Válvulas Duplex

O que é uma válvula duplex?

Uma válvula duplex é uma válvula que é feita de aço duplex. O aço duplex é um tipo de material de aço inoxidável com duas fases da estrutura metalúrgica: a austenita e a ferrite, em proporções quase iguais. O material duplex oferece melhor resistência à corrosão e maior resistência do que o aço padrão. As válvulas duplex são, portanto, muito resistentes em relação a outras válvulas de aço. Considerando o alto ponto de fusão do duplex, esta válvula tem uma alta resistência térmica e é, portanto, adequada para aplicações em altas temperaturas, tais como caldeiras e usinas elétricas. Os fabricantes de válvulas duplex recomendam esta válvula para uso em aplicações de alta pressão, devido à sua alta resistência. Ela opera permitindo, estrangulando e interrompendo o fluxo do fluido. Um componente de disco ou esfera é usado para controlar o fluxo do fluido. A válvula opera como automática manual. A válvula manual tem uma manopla ou volante manual enquanto a automática utiliza um atuador pneumático ou elétrico.

Tipos de válvulas duplex

Válvulas globo duplex

Esta é a melhor válvula para aplicações de estrangulamento. O projeto básico desta válvula tem um corpo em forma esférica. Um disco instalado dentro da válvula ajuda a parar e regular o fluxo do fluido. O corpo da válvula consiste de duas metades que são separadas por um defletor interno. Este projeto torna a limpeza e o reparo um desafio. O projeto também leva a uma grande perda de pressão em comparação com todas as outras válvulas. Os fabricantes de válvulas duplex têm vários tipos desta válvula: o tipo padrão Z, padrão oblíquo e padrão angular.

Figura: Válvula globo duplex.

Como funciona a válvula globo duplex?

Uma válvula globo duplex usa um volante manual ou atuador para mover a haste da válvula para cima ou para baixo para abrir ou fechar o fluxo, respectivamente. O princípio de funcionamento permanece o mesmo, quer a válvula utilize um volante manual, um atuador elétrico ou pneumático. Quando o operador da válvula gira o volante manual no sentido anti-horário, a haste da válvula gira à medida que ela se move para cima com o disco da válvula. O movimento do disco para cima deixa espaço para que o fluido flua através da válvula. A haste e o disco da válvula se movem para baixo quando o volante manual é girado no sentido horário. O assento da válvula e o disco criam uma vedação hermética que impede o fluxo de qualquer fluido através da válvula.

Figura: Funcionamento de uma válvula globo duplex.

Vantagens da válvula globo duplex

• Estas válvulas são excelentes em fechamento e estrangulamento.
• Eles operam mais rapidamente.
• Eles têm um fechamento apertado.

Desvantagens das válvulas globo duplex

• Estas válvulas são pesadas.
• Eles têm alta resistência ao fluxo.

Válvula de gaveta duplex

Esta válvula duplex é utilizada para interromper o fluxo de fluido usando uma cunha ou porta retangular. Um atuador ou volante manual controla a porta através de um componente conhecido como haste/eixo. Esta válvula é uma das válvulas de isolamento comumente usadas em sistemas industriais. Ela é preferida devido a sua mecânica simples, facilitando o reparo. Há vários tipos desta válvula, incluindo porta faca duplex, porta cunha, porta corrediça paralela, haste ascendente e válvula de haste não ascendente, entre outras. Cada tipo tem sua área de uso preferida e suas vantagens e desvantagens.

Figura: Válvula de gaveta duplex.

Como funciona uma válvula de gaveta duplex?

Esta válvula opera movendo a porta para cima e para baixo para abrir e fechar o fluxo de fluido, respectivamente. Quando o operador da válvula gira o volante manual no sentido anti-horário várias vezes, a haste da válvula gira no mesmo sentido. Esta rotação cria um movimento linear ascendente sobre a porta da válvula. Como tal, a porta se move para cima, deixando a passagem do fluxo aberta. Quando o operador da válvula gira o volante manual no sentido horário, a comporta da válvula se move para baixo e cria uma vedação hermética com as sedes da válvula. Nesta condição, a válvula é fechada, e nenhum fluido flui através dela.

Figura: Funcionamento de uma válvula de gaveta duplex.

Vantagens das válvulas de gaveta duplex

• Estas válvulas têm um desenho simples.
• Eles são fáceis de reparar.
• Eles têm quedas de baixa pressão quando totalmente abertos.
• São válvulas bi-direcionais.

Desvantagens das válvulas de gaveta duplex

• Eles não são ideais para estrangulamento.
• Eles são propensos a ruídos e vibrações em relação a outras válvulas.

Válvula borboleta duplex

Esta é uma versão especial da válvula que opera girando o volante manual por um quarto de volta para abrir e fechar o fluxo de fluido. É uma das válvulas mais fáceis de operar. Esta válvula usa um disco para controlar o fluxo do fluido. Os fabricantes de válvulas duplex projetam esta válvula de modo que o disco seja instalado no centro da trajetória do fluxo. Este projeto torna a válvula simples e fácil de reparar. Ela também torna a válvula leve em peso, pois utiliza uma pequena quantidade de material e um design fino. Vários tipos desta válvula incluem válvulas rotativas, tipo lug, concêntricas, wafer e excêntricas.

Figura: Válvula borboleta duplex.

Como funciona uma válvula borboleta duplex?

Quando o operador gira a alavanca ou volante no sentido anti-horário por 90^o graus, o disco da válvula gira para deixar a passagem do fluido aberta. O disco é conectado ao volante manual através de um componente conhecido como haste ou eixo. Este eixo transmite a força de rotação da manopla para o disco. Quando o operador gira a manopla no sentido horário por mais um quarto de volta, o disco gira para fazer uma vedação hermética com a sede da válvula e assim fecha o fluxo do fluido. Quando o operador da válvula precisa da válvula para regular a vazão, a manopla é girada ligeiramente para um ângulo inferior a 90^o graus, permitindo algum fluxo através da válvula. Os fabricantes de válvulas duplex recomendam o uso desta válvula para estrangulamento em aplicações de baixa pressão.

Figura: Funcionamento de uma válvula borboleta duplex.

Vantagens das válvulas borboleta duplex

• Estas válvulas têm tamanhos pequenos e, portanto, são leves em peso.
• Eles são adequados para fluidos com lodo e lama.
• Eles são fáceis de operar.
• Eles são fáceis de instalar, limpar e reparar.

Desvantagens das válvulas borboleta duplex

• O disco da válvula é montado na área de fluxo, o que aumenta a resistência ao fluxo e, portanto, a perda de pressão.
• Uma excelente vedação é difícil em aplicações de alta pressão.

Válvula de obturador duplex

Esta é a válvula que utiliza um obturador cônico ou cilíndrico cônico. O obturador é girado dentro da válvula para regular o fluxo. O obturador vem com um ou mais orifícios passantes em seu centro. O fluido flui através destes furos quando a válvula é aberta. Este tipo de válvula é simples e confiável em aplicações de alta pressão. A válvula opera utilizando um volante manual, um atuador pneumático ou elétrico. Os fabricantes de válvulas duplex produzem vários tipos de válvulas sob esta categoria, incluindo válvulas de expansão, válvulas não lubrificadas, válvulas lubrificadas e válvulas multi-portas.

Figura: Válvula de obturador duplex e seus componentes.

Como funciona uma válvula de obturador duplex?

Esta válvula opera girando o volante manual por apenas um quarto de volta. O disco da válvula é conectado ao volante manual através da haste da válvula. Quando o volante manual é girado no sentido anti-horário por um quarto de volta, o disco da válvula gira 90^o graus. Esta rotação força o obturador a se alinhar com o tubo conectado à válvula e, portanto, o fluido flui através dele. Quando o volante manual é girado no sentido oposto por mais um quarto de volta completa, faz com que o disco gire e alinhe o furo do obturador perpendicularmente ao sentido do fluxo. Neste estado, a válvula é fechada e, portanto, nenhum fluido flui desde que o obturador e as sedes da válvula se acasalam para formar uma vedação hermética.

Figura: Funcionamento de uma válvula de obturador.

Vantagens das válvulas de obturador duplex

• Estas válvulas são à prova de vazamentos.
• Eles têm alta resistência adequada para aplicações de alta pressão.
• Eles só precisam de um quarto de volta do volante para abrir/fechar.
• Eles podem ser reparados e limpos enquanto estiverem no sistema de tubulação.

Desvantagens das válvulas de obturador duplex

• O alto atrito está envolvido ao girar o plugue.
• As formas cônicas e cônicas aumentam a resistência ao fluxo e a queda de pressão.

Válvula de retenção duplex

Este tipo especial de válvula duplex opera automaticamente para evitar que o fluido flua no sentido inverso. Ao contrário de todas as outras válvulas mencionadas acima, esta válvula não precisa de um volante ou atuador manual. Ela utiliza um componente de disco ou esfera para abrir ou fechar o fluxo. Esta válvula é altamente recomendada para uso onde o fluxo inverso pode causar contaminação do fluido, como no suprimento de água, sistemas de caldeira, alimentos e bebidas, e produtos farmacêuticos. Os fabricantes de válvulas duplex possuem vários tipos desta válvula, tais como válvula de retenção oscilante, válvula com mola, válvula de retenção esférica e válvula de elevação, entre outras.

Figura: Válvula de retenção duplex.

Como funciona uma válvula de retenção duplex?

Esta válvula não é operada com um volante ou atuador manual. Os fabricantes de válvulas duplex projetam esta válvula para abrir e fechar com base na diferença de pressão entre o lado a montante e o lado a jusante. Quando a pressão a montante é maior que a pressão no lado a jusante ou quando a bomba está funcionando, a pressão do fluido age sobre o disco da válvula forçando-a a abrir. Uma vez aberta, o fluido continua fluindo através da válvula até que a bomba pare ou a pressão a montante seja reduzida. Uma vez que a bomba pára ou a pressão a montante se reduz abaixo da pressão a jusante, o fluido tenta inverter a direção do fluxo. Entretanto, o disco da válvula fecha imediatamente e impede qualquer fluxo inverso.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção duplex.

Vantagens das válvulas de retenção duplex

• Esta válvula é mais barata em relação a outras válvulas como válvulas de gaveta e de globo.
• Não precisa de um volante ou atuador.
• É altamente confiável.
• Sem fluxo reverso.
• Baixa resistência ao fluxo de fluidos.

Desvantagens das válvulas de retenção duplex

• É uma válvula unidirecional.
• Não adequado para fluxos pulsantes.

Aplicações de válvulas duplex

As válvulas duplex são utilizadas em muitas aplicações industriais por causa de suas numerosas vantagens em relação a outras válvulas. As aplicações típicas desta válvula incluem:

• Indústria de petróleo e gás.
• Fabricação de papel e celulose.
• Aplicações químicas e petroquímicas.
• Alimentos e bebidas.
• Indústrias farmacêuticas.
• Tratamento de esgotos e águas residuais.
• Transporte de água municipal e doméstico.
• Aplicações de mineração.
• Centrais elétricas a vapor.
• Aplicações de combate a incêndios.
• Aplicações marítimas.

Vantagens das válvulas duplex

• Estas válvulas são versáteis em tamanho e, portanto, adequadas para pequenas e grandes vazões.
• Eles são versáteis em aplicações, pois foram utilizados em quase todas as aplicações industriais.
• Eles têm excelente resistência à corrosão.
• Eles são fortes, adequados para aplicações de alta pressão e alta temperatura.
• As válvulas duplex são resistentes ao desgaste por abrasão.
• Estas válvulas são altamente duráveis.

Desvantagens das válvulas duplex

• O material duplex é bastante caro e, portanto, a válvula.
• Eles são pesados.

Resolução de problemas de válvulas duplex

O volante/manual é difícil de operar

• Danos na haste da válvula. Reparar ou substituir a haste.
• Sujeira na haste da válvula. Limpar a sujeira.

A válvula não fecha completamente

• Sujeira nas sedes das válvulas. Limpar a sujeira.
• Assentos desgastados. Substituir as sedes das válvulas.
• Disco desgastado. Substitua o disco da válvula.

Vazamento de fluido dentro da válvula

• Assentos danificados ou desgastados. Substituir as sedes das válvulas.
• Disco danificado ou gasto. Substituir o disco da válvula.

Vazamento entre a válvula e a tubulação

• Gaxeta gasta. Substituir a gaxeta.
• Alta pressão de fluxo. Substituir a válvula por uma válvula de alta pressão. A válvula deve ser utilizada na vazão e na pressão recomendadas pelo fabricante da válvula duplex.

A válvula vibra muito

• Alta taxa de fluxo. Use a válvula com a vazão e pressão recomendadas.
• A válvula não está totalmente aberta. Abra a válvula completamente.

Sumário

Uma válvula duplex é um tipo de válvula que é feita de um aço duplex. O aço duplex tem excelentes propriedades mecânicas e químicas, tornando-a uma das ligas preferidas para válvulas industriais. Esta válvula opera manual ou automaticamente. A válvula manual usa um volante ou alavanca manual, enquanto a automática usa um atuador pneumático ou elétrico. A válvula usa um componente de disco ou esfera para controlar o fluxo do fluido. Um componente conhecido como haste conecta o volante manual/atuador ao disco/bolinha da válvula. Quando o volante manual é girado, o disco/bola é movido para permitir ou fechar o fluxo do fluido.

Os fabricantes de válvulas duplex produziram vários tipos de válvulas que incluem válvulas de gaveta, globo, de retenção, borboleta e de obturador, entre outras. As diversas indústrias onde estas válvulas são utilizadas incluem mineração, papel e celulose, abastecimento de água, tratamento de esgoto e águas residuais, petróleo e gás, produtos químicos, alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, marítimos e sistemas de combate a incêndios, entre outros. As vantagens desta válvula são alta resistência, versatilidade em tamanho e aplicação, durabilidade e resistência à corrosão.