Válvula de titânio

O que é uma válvula de titânio?

Uma válvula de titânio é uma válvula feita de material de titânio. A cor do titânio é prata e, portanto, a válvula. O titânio é um metal único com uma soberba combinação de propriedades físicas, químicas e mecânicas. Os fabricantes de válvulas de titânio utilizam o titânio em seu estado metálico ou ligá-lo com outros elementos para melhorar suas propriedades e, portanto, fazer válvulas mais avançadas. A resistência à corrosão e a alta relação resistência à densidade são as principais propriedades que tornam as válvulas de titânio altamente preferíveis. Como tal, produz válvulas que são muito fortes e leves. O baixo peso é atribuído à baixa densidade do material de titânio, 4540 kg/m³ , comparado ao aço, 7750 kg/m³ . O material de titânio é melhor para resistir ao aço. Isto porque se combina com oxigênio para formar o óxido de titânio, que é passivo e tenaz e não se desprende como a ferrugem no aço.

Figura: Válvula de titânio.

Como funciona uma válvula de titânio?

Existem vários tipos de titânio utilizados em diferentes aplicações industriais e domésticas. O princípio básico de funcionamento de uma válvula de titânio é o mesmo. A válvula funciona tendo pelo menos um componente de fechamento. O componente de fechamento é responsável por abrir e fechar o fluxo de fluido através da válvula. O componente de fechamento fecha ou abre a válvula ao ser ativado por um volante manual ou alavanca manual para válvulas manuais. Um atuador ativa o componente de fechamento das válvulas automáticas e semi-automáticas para permitir ou interromper o fluxo do fluido, conforme necessário.

Tipos de válvulas de titânio

Válvula esférica de titânio

Uma válvula esférica de titânio é projetada com um componente em forma de bola que fecha e abre o fluxo do fluido. A esfera tem um orifício no centro onde o fluido flui através dela. A posição da esfera é controlada por meio de um volante ou atuador manual.

Figura: Válvula esférica de titânio.

Este tipo de válvula pode controlar, guiar, direcionar e modular diferentes fluidos. Este tipo de válvula também é conhecido como uma válvula de um quarto de volta porque abre ou fecha girando o volante manual por um ângulo de 90^o graus. Quando o volante manual faz um quarto de volta, a esfera faz um quarto de volta similar, e assim o orifício em seu centro fica alinhado com um tubo conectado à válvula. Como tal, o fluido encontra a válvula oca e flui para o sistema de tubulação. Este tipo de válvula é altamente confiável e tem uma longa vida útil. Também pode ser operada usando atuadores pneumáticos ou elétricos para sistema de tubulação automatizado ou semi-automatizado. Entretanto, os fabricantes de válvulas de titânio não recomendam esta válvula para estrangulamento.

Figura: Funcionamento de uma válvula esférica de titânio.

As vantagens do uso de válvulas de esfera de titânio são:

• Projeto simples e compacto que facilita o reparo, a manutenção e a limpeza.
• Versátil em tamanho, adequando-se a diferentes taxas de fluxo em diferentes aplicações.
• Fácil de instalar, montar e desmontar.
• Alta vazão e baixa queda de pressão. Baixas perdas de cabeça da bomba ao longo do sistema de tubulação.
• Rápido para operar, pois precisam apenas de um quarto de volta para iniciar e interromper o fluxo de fluido.
• Ela sela perfeitamente o fluxo de fluido em seu estado fechado, sem qualquer vazamento.

No entanto, esta válvula tem algumas desvantagens, que são:

• Rápido para abrir e fechar, levando à sobrepressão e ao martelo pneumático.
• Alta taxa de desgaste da bola usada para parar o fluxo.

Válvula de retenção de titânio

Esta válvula é utilizada para impedir que o fluido flua para trás em um sistema de tubulação. Esta válvula não tem um atuador ou volante manual comum em outras válvulas. Ela é projetada para operar automaticamente sem a necessidade de um operador de válvula. Também é conhecida como uma válvula sem retorno, de pé ou unidirecional. Os fabricantes de válvulas de retenção de titânio projetam esta válvula para permitir o fluxo do fluido em apenas uma direção, que é do lado de sucção para o lado de descarga. A válvula sempre pára qualquer tentativa do fluido de fluir para trás. Esta válvula usa um componente de disco ou esfera para parar o fluxo do fluido para trás.

Figura: Válvula de retenção de titânio.

Esta válvula opera com base no princípio da diferença de pressão. A válvula abre quando o fluido que flui do lado de sucção tem alta pressão, ou seja, quando a bomba está fornecendo o fluido. A alta pressão do lado de sucção atua sobre o disco ou esfera da válvula, forçando-a a se elevar. Este processo deixa a válvula aberta, e assim o fluido flui. O fluido continua fluindo até quando a pressão de sucção diminui ou quando a bomba é desligada. Desligar a bomba fará com que a pressão de sucção se reduza a zero, e assim o fluido fluirá para trás. Entretanto, utilizando uma válvula de retenção, nenhum líquido irá fluir para trás porque os fabricantes de válvulas de retenção de titânio projetam esta válvula com alta sensibilidade a mudanças na pressão e no fluxo do fluido. Como tal, qualquer refluxo será interrompido imediatamente após a interrupção do fluxo para frente. Este tipo de válvula é adequado para várias aplicações tais como alimentos e bebidas, abastecimento de água, sistemas de caldeira e produtos farmacêuticos.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção de titânio.

As vantagens desta válvula são:

• Automático em funcionamento.
• Mais barato em relação a outras válvulas que devem ter atuador ou volante manual.
• Versátil em tamanho adequado a diferentes taxas de fluxo.
• Queda de baixa pressão impedindo grandes perdas de cabeça.
• Rápido para operar.
• Sem refluxo e, portanto, sem contaminação a montante do sistema de tubulação.

As desvantagens desta válvula incluem:

• Adequado apenas para uma direção de fluxo.
• Propenso a martelos de água.
• Não é ideal para fluxo pulsante.

Válvula de gaveta de titânio

Esta válvula opera utilizando um componente retangular ou em forma de cunha, conhecido como disco ou porta. O disco é responsável pelo fechamento e abertura do fluxo de fluido através da válvula. Este tipo de válvula é melhor para tubos de grande diâmetro a partir de 2 polegadas. Esta válvula é operada utilizando um volante manual, atuador pneumático ou elétrico. Os fabricantes de válvulas de titânio não recomendam esta válvula para uso em estrangulamento. Isto porque, a alta pressão sobre o fluido pode causar erosão ou danos na porta da válvula e, assim, reduzir drasticamente sua vida útil.

Figura: Válvula de gaveta de titânio.

O fabricante da válvula de comporta de titânio projeta esta válvula com três componentes principais: corpo, castelo e internos. Os internos são formados pelo disco, sedes e haste. O corpo conecta a válvula ao tubo, enquanto o castelo contém partes móveis da válvula. A válvula opera girando o volante manualmente várias vezes. A haste transforma a rotação do volante manual em movimento linear para cima e para baixo para permitir que o disco abra e feche o fluxo do fluido, respectivamente.

Figura: Funcionamento de uma válvula de gaveta de titânio.

As vantagens das válvulas de gaveta de titânio são:

• Adequado para fluxo de fluido bidirecional.
• Queda de baixa pressão, aumentando assim a eficiência do fluxo.
• Permite alta pressão e vazão de fluido significativa.
• Perfeita capacidade de desligamento sem vazamento de fluido.

As desvantagens das válvulas de gaveta de titânio são:

• Não é ideal para estrangulamento do fluxo de fluido.
• Lento em operação. Precisa de mais de uma volta para abrir ou fechar totalmente o fluxo de fluido.

Válvula globo de titânio

Esta é uma válvula de titânio projetada com um corpo em forma esférica. Esta válvula é semelhante à válvula de gaveta. No entanto, esta válvula é fácil de operar, pois precisa de menos voltas do que uma válvula de comporta de titânio. O componente utilizado para fechar e abrir o fluxo de fluido é um disco. Os fabricantes de válvulas globo de titânio projetam esta válvula para uso em fechamento e estrangulamento do fluxo de fluido. A válvula é projetada para causar duas mudanças no sentido do fluxo do fluido, levando a uma alta resistência ao fluxo e, portanto, a uma queda de alta pressão, ao contrário de outras válvulas de titânio.

Figura: Válvula globo de titânio.

Uma válvula globo de titânio consiste em um disco que se move para cima e para baixo para iniciar, parar ou regular o fluxo de fluido. Quando o volante manual é girado no sentido horário, o disco se move para cima, deixando a válvula aberta para o fluxo do fluido. Quando o volante manual é girado no sentido anti-horário, ele força o disco a mover-se para baixo, e assim pára o fluxo do fluido.

Figura: Funcionamento de uma válvula globo de titânio.

As vantagens das válvulas globo de titânio são:

• Adequado para estrangulamento do fluxo de fluido.
• Confiável em aplicações de desligamento, pois não permite vazamento de fluido.
• Rápido de operar em comparação com a válvula de gaveta.
• Disponível em vários padrões para diferentes aplicações.

Desvantagens:

• Queda de alta pressão.
• Pesado em peso.
• Precisa de alto torque para operar.

Válvula borboleta de titânio

Esta válvula emprega um movimento de um quarto de volta para abrir, regular ou fechar o fluxo do fluido. Ela consiste de um disco ao longo da trajetória do fluxo do fluido. Este disco controla o fluxo do fluido. Um atuador manual, pneumático ou elétrico é utilizado para alimentar o disco através de uma haste de válvula.

Figura: Válvula borboleta de titânio.

A válvula borboleta de titânio funciona de modo semelhante à válvula de esfera. No entanto, a válvula borboleta é preferida porque é fácil de usar e leve em peso. Além disso, esta válvula não usa uma esfera como componente de fechamento, mas sim um disco. O fluxo do fluido começa quando o volante manual é girado no sentido horário por 90^o graus. Como tal, o disco da válvula gira, tornando-o paralelo ao sentido do fluxo do fluido. O fluxo do fluido pára quando o volante manual é girado no sentido oposto, fazendo com que o disco faça um quarto de volta e assim se torne perpendicular ao sentido do fluxo do fluido. Neste estado, o fluxo de fluido é interrompido. Quando o volante manual é girado parcialmente no sentido horário, ele força o disco a deixar um pequeno espaço para o fluxo do fluido.

Figura: funcionamento de uma válvula borboleta de titânio.

Vantagens de uma válvula borboleta de titânio:

• Fluxo de fluido fácil e rápido de abrir/fechar.
• Adequado para manuseio limpo e fluidos com polpas abrasivas.
• Relativamente barato.

Desvantagens:

• Não adequado para estrangulamento onde há alta pressão.
• Propenso à cavitação.

Aplicações das válvulas de titânio

• Estas válvulas são utilizadas na indústria de petróleo e gás.
• São utilizados nas indústrias petroquímica e química devido à excelente resistência à corrosão.
• As válvulas de titânio são utilizadas em usinas a vapor.
• Eles são utilizados no abastecimento de água municipal e comercial.
• As válvulas de titânio são utilizadas no tratamento de água e no processamento de alimentos.

Vantagens das válvulas de titânio

• As válvulas de titânio são leves em relação ao peso das válvulas de aço.
• Eles têm alta resistência mecânica.
• Estas válvulas são excelentes em resistência à corrosão mesmo a fluidos adversos como água com cloro, ácido sulfúrico e aqua regia, entre outros.
• As válvulas de titânio são versáteis em tamanho e, portanto, adequadas para várias vazões.
• Eles têm pontos de fusão altos adequados para aplicações a altas temperaturas.
• Eles são altamente resistentes a danos por impacto.

Desvantagens das válvulas de titânio

• Estas válvulas são mais caras que as válvulas de aço, bronze e latão.

Resolução de problemas de válvulas de titânio

Nenhum fluxo de fluido através da válvula

• Bloqueio no lado de sucção da tubulação. Verificar a tubulação e remover qualquer material que possa estar causando um entupimento.

Vazamento entre a válvula e a conexão da tubulação

• Conexão frouxa. Aperte os parafusos e porcas que conectam a válvula ao tubo.
• Gaxeta gasta. Substituir a gaxeta.

Vazamento através do corpo da válvula

• Conexão frouxa. Apertar os parafusos do corpo da válvula.
• Selos desgastados. Substituir os selos.
• Alta pressão de fluido. Use a válvula à pressão do fluido recomendada pelo fabricante da válvula de titânio.

A alavanca do volante/manual é difícil de operar

• Materiais estranhos na válvula. Desmontar a válvula e remover os materiais estranhos.
• Haste da válvula danificada. Substituir a haste.

A válvula não fecha completamente

• Disco desgastado. Substitua o disco.
• Sedes de válvulas desgastadas. Substituir as sedes.
• Materiais estranhos na válvula. Desmontar a válvula e limpar os materiais.

Sumário

As válvulas de titânio são válvulas feitas de material de titânio. Estas válvulas têm características soberbas necessárias na maioria das indústrias. A válvula opera utilizando um componente de fechamento que permite ou fecha o fluxo do fluido conforme necessário. O componente de fechamento é ativado para operar usando um volante manual ou atuador através de uma haste de válvula. A válvula pode ser automatizada, semi-automatizada ou totalmente manual. Os fabricantes de válvulas de titânio produzem vários tipos de válvulas, incluindo válvulas de retenção de titânio, válvulas de gaveta de titânio, válvulas de esfera de titânio, válvulas borboleta de titânio e válvulas globo de titânio, entre outras. Estas válvulas são utilizadas em aplicações industriais que envolvem meios corrosivos, alta temperatura e alta pressão. Tais aplicações incluem usinas elétricas, produtos químicos e petroquímicos, petróleo e gás e abastecimento de água, entre outras.

Estas válvulas são preferidas em relação a outras válvulas porque são leves em peso, de alta resistência, resistentes a altas temperaturas, versáteis em tamanho, com alta resistência ao impacto e excelentes resistências à corrosão. Entretanto, as válvulas de titânio são mais caras do que as válvulas de aço, bronze e latão.