Válvula gaveta: 5 tipos, peças e princípio de funcionamento

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Por que a seleção cuidadosa é importante

A escolha incorreta da válvula pode causar vazamentos, manutenção frequente ou até mesmo incidentes de segurança. A seleção gira em torno de cinco fatores principais: características do fluido, pressão e temperatura, frequência de operação, vazamento permitido e acesso para manutenção. Em serviços corrosivos ou de alta temperatura, a seleção do material é igualmente importante; o ferro dúctil pode ser econômico para água potável, enquanto o aço fundido ajuda com pressões mais altas e os tipos de aço inoxidável são adequados para produtos químicos corrosivos.

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Os cinco tipos de válvula gaveta

1. Válvula gaveta em cunha

A válvula gaveta em cunha usa uma cunha cônica que assenta em faces de sede usinadas. É uma opção robusta e testada ao longo do tempo para muitas indústrias e é frequentemente especificada onde um fechamento hermético e resistência mecânica são necessários. Projetos de cunha sólida são preferidos onde o ciclo térmico é limitado; cunhas flexíveis ou divididas acomodam pequenos desalinhamentos e expansão térmica.

Usos típicos: isolamento geral em instalações de petróleo e gás, abastecimento de água e plantas de processo.

2. Válvula corrediça paralela

Projetos de corrediças paralelas usam duas faces planas guiadas em anéis de sede. Molas ou atuadores mecânicos empurram as sedes em direção ao portão para uma vedação hermética. Essas válvulas são excelentes onde a expansão térmica ou o desgaste da sede poderiam causar emperramento.

Usos típicos: sistemas de vapor e tubulações de alta pressão onde é necessário recolocar após desgaste.

3. Válvula gaveta com sede resiliente

Aqui, uma sede elastomérica é colada ou retida mecanicamente no corpo ou no anel da sede. A sede macia proporciona excelente vedação para distribuição de água potável e sistemas de incêndio; espere resultados de vazamento próximos de zero quando especificado corretamente.

Usos típicos: água municipal, águas residuais e aplicações que exigem isolamento sem vazamentos.

4. Válvula gaveta com sede de metal

As sedes metal-metal, muitas vezes endurecidas ou revestidas, são necessárias quando a temperatura e as partículas abrasivas degradam rapidamente as sedes de elastômero. Essas válvulas toleram maior estresse térmico e meios abrasivos, em detrimento de permitir um vazamento muito pequeno e controlado em alguns projetos.

Usos típicos: petroquímica, coletores de vapor, polpas.

5. Válvulas OS&Y e de haste não ascendente

• OS&Y (parafuso externo e garfo) as válvulas mostram o deslocamento da haste externamente; a haste ascendente indica a posição da válvula e simplifica a inspeção visual.

• Haste não ascendente as válvulas mantêm a posição da haste enquanto o volante gira; estes são compactos e ideais onde o espaço vertical é limitado ou onde as válvulas serão enterradas.

Ambos os estilos podem ser construídos com sedes resilientes ou metálicas e em uma variedade de materiais de corpo para atender às necessidades de serviço.

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Peças de válvula gaveta – o que inspecionar e por quê

Conhecer os componentes ajuda na seleção e solução de problemas:

• Corpo: Concha contendo pressão; escolha um material compatível com a pressão e o meio (ferro dúctil, aço fundido, aço inoxidável).

• Boné: Fornece acesso a internos; o design do capô e o padrão de aparafusamento afetam a manutenção.

• Portão/Cunha: O componente que bloqueia o fluxo; pode ser sólido, flexível ou paralelo.

• Anéis de assento: Frequentemente substituível; existem como inserções resilientes ou sedes metálicas.

• Haste: Transfere movimento; a escolha da haste ascendente ou não ascendente afeta o feedback e o espaço.

• Embalagem e glândula: Conjunto de vedação da haste; o material de embalagem deve ser adequado à temperatura e à exposição a produtos químicos.

• Atuação ou caixa de velocidades: Volante manual, redutor ou atuador motorizado conforme necessidade de torque e ciclo de trabalho.

• Parafusos e juntas do capô: Certifique-se de que o torque e a classe da gaxeta correspondam ao flange e à temperatura de serviço.

Uma lista de verificação de inspeção proativa com foco no desgaste nas sedes, na retilineidade da haste, nas condições da gaxeta e nos parafusos da tampa evita falhas dispendiosas.

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Como funciona uma válvula gaveta?

Uma válvula gaveta abre e fecha movendo a comporta perpendicularmente ao caminho do fluxo. Etapas de operação típicas:

1. Abertura: A rotação do volante ou atuador eleva a haste e a guilhotina, liberando o caminho do fluxo para produzir um furo completo com perda mínima de pressão.

2. Fechamento: Abaixar a comporta permite que ela se assente no anel, comprimindo uma inserção resiliente ou colocando as faces metálicas em contato para criar isolamento.

3. Mecânica de assento: Em projetos resilientes, a sede é comprimida para vedar; em válvulas com sede metálica, a usinagem precisa e os tratamentos de superfície produzem uma interface metal-metal que resiste a altas temperaturas e à erosão.

4. Não para estrangulamento: Aberturas parciais causam fluxo turbulento e podem danificar tanto a comporta quanto a sede; selecione uma válvula de controle para serviço modulante.

5. Torque e manutenção: O assentamento metálico requer maior torque de assentamento para fechamento positivo; verifique o dimensionamento do atuador e os limites de torque durante a aquisição.

Compreender esta ação linear é essencial na definição dos ciclos de manutenção e na avaliação dos modos de falha.

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Seleção de material: ferro dúctil, aço fundido, aço inoxidável

A escolha do material deve ser orientada pela química do fluido, temperatura e pressão operacional e tolerâncias à corrosão.

• Válvula gaveta de ferro dúctil: Econômico, forte e comumente revestido com epóxi para serviços de água potável. É adequado para sistemas de temperatura baixa a moderada e é amplamente utilizado em tubulações municipais.

• Válvula gaveta de aço fundido (WCB): Projetado para temperaturas e pressões mais elevadas; típico em linhas de petróleo, gás e vapor onde a resistência mecânica é necessária.

• Válvula gaveta de aço inoxidável (CF8M/CF3M): Selecionado para serviços corrosivos ou higiênicos – fábricas de produtos químicos, linhas de água do mar ou sistemas de qualidade alimentar – onde a resistência à corrosão é fundamental.

Notas de especificação: verifique a rastreabilidade do material, o tratamento térmico e qualquer forro ou revestimento necessário para desempenho a longo prazo.

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Guia prático de seleção — passo a passo

1. Defina as condições de serviço: fluido, conteúdo de sólidos, pressão, temperatura e frequência de operação.

2. Selecione o tipo de assento: resiliente para água limpa e fechamento sem vazamentos; metal para serviços abrasivos e de alta temperatura.

3. Escolha o tipo de válvula: cunha para isolamento convencional, paralela para ciclagem térmica, sede resiliente para aplicações com vazamento zero.

4. Escolha o material: ferro dúctil para água; aço fundido para alta pressão e temperatura; inoxidável para meios corrosivos.

5. Decida a atuação: volante manual para válvulas pequenas; redutores ou atuadores motorizados/pneumáticos para tamanhos maiores ou sistemas automatizados.

6. Especifique os padrões: API 600, AWWA C515, ISO ou equivalentes EN dependendo da jurisdição do projeto.

Seguir esta árvore de decisão reduz o retrabalho e garante a compatibilidade com os padrões de pipeline existentes.

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Dicas de solução de problemas e manutenção

• Vazamento no assento: Verifique se há danos na sede, objetos estranhos ou torque inadequado da sede. Substitua os anéis da sede se estiverem riscados ou deformados.

• Apreensão da válvula: Exercite as válvulas periodicamente; tubulações lavadas reduzem o acúmulo de detritos; aplique lubrificação adequada quando permitido.

• Vazamentos na embalagem: Substitua a gaxeta por um material especificado para o serviço (por exemplo, grafite para altas temperaturas). Garanta o torque correto da sobreposta.

• Problemas do atuador: Verifique periodicamente as configurações de torque e limites de deslocamento; verifique as conexões elétricas e pneumáticas.

Um plano de manutenção escrito com intervalos para exercícios, inspeção e inventário de peças sobressalentes (anéis da sede, comporta, haste, gaxetas) é a melhor prática.

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Comparações técnicas

Queda de pressão típica 

• Válvula gaveta (totalmente aberta): muito baixa

• Válvula globo: moderada a alta

• Válvula borboleta: moderado

Características do assento

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Tendências e insights do setor

• Controle de vazamento: As concessionárias preferem cada vez mais projetos de assentos resilientes para minimizar perdas de água não lucrativas.

• Demanda de materiais: Projetos químicos e de dessalinização impulsionam a demanda por válvulas de aço inoxidável.

• Automação: Mais válvulas de isolamento são equipadas com sensores de posição e atuação remota para manutenção preditiva.

• Padrões e rastreabilidade: Os clientes exigem cada vez mais materiais certificados e documentação rastreável para atender às necessidades de conformidade e garantia.

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Recomendações de estilo e uso

• Não use válvulas gaveta para estrangulamento. Use válvulas de controle globo ou dedicadas para regulação de fluxo.

• Use a construção OS&Y onde for necessária uma indicação visível do status da válvula, especialmente em aplicações críticas de segurança.

• Especifique hastes não ascendentes para instalações enterradas ou com espaço limitado; fornecer hastes de extensão para instalações subterrâneas.

• Mantenha anéis de sede, hastes e gaxetas sobressalentes no local onde existam válvulas críticas para reduzir o tempo de inatividade.

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Perguntas frequentes

1. Qual é o objetivo principal de uma válvula gaveta?
   Uma válvula gaveta destina-se ao isolamento total, proporcionando resistência mínima ao fluxo quando aberta.

2. Quais são as principais partes de uma válvula gaveta?
   Corpo, castelo, comporta/cunha, anéis de sede, haste, gaxeta, volante ou atuador e parafusos/juntas.

3. Como funciona uma válvula gaveta?
   Por movimento linear: levantando a comporta para abrir e abaixando-a para fechar, produzindo um caminho de fluxo livre ou uma vedação.

4. As válvulas gaveta podem ser usadas para estrangulamento?
   Não. A abertura parcial pode causar danos ao assento e ao portão e não é recomendada.

5. Quando devo especificar um projeto com sede metálica?
   Especifique sedes metálicas para serviços abrasivos ou erosivos em alta temperatura.

6. Quais materiais são melhores para meios corrosivos?
   As classes de aço inoxidável são normalmente usadas onde a resistência à corrosão é essencial.

7. Para que é usada uma válvula OS&Y?
   É usado onde é necessária uma confirmação visível da posição da válvula, especialmente em sistemas de segurança ou de combate a incêndio.

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Referências

1. ASME B16.34 – Válvulas: Flangeadas, Roscadas e com Ponta Soldada.

2. AWWA C515 – Válvulas gaveta com sede resiliente para serviços de abastecimento de água.

3. API 600 – Válvulas gaveta de aço – extremidades flangeadas e soldadas.

4. ISO 5208 – Válvulas Industriais – Testes de Pressão.

5. Associação de Fabricantes de Válvulas — Recursos técnicos.