
Estas informações permitem que o fabricante da válvula avalie a aplicação em vez de simplesmente cotar uma válvula com base no diâmetro.
Os materiais da válvula devem corresponder ao ambiente operacional
A compatibilidade interna do fluido é apenas parte da seleção do material da válvula.
As plantas industriais também podem expor os equipamentos à umidade, sal, vapores químicos, água da chuva, pó, e flutuações de temperatura. Estas condições externas podem contribuir para a corrosão dos corpos das válvulas, fixadores, atuadores, suporta, e tubulação circundante.
Para instalações externas ou corrosivas, os engenheiros devem, portanto, considerar todo o ambiente operacional.
Este princípio também se aplica ao próprio edifício. Instalações industriais localizadas em áreas úmidas, costeira, agrícola, ou quimicamente agressivos geralmente usam materiais de construção resistentes à corrosão para reduzir a manutenção a longo prazo. Por exemplo, fabricantes de telhas industriais fornecer PVC, UPVC, ASA e outros sistemas de cobertura destinados a fábricas, armazéns, oficinas, e edifícios semelhantes.
O material do telhado e a válvula da tubulação obviamente desempenham funções muito diferentes, mas o princípio da engenharia é semelhante: a seleção de materiais deve refletir o ambiente de serviço real e não apenas o preço de compra inicial.
Manual, Elétrico, ou operação pneumática?
A atuação da válvula deve ser determinada pela frequência operacional e pela arquitetura do sistema.
Operação manual
As válvulas manuais são normalmente apropriadas quando:
- A operação é pouco frequente
- A válvula está acessível
- O controle automático do processo é desnecessário
- O fechamento remoto de emergência não é necessário
Atuação Elétrica
Atuadores elétricos podem ser adequados onde as válvulas precisam de controle remoto e a energia elétrica está prontamente disponível.
Eles são comumente integrados com sistemas de controle para abertura e fechamento automatizados.
Atuação Pneumática
Atuadores pneumáticos são amplamente utilizados em automação industrial onde o ar comprimido já está disponível.
Eles podem fornecer operação rápida e são comumente usados em plantas de processo e sistemas de produção automatizados.
O atuador deve ser dimensionado de acordo com os requisitos reais de torque da válvula, e não apenas com o diâmetro da válvula.
Não selecione válvulas industriais apenas pelo preço
Duas válvulas com o mesmo diâmetro nominal podem ter especificações muito diferentes.
As diferenças de preços podem resultar de:
- Material do corpo
- Material de acabamento
- Material do assento
- Processo de fundição ou forjamento
- Classe de pressão
- Flange padrão
- Requisitos de teste
- Configuração do atuador
- Revestimento
- Certificação
- Requisitos de inspeção
Um preço de compra mais baixo traz poucos benefícios se a válvula exigir substituição prematura, causa vazamento, aumenta o tempo de inatividade para manutenção, ou não pode satisfazer a especificação do projeto.
Para empreiteiros, distribuidores, e compradores de projetos industriais, comparar as válvulas com a especificação técnica completa é mais significativo do que comparar apenas os preços unitários.
Um processo prático de seleção de válvulas
Para a maioria dos projetos industriais, a seleção da válvula pode seguir uma sequência simples.
Primeiro, identificar se a válvula é necessária para isolamento, regulamento, não retorno, controle de pressão, ou operação automatizada.
Próximo, definir o meio, pressão, temperatura, tamanho do tubo, e condições operacionais esperadas.
Em seguida, determine o tipo e os materiais apropriados da válvula.
Depois disso, confirme o padrão de conexão necessário, classe de pressão, atuador, requisitos de teste, e padrões de projeto aplicáveis.
Finalmente, avaliar o espaço de instalação, acesso de manutenção, frequência operacional esperada, e requisitos de ciclo de vida antes de fazer o pedido.
Esta abordagem ajuda a prevenir um problema comum nas compras industriais: selecionando uma válvula que tecnicamente se adapta ao tubo, mas não se adapta à aplicação.
Não existe um único tipo de válvula que seja melhor para cada edifício industrial ou tubulação.
As válvulas gaveta são fortes candidatas ao isolamento de fluxo total. As válvulas borboleta fornecem soluções compactas para muitos sistemas utilitários de grande diâmetro. As válvulas esfera oferecem fechamento rápido de um quarto de volta e vedação confiável para uma ampla gama de serviços industriais, enquanto as válvulas globo continuam valiosas onde a regulação do fluxo é o principal requisito.
A seleção correta depende de como essas características interagem com o meio real, pressão, temperatura, frequência de operação, ambiente, e padrões de projeto.
Para projetos industriais, fornecer condições operacionais completas ao fabricante da válvula antes de solicitar um orçamento é uma das maneiras mais simples de reduzir erros de especificação e obter uma configuração de válvula que corresponda à aplicação real.