Válvula de refluxo versus válvula de retenção: principais diferenças para tubulação de plástico industrial

Por que uma válvula de retenção e uma válvula de refluxo não são intercambiáveis

Considere uma bomba dosadora de produtos químicos que retira de um tanque de armazenamento e injeta em uma linha de água. Se a bomba parar e a pressão no lado da descarga for maior do que no lado da bomba, o meio tentará fluir para trás. Uma válvula de retenção pode fechar esse caminho inverso, mas não provará a um inspetor de código que o abastecimento de água potável está protegido. Uma válvula de refluxo, no sentido de um conjunto preventor de refluxo, é construída exatamente para essa prova: dois elementos de fechamento independentes, portas de teste e uma estratégia de isolamento que permite a verificação sem entrar na tubulação. A diferença é importante muito antes de a válvula ser encomendada.

Nas discussões de engenharia, uma válvula de retenção às vezes é chamada de válvula de refluxo porque ambos os dispositivos interrompem o fluxo reverso. Essa formulação imprecisa cria um risco real de aquisição. Uma válvula de retenção é um corpo de válvula único com um elemento móvel. Um preventor de refluxo é um conjunto projetado para impedir que meios não potáveis ​​ou de processo entrem em um suprimento potável. São diferentes níveis de proteção, com diferentes perdas de pressão, instalação, testes e custos. Para sistemas de tubulação plástica industrial, saber qual deles é realmente necessário depende do fluido, do ponto de conexão e das regras locais de controle de conexão cruzada.

O que uma válvula de retenção realmente faz

Uma válvula de retenção é uma válvula automática de duas portas que permite o fluxo em uma direção e fecha quando o fluxo é revertido. Não possui alça externa, atuador elétrico e nenhum controle manual em sua forma mais simples. O elemento de fechamento, seja uma esfera, um disco articulado ou um conjunto de placas, move-se para fora da sede quando a pressão para frente supera a pressão de rompimento e retorna para a sede quando o fluxo para frente para ou inverte.

Como uma válvula de retenção termoplástica é construída

Na tubulação termoplástica industrial, as peças molhadas são usinadas ou moldadas a partir de materiais como UPVC, CPVC, HPP, PVDF ou FRPP. Uma válvula de retenção de plástico é atraente porque não enferruja, não introduz íons metálicos no fluido e resiste a produtos químicos agressivos. O design interno ainda é semelhante a uma válvula de retenção de metal: um corpo, uma sede, um disco ou esfera e um mecanismo de retorno por mola ou gravidade.

• As válvulas de retenção de esfera usam uma esfera flutuante que se acomoda em uma sede curva quando o fluxo reverso aparece.
• As válvulas de retenção giratórias usam um disco articulado que abre como uma porta e fecha por gravidade ou pressão reversa.
• As válvulas de retenção wafer ficam entre dois flanges e usam um corpo curto com dois meios-discos ou um único disco inclinável.
• Válvulas de pé são válvulas de retenção colocadas na parte inferior de uma linha de sucção para manter a escorva da bomba.

O que uma válvula de retenção não pode fazer

Uma válvula de retenção não é um selo mecânico positivo quando fechada. É um dispositivo dinâmico e pode vibrar, aderir ou passar pequenas quantidades de fluido durante o fechamento. Também não fornece uma barreira testável entre um abastecimento potável e uma fonte contaminante. Em um programa de controle de conexão cruzada, uma válvula de retenção é geralmente considerada um componente e não um conjunto de proteção completo.

Verifique os projetos das válvulas e o serviço típico

Cada design tem uma velocidade de resposta diferente. Uma válvula de retenção wafer com mola tende a fechar mais rápido do que uma válvula de retenção de oscilação por gravidade, o que afeta o golpe de aríete em sistemas de bomba rápida. Uma válvula de retenção de esfera pode tolerar melhor fluido sujo do que um projeto de dobradiça, mas a ação da esfera pode ser mais lenta em serviços de baixa viscosidade. Quando um engenheiro de fábrica pergunta qual válvula de retenção instalar, a resposta começa com o fluido, a vazão, o perfil de pressão e a queda de pressão permitida, e não com a preferência da marca.

O que uma válvula de refluxo e um dispositivo de prevenção de refluxo realmente significam

O termo válvula de refluxo é usado de diferentes maneiras. No encanamento e no trabalho municipal de água, uma válvula de refluxo geralmente se refere a um conjunto preventor de refluxo, que é um dispositivo que protege uma conexão de água potável. No trabalho de drenagem, uma válvula de remanso é um produto diferente usado para evitar que o esgoto volte para um edifício. Na linguagem da indústria de processos, alguns engenheiros chamam qualquer válvula de retenção de válvula de refluxo porque ela interrompe o fluxo reverso. Esses termos devem ser separados antes de uma especificação ser escrita.

Componentes do conjunto do preventor de refluxo

Um preventor de refluxo típico contém mais de uma função de verificação. Os conjuntos de zona de pressão reduzida incluem duas válvulas de retenção e uma válvula de alívio de pressão diferencial entre elas. Um conjunto de válvula de retenção dupla contém duas válvulas de retenção em série. Ambos os projetos permitem testes em campo com torneiras de teste e válvulas de isolamento. A válvula extra cria uma zona mensurável que protege o fornecimento potável a montante, mesmo que o lado a jusante fique contaminado.

É por isso que uma única válvula de retenção de plástico geralmente não é aceita como preventora de refluxo. A válvula de retenção pode fechar, mas não há como testar a vedação em condições reais. Um preventor de refluxo é projetado para verificar seu desempenho. A distinção não é teórica; ele está escrito em padrões de controle de conexão cruzada e códigos de encanamento. Para obter mais detalhes sobre como esses termos são tratados na linguagem de código, consulte este guia para terminologia de prevenção de refluxo .

Válvula de remanso versus válvula de retenção

Uma válvula de remanso é uma conexão semelhante a uma comporta instalada em uma saída de drenagem. Ele foi projetado para fechar automaticamente quando a água do esgoto a jusante sobe, evitando que o esgoto flua para o edifício. Uma válvula de remanso não se destina a impedir a reversão dos fluidos do processo dentro de uma linha de produtos químicos. Uma válvula de retenção é usada na tubulação de pressão para evitar o refluxo do fluido bombeado. Ambos têm “fluxo reverso” em comum, mas os materiais, o padrão e a lógica de instalação são totalmente diferentes.

Principais diferenças entre uma válvula de refluxo e uma válvula de retenção

A diferença de perda de pressão costuma ser a primeira pista do que está instalado. Uma única válvula de retenção de oscilação pode ter uma queda de pressão semelhante a um pequeno comprimento de tubo. Uma montagem de zona de pressão reduzida pode criar uma queda de pressão várias vezes maior, e é por isso que os engenheiros devem recalcular a altura manométrica disponível quando um dispositivo de prevenção de refluxo é adicionado a uma linha. Uma válvula de retenção por si só é mais fácil de instalar e custa menos, mas não oferece o mesmo nível de segurança ou conformidade com o código.

Tipos de válvulas de retenção termoplásticas usadas em tubulações industriais

Como fabricante de válvulas termoplásticas e sistemas de tubulação, classificamos as válvulas de retenção por corpo, esfera e tipo de conexão. O projeto flangeado é comum em linhas maiores onde é necessário acesso aparafusado para manutenção. O desenho da união permite que a válvula seja removida sem desmontar toda a seção do tubo. Os designs de wafer reduzem o peso e o ajuste entre os flanges existentes. Válvulas de pé são selecionadas para linhas de sucção. Se você estiver escolhendo uma válvula para uma linha de produtos químicos, a compatibilidade das partes molhadas é mais importante do que o adesivo da marca na alça.

Válvula de retenção esférica flangeada para linhas de produtos químicos corrosivos Esta válvula de retenção flangeada totalmente esférica evita o entupimento com partículas e oferece opções de esfera de PTFE, tornando-a uma opção confiável para serviços com produtos químicos corrosivos. Ver Produto →

Válvula de retenção oscilante com baixa resistência ao fluxo e fácil manutenção Uma válvula de retenção de braço oscilante que oferece resistência mínima ao fluxo e acesso simples ao castelo para manutenção, ideal para sistemas de tubulação de plástico exigentes que lidam com meios corrosivos. Ver Produto →

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Quando uma válvula de retenção é suficiente

• Linhas de descarga da bomba onde a única preocupação é impedir a rotação reversa da bomba.
• Linhas de transferência química onde o refluxo misturaria fluidos de processo incompatíveis.
• Linhas de alívio de pressão e bypass onde uma simples barreira unidirecional é aceita pelo procedimento operacional.
• Circuitos de água industrial não potável onde o sistema não está conectado a um abastecimento público de água potável.

Quando uma montagem de refluxo é obrigatória

• Conexões entre água de processo e água potável municipal.
• Sistemas de alimentação química que injetam aditivos na água potável.
• Linhas de irrigação com injeção de fertilizantes ou pesticidas.
• Conexões de alimentação de caldeira ou torre de resfriamento que necessitam de separação testável.

Para a maioria das aplicações químicas corrosivas, uma única válvula de retenção termoplástica é a escolha prática de engenharia. Se a mesma linha também criar uma potencial ligação cruzada com água potável, o projeto deve incluir um conjunto adequado de prevenção de refluxo no ponto de ligação. Os dois trabalhos não devem ser combinados numa única válvula. Uma comparação de diferentes opções de válvulas de retenção de plástico está disponível no válvulas de retenção plásticas industriais seção deste site.

Queda de pressão e comportamento do fluxo

A queda de pressão é a maneira mais direta de comparar uma válvula de retenção e um conjunto de refluxo porque afeta o dimensionamento da bomba. Uma válvula de retenção abre quando a pressão diferencial excede a pressão de abertura. O disco ou bola permanece parcialmente levantado enquanto o fluxo continua. A forma do caminho do fluxo e o peso do elemento de fechamento determinam a perda de carga. Uma válvula de retenção de giro com corpo largo tem uma perda de carga menor do que uma válvula de retenção de esfera com mola em um diâmetro menor.

Um conjunto preventor de refluxo possui dois módulos de retenção e, às vezes, uma válvula de alívio, portanto o caminho do fluxo é mais complexo. A perda de carga não é simplesmente o dobro de uma válvula de retenção; pode ser três ou quatro vezes maior dependendo da redução interna no tamanho do furo. Por esta razão, uma descarga de bomba que atualmente funciona com uma válvula de retenção não pode simplesmente ser substituída por um preventor de refluxo, a menos que a altura manométrica disponível da bomba seja verificada novamente.

Compatibilidade de materiais e produtos químicos

As válvulas de retenção de plástico são selecionadas porque o fluido ataca o metal. O material molhado deve suportar a concentração química, temperatura e pressão da aplicação. Os materiais termoplásticos comuns não são todos iguais. O UPVC é rígido e econômico para muitas aplicações de ácidos e água, mas possui um teto de temperatura mais baixo. O CPVC amplia a faixa de temperatura e é usado para meios corrosivos quentes. O PPH proporciona boa resistência química e soldabilidade. O PVDF é usado para serviços químicos de alta pureza e alta temperatura. O FRPP adiciona reforço de fibra de vidro para maior resistência em alguns sistemas de tubulação.

A diferença entre uma válvula de refluxo e uma válvula de retenção também é visível no nível do material. A maioria dos preventores de refluxo usados ​​na proteção de água potável são feitos de latão, bronze ou aço inoxidável. Eles não são selecionados quanto à compatibilidade química; eles são selecionados pela confiabilidade mecânica e aceitação do código. Uma válvula de retenção de plástico, por outro lado, pode ser feita da mesma família de polímeros do tubo, proporcionando uma linha de processo verdadeiramente totalmente plástica. Isto é importante em uma planta onde a resistência à corrosão é a principal prioridade e onde os íons metálicos não podem ser introduzidos no líquido do processo.

Orientação de instalação e requisitos de espaço

A orientação é uma fonte frequente de falha da válvula de retenção. Uma válvula de retenção oscilante depende da gravidade para que o disco retorne à sede. Se for instalado de cabeça para baixo ou com a dobradiça no plano errado, o disco poderá não fechar completamente e a válvula vazará em condições de fluxo reverso. Uma válvula de retenção com mola pode ser instalada em mais orientações, mas a mola adiciona resistência e pode fadigar com o tempo. Uma válvula de retenção esférica é menos sensível à gravidade porque a esfera é empurrada de volta para a sede pela mola, mas a esfera ainda deve ser instalada na orientação indicada no corpo.

Regras básicas de orientação

• Instale a válvula de forma que a seta ou a marcação de fluxo apontem na direção do fluxo permitido.
• Use um riser vertical para válvulas de retenção de esfera que precisam que a esfera seja levantada de forma limpa para longe da sede.
• Apoie o tubo em ambos os lados da válvula para evitar tensões de flexão no corpo de plástico.
• Deixe espaço suficiente para que a tampa ou união seja removida para limpeza e inspeção.
• Não instale uma válvula de retenção imediatamente contra a descarga da bomba sem considerar o comprimento da tubulação reta necessária para estabilizar o fluxo.

Um conjunto preventor de refluxo requer mais espaço porque possui vários módulos de verificação e torneiras de teste. Deve permanecer acessível para testes anuais. Muitos proprietários preferem instalá-lo acima do nível do solo em um gabinete aquecido se o clima puder congelar a linha. Uma única válvula de retenção dentro do skid do equipamento pode ser enterrada na tubulação, reduzindo o risco de danos mecânicos, mas também dificultando a manutenção. Se o sistema necessitar de limpeza frequente, uma válvula de retenção plástica do tipo união é mais fácil de remover do que um conjunto flangeado com conjuntos de parafusos longos.

Manutenção e modos de falha comuns

Uma válvula de retenção é muitas vezes esquecida até que uma bomba comece a girar para trás, uma linha perca a escorva ou um tanque de mistura receba o produto químico errado. Como uma válvula de retenção não possui peças externas móveis, seu disco interno, vedação ou mola podem falhar sem serem visíveis do lado de fora. A inspeção regular é a única maneira de detectar o problema precocemente.

Os preventores de refluxo são mantidos de forma diferente. Eles precisam de um teste certificado para confirmar que ambas as válvulas de retenção mantêm a pressão e que a válvula de alívio abre no diferencial correto. O intervalo de teste geralmente é definido pelo fornecedor de água local. Um preventor de refluxo não é apenas limpo; é verificado com um medidor calibrado. Esta é mais uma razão pela qual uma válvula de retenção não pode ser tratada como uma válvula de refluxo em uma conexão de água regulada, mesmo que seja fisicamente capaz de interromper o fluxo reverso no dia em que for instalada.

Escolhendo o produto certo para a aplicação

A maneira mais rápida de escolher entre uma válvula de refluxo e uma válvula de retenção é identificar exatamente o que precisa ser protegido. Se o limite for uma linha de processo entre dois serviços não potáveis, uma válvula de retenção geralmente é suficiente. Se o limite envolver água potável, um dispositivo de prevenção de refluxo compatível será exigido pelas regras de controle de conexões cruzadas. Se o limite for a saída de drenagem de um edifício, uma válvula de remanso é o produto correto, não uma válvula de retenção.

Para um sistema típico de tubulação plástica industrial, a sequência de seleção deve ser: identificar o fluido, identificar o tipo de conexão, confirmar o nível de proteção necessário, calcular a queda de pressão e, em seguida, escolher uma válvula de retenção ou um conjunto de refluxo. Um fabricante experiente de válvulas termoplásticas pode fornecer uma válvula de retenção no material e estilo de conexão corretos, mas a decisão de instalar um dispositivo de prevenção de refluxo geralmente é controlada pelas especificações do projeto e pelos regulamentos locais, e não pela preferência da válvula.

Perguntas frequentes

Posso usar uma válvula de retenção como preventor de refluxo?

Uma válvula de retenção não pode ser usada como substituto de um dispositivo de prevenção de refluxo testável quando a aplicação é regulada por um código de conexão cruzada de água potável. Uma válvula de retenção possui apenas um elemento de fechamento e nenhuma porta de teste. Ele pode interromper o fluxo reverso, mas não fornece a proteção de barreira dupla verificada que um conjunto preventor de refluxo foi projetado para fornecer.

Uma válvula de remanso é o mesmo que uma válvula de retenção?

Não. Uma válvula de remanso é instalada em uma linha de drenagem para evitar que o esgoto volte para o prédio. Uma válvula de retenção é instalada em uma linha de pressão para interromper o fluxo reverso do fluido bombeado ou do processo. Os princípios operacionais são semelhantes, mas os produtos não são intercambiáveis.

Preciso de uma válvula de refluxo para descarga de bomba de produtos químicos?

Se a linha de descarga da bomba química estiver isolada de um abastecimento de água potável e a única preocupação for o fluxo reverso do fluido do processo, uma válvula de retenção termoplástica normalmente é suficiente. Se a ligação de aspiração da bomba ou de água de enxaguamento estiver ligada a um abastecimento de água potável, o sistema também necessita de um dispositivo de prevenção de refluxo adequado nesse ponto de ligação.

Por que os preventores de refluxo têm duas válvulas de retenção?

Duas válvulas de retenção criam redundância. Se a verificação downstream falhar, a verificação upstream ainda será fechada. O espaço entre as duas verificações também pode ser testado ou monitorado com uma válvula de alívio ou torneira de teste. Uma única válvula de retenção não pode fornecer o mesmo nível de garantia porque não possui backup nem ponto de teste.

Qual válvula de retenção de plástico tem a menor queda de pressão?

Uma válvula de retenção oscilante geralmente tem a menor queda de pressão entre as válvulas de retenção de plástico porque o diâmetro total permanece aberto quando o disco é levantado. As válvulas de retenção com mola wafer são compactas, mas a mola cria alguma resistência. As válvulas de retenção de esfera podem ter uma queda de pressão maior porque a esfera obstrui parcialmente o caminho do fluxo. O valor exato depende do tamanho da válvula, vazão e projeto do corpo, portanto solicite a curva de vazão do fabricante antes de finalizar o serviço da bomba.