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     tubulacao tubulacao Document Transcript

    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO TUBULAÇÃO, ACESSÓRIOS E VÁLVULAS 1 - TUBULAÇÃO 1.1 - Introdução Tubulação é um conduto forçado, destinado ao transporte de fluidos. Uma tubulação é constituída de tubos de tamanhos padronizados colocados em série. Usam-se tubulações para o transporte de todos os fluidos, materiais fluidos com sólidos em suspensão e sólidos fluidizados. 1.2 - Classificação dos tubos Os tubos podem ser: 1.2.1 Metálicos a) Ferrosos: - Aço-carbono - Aço-liga - Aço-inoxidivel - Ferro fundido - Ferro forjado b)Não Ferrosos: - Cobre - Alumínio - Chumbo - Níquel - Outros Metais - Ligas 1.2.2 - Não Metálicos - Cimento-amianto - Plástico - Vidro - Cerâmica - Barro Vidrificado - Borracha - Concreto - P V C PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 1
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Os tubos podem ter revestimentos (externos ou internos) de plástico, borracha, concreto etc., neste caso procura-se utilizar uma camada protetora contra a corrosão, em tubos metálicos; como exemplo, têm-se tubulações para água salgada, que são geralmente de aço-carbono revestidas internamente com concreto; consegue-se, assim, uma alta resistência mecânica, aliada a uma alta resistência à corrosão e baixo custo. Os tubos podem ser mistos, isto é, constituídos de parte metá1ica e parte não metálica; os mangotes de borracha com armação de ferro pertencem a este tipo. Os tubos podem ser f1exíveis e não f1exíveis, conforme possam mudar de forma ou não. Os tubos podem, ainda, ser sem costura ou com costura: neste caso, ou a parede do tubo é contínua ou apresenta partes soldadas, dependendo do tipo do processo de fabricação do tubo. 1.3 - Bitolas Comerciais Os tubos de aço são construídos com diâmetros desde 1/8 até 30”: os de aço inoxidável existem no mercado em diâmetros até 12”. A bitola do tubo coincide com o diâmetro externo para tubos acima de 14”; não coincide com nenhuma medida do tubo para diâmetros menores do que 12” (aproximam-se do diâmetro interno). Os diâmetros comerciais são: 1/8”, 1/4”, 3/8”, 1/2”, 3/4”, 1”, 1 1/4”, 1 1/2”, 2", 3", 4", 6", 8", 10", 12", ...30”. Os tubos acima de 30” são fabricados por encomenda e, norma1mente, pelos processos com costura. Os tubos de cobre, latão, bronze, alumínio e suas ligas existem em bitolas de 1/4” e 1/2”. Os tubos de chumbo existem em bitolas de 1/4” a 12”. Os tubos de PVC existem em bitolas de 1/4” a 8”. 1.4 - Espessuras Comerciais As paredes dos tubos de aço têm espessuras padronizadas. Para o mesmo diâmetro pode variar a espessura da parede, de acordo com o trabalho a que se destina a tubu1ação. A espessura é designada por meio dos números 10, 20, 30, 40, 60, 80, 120, 140, 160. Estes números são os “Schedule Number”, e quanto mais alto o Schedule, maior será a espessura da parede do tubo. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 2
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Os tubos de metais não ferrosos e outros podem ter padronizações diferentes: exemplos são os tubos de cobre, bronze, alumínio etc., que podem ser encontrados nos padrões K, L, M; o tipo K é o mais pesado, ou seja, o de maior espessura nas paredes. 1.5 - Usos dos principais tipos 1.5.1 - Tubos de aço - carbono Representam a maior parte de todos os tubos fabricados; em uma refinaria constituem a maioria. Têm uso bastante generalizado, feita exceção para produtos corrosivos, altas temperaturas, baixas temperaturas etc. 1.5.2 - Tubos de aço-liga São usados para serviços especiais tais como altas ou baixas temperaturas, fluidos corrosivos etc. Os elementos de liga mais usados são: Cr, Mo - Para altas temperaturas Ni - para baixas temperaturas 1.5.3 - Tubos de aço-inoxidáve1 São usados para condições de corrosão ainda mais severas do que os de aço - liga. Também o Cr, Mo, Ni entram na composição do aço-inoxidáve1, além de outros. 1.5.4 - Tubos de ferro-fundido Os tubos de ferro fundido são usados para água doce e salgada, esgotos etc.; são usados para serviços de baixa pressão e onde não ocorram grandes esforços mecânicos. 1.5.5- Tubos não metá1icos., não ferrosos e ligas Fabricam-se tubos de uma grande variedade de ligas de cobre; temos então, tubos de cobre, latão (Cu-Zn), bronze (Cu-Sn), Monel (Ni-Cu), Admiralty (Cu-Zn-Sn) etc. São usados para “steam tracing”, ar comprimido, tubos de pequeno diâmetro, serviços de alta corrosividade etc. Os tubos de chumbo são utilizados para instalações auxiliares de água, esgotos, ácidos etc. Os tubos plásticos, flexíveis ou não, aplicam-se àqueles serviços em que se procura obter alta resistência à corrosão; apresentam como desvantagens: alto custo, baixa resistência mecânica, PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 3
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO temperatura de trabalho baixa etc. 2 - ACESSÓRIOS DE TUBULAÇÃO 2.1 - Acessórios de tubulações Os acessórios de tubulações destinam-se às seguintes finalidades: a) Permitir mudanças de sentido em tubos - Curvas de raio longo de 45º, 90º e 180º. - Curvas de raio curto de 45º, 90º e l80º - Joelhos de 45º e 90º b) Fazer derivações de tubos - Tês normais, tês de 45º, tês de redução - Cruzetas - Derivação com colar PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 4
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Selas - Anel de reforço c) Permitir mudanças de diâmetro em tubos - Reduções concêntricas - Reduções excêntricas - Buchas de redução c) Ligações de tubos entre si - Luvas PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 5
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Uniões - Niples - Flanges e) Fechar extremidades de tubos - Caps ou tampões - Bujões PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 6
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - F1anges cegos f) Isolar trechos de tubulações e equipamentos - Raquete -“figura - oito" 2.2 - Meios de Ligação de Tubos Os diversos meios usados para conectar tubos, servem não só para ligá-los entre si, como também para ligar os tubos às válvulas, aos diversos acessórios e a outros equipamentos. 2.2.1- Classificação dos sistemas de ligação de tubos a) Ligações rosqueadas. b) Ligações flangeadas c) Ligações soldadas d) Ligações de ponta e bolsa d) Ligações de compressão. A escolha do meio de ligação depende de muitos fatores, como sejam: material do tubo, pressão, temperatura, fluido que irá circular, diâmetro do tubo, segurança, custo, facilidade de desmontagem, localização etc. a) Ligações Rosqueadas: São os mais antigos meios de ligações usados para tubos. São de baixo custo, de fácil execução, mas seu uso é limitado para pequenos diâmetros (até 3”), assim mesmo em instalações domiciliares ou serviços secundários em instalações industriais, devido á facilidade de vazamentos e a pequena resistência mecânica que apresentam. As roscas são feitas por meio de tarrachas manuais ou motorizadas. São as únicas PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 7
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO empregadas em tubos galvanizados. As varas de tubos são ligadas entre si por meio de luvas ou de uniões rosqueadas. As roscas, tanto dos tubos, como das luvas e uniões são cônicas, de maneira que com o aperto da rosca, há interferência metálica entre os fios das roscas, garantindo a vedação. O rosqueamento enfraquece sempre as paredes dos tubos. Por essa razão, quando há ligações rosqueadas, usam-se sempre tubos de parede grossa, “schedule 80”. É conveniente o uso de materiais vedantes, para evitar vazamentos. Os principais vedantes são: - Pasta de litargírio com óleo de linhaça ou glicerina, para vapor, óleos e água. - Zarcão com estopa. - Fita de teflon. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 8 JOELHO 90ºJOELHO 45º TÊ a 45ºTÊ CRUZETA LUVALUVA DE REDUÇÃOMEIA LUVABUCHA DE REDUÇÃOTAMPÃO BUJÃO CABEÇA REDONDA BUJÃO CABEÇA EXAGONAL BUJÃO CABEÇA QUADRADA NIPLE JOELHO MACHO E FÊMEA
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO b) Ligações soldadas: O uso das ligações soldadas cresce continuamente e é atua1mente muito usado. Vantagens do uso da solda: - Boa aparência; - Resistência mecânica boa (quase sempre equivalente a do tubo); - Estanqueidade perfeita e permanente; - Facilidade na aplicação do isolamento, quando necessário; - Nenhuma necessidade de manutenção; - Pequeno peso e consequente simplificação do sistema de suporte; - Menor custo em relação aos flanges para linha de alta pressão. Desvantagens do uso da solda: - Dificuldade de desmontagem; - Perigo de utilização de solda com unidade funcionando: - Dificuldade de equipamento para solda ou de um soldador habilitado. Tipos de soldas: - Solda por fusão: de topo solda de soquete - Solda forte - Solda fraca O primeiro tipo é o mais comum, podendo ser elétrico ou oxi-acetilênica. Os dois últimos tipos são processos em que se usa um metal em estado líquido para unir PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 9 JOELHO 90º JOELHO 45º JOELHO 180º TÊ TÊ DE REDUÇÃO TÊ A 45º VIROLA PARA FLANGE TAMPÃO SELA
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO metais sólidos não ferrosos. A diferença de um para o outro, é que na solda forte a temperatura é acima de 450ºC e na solda fraca a temperatura é abaixo de 450ºC. c) Ligações Flangeadas: As ligações f1angeadas são compostas de 2 flanges, um jogo de parafusos ou estojos com porcas e uma junta. São usadas, principalmente, para tubos de aço de qualquer classe e para quaisquer pressões e temperaturas. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 10 CRUZETA REDUÇÃO CONCÊNTRICA REDUÇÃO EXCÊNTRICA CURVA 90º CURVA 45º CURVA 90º COM PÉ CRUZETA TÊ TÊ A 45º REDUÇÃO CONCÊNTRICA REDUÇÃO EXCÊNTRICA
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Empregam-se os flanges nas ligações dos tubos entre si, bem como as válvulas e equipamentos. Não se usa para tubos menores de 2”. Os tipos de flanges encontrados são: PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 11
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Os flanges acima podem ter os seguintes tipos de faces: As juntas utilizadas nas ligações flangeadas podem ser metálicas ou não-metálicas e constituem um selo de vedação eficiente e barato . PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 12 INTEGRAL DE PESCOÇO SOBREPOSTO SOLDA DE TOPO SOLDA DE ÂNGULO ROSCA ROSQUEADO SOLDA EM ÂNGULO VIROLA SOLDA DE TOPO DE ENCAIXE SOLTO CEGO FACE COM RESSALTO RESSALTO
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Podemos citar como principais tipos aos seguintes: Vantagens : - Seu uso facilita a montagem e desmontagem da tubulação; - Não há perigo de acidentes nas montagens; - Podem ser recuperados para futuro uso. Desvantagens: - Aumentam o peso da linha; - Necessitam de espaço para colocação; - Para alta pressão de vapor, quando há necessidade de uso de flanges de aço liga, o seu custo é maior do que o da solda; - Custo de manutenção; - Dificultam a aplicação do iso1amento. d) Ligações de Ponta e Bolsa: Muito usadas para tubos de ferro fundido e de concreto. Uma das extremidades do tubo ou do acessório, tem uma ponta lisa, que encaixa em uma expansão (bolsa) existente na outra extremidade do tubo ou do acessório. No interior da bolsa coloca-se um material de vedação que pode ser estopa embebida, chumbo derretido, argamassa, massas especiais etc. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 13 FACE PLANA FACE MACHO E FÊMEA FACE PARA JUNTA DE ANEL FACE DE FLANGE COM VIROLA JUNTAS PLANAS JUNTAS METÁLICAS FOLHEADAS Para flange com face de ressalto Para flange com face plana JUNTA METÁLICA MACIÇA JUNTA DE ANEL Oval Octogonal CURVA 90º CURVA 45º TÊ CRUZETA
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO e) Ligação de Compressão: São muito usadas para tubos de parede fina, principalmente PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 14 TÊ A 45º REDUÇÃO LUVA PEÇA DE LIGAÇÃO FLANGE - BOLSA
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO metálicos, não ferrosos, de pequeno diâmetro (até 2”). 3- Válvulas Válvulas são dispositivos usados para estabelecer, controlar e interromper a passagem de fluidos em tubulações. Dentro desse conceito global, as válvulas podem ter, no entanto, funções e características especificas que permitem uma classificação segundo seu emprego. 3.1 - Classificação e principais tipos de válvulas 3.1.1 - Válvulas que controlam o fluxo em qualquer direção a) Válvulas de bloqueio - Válvula gaveta - Válvula macho b) Válvulas de regulagem da fluxo - Válvula globo - Válvula de controle - Válvula de borboleta 3.1.2 Válvulas que permitem o fluxo em uma só direção PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 15 CONECTOR MACHO UNIÃO CONECTOR FÊMEA JOELHO 90º JOELHO 45º TÊ
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO a) Vá1vula de retenção de portinhola b) Válvu1a de retenção por levantamento c) Válvula de retenção de esfera 3.1.3 - Válvulas que controlam a pressão a montante - ou vá1vu1as de segurança, alívio e contra-pressão 3.1.4 - Válvulas que controlam a pressão a jusante - ou vá1vu1as redutoras e reguladoras de pressão. 3.2 Detalhes Gerais 3.2.1 Corpo de vá1vu1as O corpo ou carcaça é a parte da vá1vu1a que se conecta a tubulação e que contêm o orifício de passagem do fluido. As válvulas são peças sujeitas a manutenção e por isso devem ser, em princípio, facilmente desmontáveis. Tanto as válvulas rosqueadas como as flangeadas obedecem a esse conceito. No entanto, com o desenvolvimento dos processos de solda, passaram também a ser bastante empregadas as válvulas com extremidades para solda de soquete e para solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil mas, em compensação, não há riscos de vazamentos na tubulação. São os seguintes os principais casos de emprego de cada tipo de extremidade das válvu1as: a) Extremidades flangeadas Sistema usado em quase todas as válvulas, de qualquer material, empregados em tubu1ações industriais de mais de 2”. b) Extremidades para solda de soquete Sistema usado principalmente em válvulas de aço, de menos de 2”, onde a solda de topo e ineficiente. c) Extremidades rosqueadas Sistema usado em válvu1as menores de 4” em tubulações que não conduzem fluidos corrosivos ou venenosos. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 16
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO d) Extremidades para solda de topo Sistema usado em válvulas de aço, de mais de 2”, em serviços com pressões muito altas ou com fluidos em que se exija e1iminação absoluta do risco de vazamento. 3.2.2 Castelo O castelo é a parte da válvula que suporta e contém as peças móveis de controle do fluxo. O castelo é fixado ao corpo de maneira a permitir rápida desmontagem e fácil acesso ao interior da válvu1a. São três os meios usuais de ligação do castelo ao corpo: a) Castelo e corpo rosqueados É o sistema mais barato, usado apenas em pequenas válvulas de baixa pressão. b) Castelo preso ao corpo por uma porca solta ou união Usado para válvulas maiores ou para válvulas pequenas, de alta pressão. Permite uma vedação bem melhor que o castelo rosqueado. c) Castelo flangeado Sistema usado para válvulas grandes e para qualquer pressão, por ser mais robusto e permitir melhor vedação. 3.2.3 Mecanismo Interno e Gaxetas O mecanismo móvel interno da válvula (haste e peças de fechamento) e a sede chama-se "trim" da válvula. São as peças mais importantes da válvula, geralmente feitas de materiais de melhor qualidade do que os da carcaça, porque estão sujeitas a grandes esforços e a forte corrosão. Devem ter também uma usinagem cuidadosa para que a válvula tenha fechamento estanque. Na maioria das válvulas a haste atravessa o castelo, saindo para fora do corpo. Para evitar vazamentos pela haste, existem gaxetas convencionais com sobreposta e parafusos ou com porca de aperto, ou mais raramente, sistemas especiais de vedação como retentores, foles etc. Quando a haste é rosqueada (como acontece na maioria das vá1vu1as) a rosca deve, de preferência, estar por fora da gaxeta, para que não haja contato da rosca com o fluido. Nas válvu1as pequenas de baixa pressão, a rosca costuma ser interna, por dentro da gaxeta, por ser um sistema de construção mais barato. 3.2.4- Meios de operação das vá1vulas PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 17
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Há uma variedade multo grande de sistemas usados para a operação das válvulas: a) Operação manual, por meio de: - volante; - alavancas; - engrenagens; - parafusos sem fim b) Operação motorizada: - hidráulica - pneumática - elétrica c) Operação automática: - pelo próprio fluido; - por meio de molas ou contrapesos; - diferença de pressões. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 18 Volante Volante para corrente Piso de operação Haste de extensão Volante Engrenagens de redução Castelo Flange Conexões para o líquido acionador Cilindro hidráulico Gaxetas Haste deslizante Gaveta Válvula comandada por cilindro hidráulico
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Para operação manual empregam-se volantes e alavancas em válvulas até12”. Para válvu1as maiores usam-se os sistemas de engrenagens e parafuso sem fim, a fim de suavizar a operação. Para a operação manual de válvulas situadas fora do alcance do operador, utilizam-se volantes ou alavancas com correntes ou ainda hastes de extensão. A operação motorizada é empregada apenas nos seguintes casos: - Em válvu1as comandadas a distância; - Em válvulas situadas em posições inacessíveis; - Em válvulas muito grandes, em que seja difícil a operação manual. Nos sistemas de operação motorizada, hidráulica e pneumática, a haste de válvula é comandada por um êmbolo ou diafragma, sujeito a pressão de um líquido ou ar comprimido. O comando hidráulico, mais raro na prática do que o comando pneumático, é usado quase somente para vá1vulas muito grandes. A operação motorizada pneumática é o sistema mais usado nas válvulas comandadas por instrumentos automáticos. É preciso não confundir vá1vulas comandadas por instrumentos automáticos com válvulas de operação automática. Dois sistemas de operação motorizada elétrica são de uso corrente: - Motor elétrico acionando o volante da válvula por meio de engrenagens de redução. Esse sistema é usado apenas em vá1vulas de grande tamanho para tornar a operação mais fácil e mais rápida. - Solenóide, cujo campo magnético movimenta diretamente por atração, a haste de válvula. Esse sistema é usado apenas para pequenas válvulas, frequentemente comandadas por relés elétricos ou instrumentos automáticos. 3.3 - Detalhes Particulares de Cada Tipo de Vá1vu1as 3.3.1 - Vá1vu1a gaveta. É o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. São utilizadas principalmente em todos os serviços de bloqueio nas linhas de água, óleos e líquidos em geral (desde que não sejam muito corrosivos ou voláteis), para quaisquer diâmetros, e também para bloqueio de vapor e ar em linhas de diâmetro acima de 8”. Em todos esses serviços as válvulas gaveta são usadas para quaisquer pressões e temperaturas. O fechamento dessas vá1vulas é feito pelo movimento de uma peça chamada gaveta ou cunha, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula e perpendicularmente ao sentido de escoamento do fluido. Quando completamente abertas, a perda de carga causada pelas válvulas gaveta é desprezível PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 19
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO . Essas válvulas só devem trabalhar completamente abertas ou completamente fechadas, isto é, são válvulas de bloqueio e não de regulagem. Quando parcialmente abertas, causam laminagem da veia fluida, acompanhada de cavitação e violenta erosão. As válvulas gaveta dificilmente dão um fechamento absolutamente estanque. Por outro lado, na maioria das aplicações praticas, tal fechamento não é necessário. A gaveta das válvulas pode ser em cunha ou paralela. As gavetas de cunha são de melhor qualidade e dão, devido ação da cunha, um fechamento mais seguro do que as gavetas paralelas, embora sejam de construção e manutenção mais difíceis. Empregam-se nas vá1vulas gaveta, três sistemas diferentes de movimentação da haste: PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 20
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Haste ascendente com rosca externa. É o sistema usado nas válvulas grandes e de boa qua1idade. A haste tem apenas movimento de translação e o volante apenas movimento de rotação, sendo preso ao castelo por uma porca fixa. A rosca da haste é externa a válvula estando assim livre do contato com o fluido. A extensão da haste acima do volante, dá uma indicação visual imediata da posição de abertura ou de fechamento da válvula, sendo essa a principal vantagem desse sistema. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 21 Volante Sobrecastelo Haste com rosca externa Sobreposta Gaxetas Castelo aparafusado Junta Corpo Gaveta Sedes Flange Flange
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Haste ascendente com rosca interna. É a disposição mais usual em válvulas pequenas, e também em válvu1as grandes de qualidade inferior. A haste, juntamente com o volante, tem movimentos de translação e rotação, estando a haste dentro da válvu1a. - Haste não ascendente. A haste, juntamente com o volante tem apenas movimento de rotação. Somente a gaveta da válvu1a que se atarraxa na extremidade da haste tem movimento, de translação. É um sistema barato, de construção fácil, usado nas válvulas pequenas de qualidade inferior. - Em caso de alta pressão é difícil a operação de uma válvula gaveta: há casos em que se torna necessário o uso de chaves apropriadas aplicadas ao volante. Há casos em que a válvula possui um "by-pass”; na abertura ou fechamento da válvu1a utiliza-se o “by-pass” para evitar alto diferencial de pressões na operação. As gaxetas requerem atenção, porquanto apresentam um pequeno vazamento com o uso; é importante que se dê atenção a elas, reapertando-as ou trocando-as em épocas apropriadas. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 22 VolantePorca de aperto Sobreposta Gaxetas Castelo rosqueado Haste com rosca interna Corpo Gaveta Extremos rosqueados
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Ao se abrir ou fechar completamente a válvula, ela pode se trancar, ao final da operação; existe uma pequena folga que permite inverter ligeiramente o sentido de rotação do volante, ao final da operação, sem que se altere a posição da gaveta. - Quando a válvula não está vedando completamente não é boa norma forçar o seu fechamento completo; as causas podem ser depósitos na sede, defeito na sede etc, e a operação indevida pode agravar o problema. - A má lubrificação ou aperto demasiado das gaxetas, podem acarretar dificuldades na operação da válvula; sendo necessário o uso de chaves para se operar a válvula, deve-se cuidar para que não haja quebra de suas partes móveis. 3.3.2 Válvula macho Aplicam-se principalmente nos serviços de bloqueio de gases para qualquer diâmetro, temperatura ou pressão e também no bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral para pequenos diâmetros e baixas pressões. Nessas vá1vu1as, o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho) existente no interior do corpo da mesma. São válvulas de fecho rápido, porque bloqueiam com 1/4 de volta do macho ou da haste. As válvulas macho são, fundamentalmente, válvulas de bloqueio. Quando totalmente abertas, a perda de carga é mínima e quando parcialmente fechadas a turbulência impede uma vazão regularizada. Existem dois tipos gerais de válvulas macho: com e sem lubrificação. Nas vá1vu1as com lubrificação há um sistema de injeção de lubrificante sob pressão, através do macho, para melhorar a vedação e evitar que o mesmo fique preso. Essas válvulas são geralmente empregadas em serviços com gases. As vá1vu1as sem lubrificação da boa qualidade, usadas para gases, têm sedes removíveis, feitas de material resiliente (teflon, neoprene etc), dando ótima vedação estanque. Uma das variantes da válvula macho é a válvula de três ou quatro vias. Essa válvu1a permite operações tais como: desviar o fluxo de uma linha para outra, misturar fluxos etc. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 23
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 24 Engraxadeira Alavanca de manobra Sobreposta Sedes Macho Orifício de passagem Rasgos de lubrificação Posição aberta Posição fechada Haste Alavanca de manobra Orifício de passagem Engaxetamento Esfera Retentore s Macho Posição aberta VÁLVULA ESFERA VÁLVULA MACHO
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO 3.3.3 - Válvulas Globo Nas válvulas globo o fechamento é feito por meio de um tampão que se move contra o orifício da válvula, que geralmente está em posição paralela ao sentido do fluxo. As válvulas globo podem trabalhar em qualquer posição de fechamento, isto é, são válvulas de regulagem. Causam, entretanto, em qualquer posição de fechamento, fortes perdas de carga. As válvulas globo dão um fechamento bem melhor que as válvulas gaveta, podendo-se conseguir, principalmente em válvulas pequenas, um fechamento absolutamente estanque. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 25 Volante Haste com rosca externa ascendente Sobreposta Castelo aparafusado Tampão Sede Sentido do fluxo
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO Variantes da válvula globo: - Válvula ângulo Essa válvula tem os bocais de entrada e saída a 90º. Permite perdas de carga menores que a vá1vula globo comum, devido à posição do orifício de passagem. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 26 Porca de aperto Gaxetas Haste não ascendente com rosca interna
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Válvula agulha O tampão nessas válvulas é substituído por uma peça cônica fina, a agulha, que permite um controle mais delicado da vazão. É usado em linhas até 2”. 3.3.4 - Vá1vulas de controle Essas vá1vulas são usadas em combinação com instrumentos automáticos, e PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 27 Tampão Trajetória do fluido Castelo fixo ao corpo com união roscada Agulha Trajetória do fluido Sede Sede Haste e volante ascendentes com rosca no castelo
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO comandadas à distância por esses instrumentos, para controlar a vazão ou a pressão de um fluido. A vá1vula em si é quase semelhante a uma válvula globo, sendo operada na maioria das vezes por meio de um diafragma sujeito a pressão de ar comprimido. Há um instrumento automático que comanda a pressão de ar, que por sua vez faz variar a posição de abertura da válvula. A operação nas vá1vulas de controle é feita, geralmente, pelo diafragma em um sentido (para abrir ou fechar) e por uma mola reguláve1 no outro sentido. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 28 Mola calibrada de retorno da haste Diafragma Indicador de posição de abertura Admissão de ar comprimido para fechar a válvula
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO 3.3.5 - Válvula borboleta São válvulas usadas para tubulações de grandes diâmetro (acima de 20”) e sujeitas a baixas pressões, onde. não se exige vedação perfeita. O fechamento da vá1vula é feito por meio de uma peça circular que pivota em torno de um eixo perpendicular ao sentido de escoamento do fluido. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 29 Gaxetas Sobreposta Tampões duplos balanceados
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO 3.3.6 - Vá1vula de diafragma São válvulas sem gaxetas muito usadas para fluidos perigosos, corrosivos, tóxicos, inflamáveis etc. O fechamento da válvula é feito por meio de um diafragma flexível que é apertado contra a sede. O mecanismo móvel que controla o diafragma fica completamente fora do contato com o fluido. O corpo da válvula é geralmente, de material não metálico ou metal revestido contra a corrosão. O diafragma pode ser de borracha sintética, neoprene, teflon etc. São empregadas para diâmetros de até 6”. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 30 Borboleta Diafragma na posição aberta Diafragma na posição fechada
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO 3.3.7 - Válvulas de retenção Essas válvulas permitem a passagem do fluido apenas em um sentido, fechando-se automaticamente, por diferença de pressões exercidas pelo próprio fluido, se houver tendência à inversão no sentido de escoamento. São ,por isso, válvulas de operação automática. Um Caso típico do uso de válvulas de retenção é na linha de recalque de bombas em paralelo para evitar o retorno do fluido através das bombas paradas. Outro caso do uso dessas válvulas é na linha de carregamento de um tanque para evitar um possível esvaziamento. Existem três tipos principais de válvulas de retenção: - Válvula de retenção de portinhola É o tipo mais comum de válvu1a de retenção. O fechamento é feito por uma portinhola articulada, que se assenta no orifício da válvula. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 31
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Válvula de retenção de levantamento O fechamento dessa vá1vu1a é feito por meio de um tampão, semelhante ao das válvulas globo, onde uma haste desliza em uma guia interna. Essas válvulas causam perdas de carga muito grandes e por isso são pouco usadas em linhas de diâmetro acima de 6”. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 32 Portinhola Guia da haste Haste do obturador
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO - Válvulas de retenção de esfera São semelhantes às válvulas de retenção de levantamento, sendo porém o tampão substituído por uma esfera. Sistema usado apenas para válvulas de pequeno diâmetro, até 2”. 3.3.8 - Válvulas de Segurança e de Alívio PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 33
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO São válvulas que controlam a pressão a seu montante abrindo-se automaticamente, quando essa pressão ultrapassa um determinado valor para o qual a ,válvula foi ajustada. (set-pressure). Aconstrução dessas válvulas é semelhante à das válvu1as globo angulares. O tampão é mantido fechado contra a sede pela ação de uma mola, com parafuso de regulagem, ou de um contrapeso externo de posição ajustável. Regula-se a tensão ou a posição do contrapeso, de maneira a se ter a desejada pressão de abertura da válvula. As válvulas de mola são as mais comuns. A mola pode ser interna, dentro do castelo da válvula, ou externa, preferindo-se essa última disposição para serviços com fluidos corrosivos, muito viscosos, ou gases liquefeitos que possam congelar, prendendo a mola. Essas válvulas são chamadas de “segurança’quando destinadas a trabalhar com fluidos elásticos (vapor, ar, gases) e de alivio quando destinadas a trabalhar com líquidos, que são fluidos incompressíveis. A construção das válvulas de segurança e de alívio é basicamente a mesma e a principal diferença reside no perfil da sede e do tampão. Nas vá1vulas de segurança, o desenho desses perfis é feito de tal forma que a abertura total da válvula se dê imediatamente após a “set-pressure”, e o fechamento se faça repentinamente abaixo da "set- pressure”. Nas válvulas de alivio, a abertura é gradua1, atingindo o máximo com 110% a PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 34 Tampão Bocal de entrada Bocal de saída Porca de regulagem
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO 125% da “set-pressure". As válvulas de segurança costumam ter uma alavanca externa com a qual é possível fazer-se manualmente o disparo da válvula para teste. 3.3.9 - Válvulas redutoras de pressão São va1vulas que operam automaticamente, controlando a pressão a jusante das mesmas. O ajuste da pressão de fechamento é conseguido através de molas de tensão regulável. PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 35
    • CEFET- CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLOGICA UNIDADE DE ENSINO DE SIMOES FILHO PROF.ºRUI MOTA DEPTº DE MANUT. MECÂNICA 36 TUBULAÇÕES ACESSÓRIOS E VÁLVULAS PROFº RÚI MOTA