VÁLVULA BORBOLETA

7.1. Introdução:

A válvula borboleta, uma das mais antigas, recebe esse nome em função da aparência se seu oburador, tem por função a regulagem e o bloqueio do fluxo em uma tubulação e pode trabalhar em várias posições de fechamento parcial.

O fechamento da válvula é feito pela rotação de uma peça circular, chamada disco, em torno de um eixo perpendicular à direção de escoamento do fluido.

Quase todas as válvulas de borboleta têm anéis de sede em elastômeros, com quais se consegue uma excelente vedação.

7.2. Aplicação:

As válvulas de borboleta foram originalmente concebidas como válvulas de regulagem, mas devido ao aprimoramento da sede pode também trabalhar como válvulas de bloqueio.

É utilizada principalmente em sistemas de adução e de distribuição de água bruta ou tratada, e em estações de tratamento de água e de esgotos e ainda é utilizada na indústria química, petroquímica, farmacêutica e alimentícia.

Podem ser usadas em serviços de alta corrosão pois existem válvulas com revestimento anticorrosivo tanto no corpo como na haste e no disco de fechamento. São utilizadas em tubulações contendo líquidos, gases, inclusive líquidos sujos ou contendo sólidos em suspensão, bem como para serviços corrosivos.

7.3. Principais vantagens:

As vantagens de uma válvula borboleta são muitas, como a facilidade de montagem, construção compacta, robusta e leve ocupando pequeno espaço, excelentes características de escoamento com alta capacidade de vazão, baixo custo e boa performance como válvula de regulagem e de controle.

7.4. Principais desvantagens:

A válvula não deve ser instalada muito próxima a outras válvulas, acessórios ou conexões pois sua performance poderá ser afetada.

Depois de determinado tempo de operação podem apresentar vazamentos decorrentes do desgaste natural das partes internas.

7.5. Identificação das partes de uma válvula borboleta:

7.6. Sistema Construtivo Instalação

Pode ser instalada enterrada ou aérea em tubulações horizontais ou verticais e, quando enterradas, devem ser instaladas em câmara de manobra.

Modelo do corpo.

Corpo inteiriço / haste e disco aparafusado.

O corpo é fabricado em uma única peça e, disco e haste são duas peças distintas que serão unidas por meio de parafusos.

Corpo bipartido / haste e disco em peça única.

O corpo é fabricado em duas partes e, disco e haste constituem uma única peça. Posição da haste do disco:

A válvula é usualmente instalada de forma que a haste do disco fique na posição horizontal, a posição mais recomendada. Quando se fizer necessário à instalação da válvula com a haste na posição vertical, convém que o mecanismo fique na parte superior da válvula. A posição da haste na vertical e mecanismo na parte inferior é totalmente desaconselhável. Nas válvulas com grandes diâmetros (DN≥1200), a haste na posição horizontal é a única solução possível.

Posição do mecanismo de redução:

Nas válvulas que trabalham com a haste do disco na horizontal, o mecanismo de redução pode ser montado, em qualquer uma das quatro posições mostradas na figura a seguir:

Meios de ligação. Wafer.

Modelo de válvula que para a sua instalação são utilizados dois flanges e a válvula é apertado entre esses dois flanges por meio de parafusos.

Lug.

Modelo muito semelhante às válvulas do tipo wafer mas apresentando uma orelha para cada parafuso. Essas orelhas são dotadas de furos com roscas, das mesmas características dos flanges a que se destinam, onde são roscados parafusos estojos para a fixação na tubulação. A vantagem em relação ao modelo wafer é a independência proporcionada entre os trechos de montante e jusante com a praticidade do corpo curto das wafers.

Flangeada.

Modelo usado principalmente para válvulas de grandes diâmetros onde se deseja a praticidade e a confiabilidade das ligações flangeadas.

WAFER LUG FLANGEADA

7.7. Sistema de vedação. Vedação da haste.

Este sistema de vedação é conhecido como “engaxetamento da haste” e se processa por meio de gaxetas enroladas na haste e apertadas por meio de um dispositivo denominado preme-gaxetas.

7.8. Acionamento das válvulas:

A seleção do tipo de acionamento depende da aplicação e das condições de serviço a que se destinam.

PNEUMÁTICO MANUAL

Um atuador manual emprega alavancas, engrenagens ou volantes para facilitar a movimentação enquanto que um atuador automático tem uma fonte de energia externa para fornecer a força e o movimento para operar a válvula remota ou automaticamente.

Atuadores alimentados são uma necessidade nas válvulas em tubulações localizadas em áreas distantes. São muito utilizados em válvulas freqüentemente operadas ou moduladas. Válvulas que são particularmente grandes seriam impossíveis ou impraticáveis de operar manualmente simplesmente pelo próprio requerimento do torque de abertura da válvula. Algumas válvulas estão em locais extremamente hostis ou tóxicos o qual impede a operação manual. Adicionalmente, como uma característica de segurança, alguns tipos de atuadores alimentados podem ser solicitados para uma rápida operação da válvula em caso de emergência.

Acionamento manual. Por meio de volante.

Acionamento utilizável principalmente nos casos de instalações aéreas ou em câmaras de manobra.

Por meio de chave T.

A chave T e a haste de prolongamento são utilizadas somente nas válvulas borboleta sob re-aterro direto ou instaladas em câmaras de manobra com a haste de operação na posição vertical.

Por meio de pedestal de manobra.

O volante sobre pedestal de manobra é o acionamento aplicável a válvulas borboletas instaladas sob galerias com a haste de operação na posição vertical.

Com volante Com chave T Com volante sobre pedestal Acionamento Hidráulico ou Pneumático

Os atuadores hidráulicos e pneumáticos são simples aparelhos com o mínimo de partes mecânicas utilizados em válvulas lineares ou quarto de volta. Uma pressão suficiente de ar ou fluido atua num pistão para fornecer impulso num movimento linear para uma válvula do tipo globo ou gaveta, por exemplo. Alternativamente, o impulso pode ser mecanicamente convertido em um movimento rotativo para operar uma válvula quarto de volta. A maioria dos atuadores operados por fluídos pode ser suprida com características a prova de falha para fechar ou abrir a válvula em meio de circunstâncias de emergência.

Os cilindros para o acionamento hidráulico ou pneumático são montados diretamente sobre as válvulas.

Acionamento Elétrico

O atuador elétrico tem um motor que fornece o torque para operar a válvula. Atuadores elétricos são freqüentemente usados em válvulas que usam sistemas de acionamento por meio da rotação da haste, como as gavetas ou globos. Com adição de uma caixa de engrenagem de quarto de volta, os motores podem ser utilizados numa válvula esfera, macho ou qualquer outra de acionamento rápido, do tipo quarto de volta.

7.9. Materiais construtivos das válvulas Corpo de ferro fundido.

O ferro fundido cinzento ASTM A126/B é empregado na construção do corpo das válvulas de pequenos e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.1, com faces planas ou para instalações do tipo “wafer”.

Corpo de aço carbono.

O aço carbono ASTM A216/WCB é empregado na construção do corpo das válvulas de pequenos e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.5, com faces planas ou com ressalto ou para instalações do tipo “wafer”.

Corpo de aço inox.

O aço inox do tipo 304 (ASTM A351/CF8) ou 316 (ASTM A351/CF8M) é empregado na construção do corpo das válvulas de pequenos e grandes diâmetros e o meio de ligação utilizado é o flange com dimensões conforme ASME/ANSI B16.5, com faces planas ou com ressalto ou para instalações do tipo “wafer”.

Corpo de alumínio.

O alumínio é um material raramente empregado na construção das válvulas de borboleta.

Disco de aço carbono.

O aço carbono é um material que pode ser empregado na construção do disco das válvulas de pequenos e grandes diâmetros.

Disco de aço inox.

O aço inox do tipo 304 (ASTM A351/CF8) ou 316 (ASTM A351/CF8M) é o material mais empregado na construção do disco das válvulas de pequenos e grandes diâmetros.

Acionamento.

Normalmente o acionamento manual, por meio de alavanca ou por meio de volante, é fabricado em ferro fundido nodular.

Gaxetas:

O PTFE (Teflon) é o material mais usado na vedação das válvulas e por suas características químicas não requer lubrificação e é quimicamente muito resistente, sua principal limitação é a temperatura que deve variar entre -20 oC e 140oC.

Atualmente, após a proibição do amianto, as principais gaxetas são produzidas com fibras de aramida envolvida com PTFE e grafite.

Anel de vedação.

O anel de vedação das válvulas de borboleta é executado com um elastômero e promove a vedação entre o corpo e o disco. O quadro abaixo apresenta as características dos principais materiais utilizados na fabricação dos anéis de vedação.