Tipos de válvulas de esferas e aplicações em sistemas de controlo de fluidos

Válvulas Esféricas: Tipos, Características e Aplicações Industriais

Em vastas redes industriais de tubulações onde inúmeros líquidos e gases fluem continuamente, um componente crítico controla essas linhas de vida de fluidos — a válvula esférica. Com vantagens como estrutura simples, operação rápida e baixa resistência ao fluido, as válvulas esféricas desempenham papéis indispensáveis na refinação de petróleo, sistemas de gás natural, tratamento de água e muito mais. Mas que tipos existem e como suas características se adequam a diferentes aplicações? Este guia fornece um exame completo das classificações de válvulas esféricas, características estruturais e usos práticos.

Uma válvula esférica funciona por meio de um elemento de fechamento esférico que gira em torno do eixo da haste da válvula para abrir ou fechar o fluxo. Seu componente principal é uma esfera com um furo circular — girar esse furo em alinhamento com o tubo permite o fluxo, enquanto uma rotação de 90 graus o bloqueia completamente. Essa operação de um quarto de volta permite o controle rápido do fluxo, tornando as válvulas esféricas ideais para aplicações que exigem fechamento rápido ou desvio de fluxo.

As válvulas esféricas são categorizadas por múltiplos critérios, principalmente pela construção do corpo da válvula e configuração da porta.

• Válvula Esférica de Corpo Único:Fundida como uma peça sólida para compactação e pontos mínimos de vazamento. Mais adequada para aplicações de pequeno diâmetro e baixa pressão, onde a alta integridade de vedação é fundamental.
• Válvula Esférica de Corpo Dividido:Apresenta construção em duas peças unidas por roscas ou flanges, facilitando a manutenção dos componentes internos. Versátil em todas as classificações de pressão e tamanhos de tubos.
• Válvula Esférica de Entrada Superior:Projetada para acesso de manutenção pela parte superior sem remoção da tubulação. Particularmente valiosa para sistemas grandes e ambientes de alta pressão/temperatura.
• Válvula Esférica Soldada:A construção permanentemente soldada oferece máxima resistência e resistência a vazamentos para aplicações críticas, como tubulações de longa distância, embora a manutenção se torne desafiadora após a instalação.

• Porta Total:O furo corresponde ao diâmetro interno do tubo, eliminando a restrição de fluxo. Essencial para manter a pressão do sistema em tubulações de transmissão.
• Porta Padrão:Furo ligeiramente reduzido (normalmente um tamanho de tubo menor) cria uma modesta queda de pressão. Uma solução econômica onde a redução mínima do fluxo é aceitável.
• Porta Reduzida:Furo significativamente menor maximiza a economia de custos às custas de maior perda de pressão, adequado para requisitos de baixo fluxo.
• Porta em V:Apresenta um entalhe em forma de V que permite a modulação precisa do fluxo. Ideal para sistemas de controle automatizados, embora exija materiais duráveis para suportar fluxos erosivos.

O desempenho ideal depende das escolhas apropriadas de materiais para cada componente:

• Corpo:Aço carbono (uso geral), aço inoxidável (resistência à corrosão) ou aço liga (pressões/temperaturas extremas).
• Esfera:Aço inoxidável, aço liga ou cerâmica (para serviços abrasivos).
• Haste:Aços inoxidáveis ou ligas de alta resistência para suportar o torque operacional.
• Sedes:PTFE (resistência química), elastômeros (elasticidade) ou metais (estabilidade em altas temperaturas).

Os modos de operação se adaptam aos requisitos do sistema:

• Manual:Operação por volante ou alavanca para ajustes pouco frequentes.
• Pneumático:Atuadores de ar comprimido permitem resposta rápida e controle remoto.
• Elétrico:Atuadores motorizados fornecem posicionamento preciso para processos automatizados.

Além dos projetos padrão, válvulas especializadas atendem a necessidades exclusivas:

• Válvulas Esféricas de Três Vias:Permitem o desvio de fluxo entre várias portas para aplicações de mistura ou distribuição.
• Válvulas Montadas em Munhão:Incorporam suporte mecânico adicional para sistemas de alta pressão e grande diâmetro.

• Petroquímica: Controlando petróleo bruto, produtos refinados e produtos químicos de processo.
• Gás Natural: Sistemas de transmissão, armazenamento e distribuição.
• Infraestrutura de Água: Água potável, águas residuais e tratamento industrial.
• Alimentos/Bebidas: Processamento higiênico e manuseio de ingredientes.
• Farmacêutica: Transferência estéril de fluidos na fabricação de medicamentos.

O manuseio adequado garante a longevidade:

• Instalação:Verifique se as especificações correspondem às condições de serviço. Limpe as tubulações completamente antes da instalação para evitar danos às sedes. Realize testes de pressão após a instalação.
• Manutenção:Inspecione regularmente as vedações e lubrifique as hastes. Para válvulas automatizadas, monitore o desempenho do atuador.

A capacidade de fechamento rápido das válvulas esféricas manuais corre o risco de criar picos de pressão destrutivos (golpe de aríete). As estratégias de prevenção incluem:

• Fechamento gradual da válvula para dissipar energia.
• Instalação de supressores de surto em sistemas vulneráveis.
• Seleção de válvulas com amortecedores de fechamento embutidos.

Como componentes fundamentais em sistemas de controle de fluidos, a seleção e manutenção adequadas das válvulas esféricas impactam diretamente a segurança e a eficiência operacional. A compreensão de suas variações de projeto e características de desempenho permite que os engenheiros otimizem a confiabilidade do sistema em diversas aplicações industriais.