Um engenheiro de manutenção de uma fábrica de produtos químicos especializados estava substituindo os selos mecânicos de uma bomba dosadora pela terceira vez em seis meses. A bomba bombeava ácido clorídrico diluído e, sempre que desligava, a coluna de líquido no riser vertical caía para trás e girava o impulsor ao contrário. A tubulação era UPVC, a pressão da linha era modesta e a verdadeira falha não era a bomba. A válvula de retenção na linha de descarga havia sido removida semanas antes porque continuava pingando e ninguém a havia substituído. Quando o engenheiro se sentou para encomendar uma nova, a primeira pergunta da requisição foi direta: quais são os três principais tipos de válvulas de retenção e qual delas pertence a esta linha?
Essa questão aparece constantemente na manutenção industrial, no projeto de sistemas de tubulação e na aquisição de peças de reposição. Não é uma classificação acadêmica. O tipo de válvula de retenção controla quanta resistência ao fluxo a linha terá, se a válvula pode lidar com meios sujos ou viscosos, se pode ser instalada em um riser vertical e se fechará com força e criará um pico de pressão quando a bomba parar. Num sistema de tubulação termoplástica a decisão é ainda mais importante, porque o corpo da válvula, os flanges e o próprio tubo são de plástico. Uma válvula de retenção mal combinada pode criar golpe de aríete que quebra um flange, afrouxa uma junta cimentada com solvente ou cansa a conexão roscada de um medidor de vazão.
O objetivo deste artigo é dar uma resposta prática a essa pergunta. Ele explica os três principais tipos de válvulas de retenção, compara-os em relação à queda de pressão, orientação, tendência ao golpe de aríete e compatibilidade do meio e, em seguida, passa para a seleção de materiais, erros de instalação, aplicações industriais e conselhos de especificação que o engenheiro do fabricante realmente usa no chão de fábrica.
A conclusão primeiro: os três tipos principais de válvulas de retenção são a válvula de retenção de giro, a válvula de retenção de esfera e a válvula de retenção de elevação. Esses três grupos são definidos pelo elemento móvel que bloqueia o fluxo reverso, e todos os outros projetos de válvula de retenção são uma variação de um desses três ou um derivado para serviços especiais. Uma válvula de retenção wafer, por exemplo, é uma variação de disco duplo otimizada para comprimentos de instalação curtos. Uma válvula de pé é uma válvula de retenção esférica com um filtro integrado para linhas de sucção da bomba. Uma válvula de retenção silenciosa adiciona uma mola e um disco guiado, que é um conceito de retenção de elevação. Compreender esse agrupamento é o caminho mais curto para uma especificação correta.
Todas as válvulas de retenção funcionam automaticamente, sem atuador, alavanca ou fonte de alimentação externa. O fluxo direto abre a válvula; o fluxo reverso ou a gravidade o fecham. O que separa os três tipos principais é a geometria do elemento de fechamento e o caminho que o fluido deve percorrer no corpo. Estas diferenças produzem diferenças mensuráveis na queda de pressão, confiabilidade, velocidade de fechamento e orientação aceitável.
Na linha de produtos de um fabricante de válvulas termoplásticas, essas distinções se traduzem diretamente em diferentes padrões de corpo e estilos de conexão. As válvulas de retenção oscilantes estão disponíveis com conexões flangeadas ou wafer e são escolhidas quando a linha está limpa e horizontal. As válvulas de retenção de esfera são oferecidas em designs flangeados e de união verdadeira, e a versão de união pode ser retirada da linha sem perturbar a tubulação. As válvulas de retenção de elevação, embora menos comuns em sistemas plásticos, ainda aparecem em linhas termoplásticas de alta pressão, onde o fechamento hermético é a prioridade. As seções abaixo fornecem o princípio de operação, pontos fortes, limites e aplicações típicas de cada tipo.
Um disco articulado gira aberto com fluxo direto e recua por gravidade. Melhor para líquidos limpos em linhas horizontais ou verticais.
Uma esfera de movimento livre levanta-se da sede e recoloca-se quando o fluxo se inverte. Lida com fluidos viscosos e sólidos leves. Pode ser instalado próximo a bombas.
Um disco ou pistão guiado se move diretamente contra a sede. Adequado para meios limpos e pressões mais altas, com maior queda de pressão.
Dois meios-discos com mola dobram-se para abrir e fechar entre dois flanges. Comprimento face a face curto; baixo peso; responde rapidamente.
Se o fluido estiver limpo, o fluxo for contínuo e o tubo for horizontal, a válvula de retenção oscilante é geralmente o primeiro tipo a ser avaliado. Dentro de uma válvula de retenção oscilante, o elemento de fechamento é um disco montado em uma dobradiça ou pino na borda superior do caminho do fluxo. O fluxo direto empurra o disco até que ele entre na câmara superior do corpo. Quando o fluxo diminui, para ou tenta reverter, a gravidade puxa o disco de volta para a sede. Como o disco gira em vez de transladar, a válvula aberta deixa um caminho quase reto para o fluido, o que mantém baixa a resistência ao fluxo.
Esse caminho de fluxo reto é o principal motivo pelo qual as válvulas de retenção oscilantes são especificadas em linhas de descarga de bombas, coletores de água de plantas e linhas de transferência de produtos químicos, onde a eficiência energética é importante. Nas válvulas termoplásticas feitas de UPVC, CPVC, PPH ou PVDF, o design oscilante evita passagens tortuosas que estimulam a erosão e o ruído em altas velocidades. O corpo é normalmente uma construção de duas partes com uma tampa, que fornece acesso para inspeção da sede e substituição do disco sem remover a válvula da linha.
A compensação é a velocidade de fechamento. Um disco oscilante é pesado em relação à força de fechamento disponível e, se o fluxo parar abruptamente, o disco pode bater na sede, criando um pico de pressão conhecido como golpe de aríete. O mesmo efeito ocorre quando uma bomba desarma e a coluna de fluido inverte rapidamente. Por esta razão, as válvulas de retenção oscilantes não são recomendadas em serviços de bombas de ciclo curto ou em linhas onde o fluxo se inverte repentinamente. Onde o golpe de aríete é uma preocupação, um disco assistido por mola ou uma válvula de retenção esférica ou wafer de fechamento mais rápido é um melhor ponto de partida.
A orientação é outro limite prático. Uma válvula de retenção oscilante deve ser instalada em um tubo horizontal ou vertical com fluxo ascendente. No fluxo vertical descendente, o disco não pode cair contra a sede porque a gravidade o mantém aberto. Nas linhas horizontais, a dobradiça deve estar na parte superior para que o disco feche de forma confiável. Também vale a pena verificar a pressão operacional mínima: em velocidades de fluxo muito baixas, um disco oscilante pode pairar parcialmente aberto e vibrar contra a sede, causando desgaste rápido da superfície da sede. Se a linha frequentemente corre em baixa velocidade, considere uma bola ou tipo de levantamento.
Os pontos de serviço típicos para válvulas de retenção oscilantes incluem descarga de bomba na transferência de água, plataformas de dosagem de produtos químicos com líquidos limpos, coletores de ar comprimido e circuitos de água de resfriamento. O material da sede, geralmente uma borracha sintética ou elastômero colado dentro do corpo plástico, deve ser selecionado após verificação da temperatura do fluido e da compatibilidade química, pois o corpo e a sede enfrentam diferentes condições de exposição.
Válvula de retenção oscilante with Low Flow Resistance and Easy Maintenance Esta válvula de retenção oscilante utiliza um disco tipo braço que oferece pouca resistência ao fluxo e permite a manutenção removendo apenas a tampa do castelo. Ele é adequado para aplicações de líquidos limpos, como descarga de bombas e dosagem de produtos químicos, com temperatura dependente do material e opções de compatibilidade química. Ver Produto → Quando o fluido é viscoso, contém sólidos suspensos ou a bomba liga e para com frequência, a válvula de retenção esférica é o projeto mais tolerante. Uma válvula de retenção esférica usa uma esfera esférica como elemento de fechamento. Na posição aberta, o fluxo direto afasta a bola do assento e passa ao redor dela. Quando o fluxo direto para, a esfera cai ou é empurrada de volta para a sede, onde forma uma vedação circular ao redor do furo. Não há dobradiça para emperrar, nenhum disco para vibrar e nenhuma guia que possa ser bloqueada por detritos. A bola sempre retorna ao ponto mais baixo do corpo, que também é a posição onde a melhor vedação é feita.
Este mecanismo simples oferece à válvula de retenção esférica diversas vantagens práticas em tubulações plásticas industriais. Primeiro, ela fecha mais rápido do que uma válvula de retenção oscilante quando o fluxo inverte, o que reduz a gravidade do golpe de aríete em muitas aplicações de bombas. Em segundo lugar, ele pode lidar com fluidos que transportam sólidos finos, porque a bola se move completamente para fora do caminho e não depende de uma dobradiça de precisão. Terceiro, a linha de vedação é um círculo, o que torna a válvula menos sensível a pequenas quantidades de incrustações ou resíduos de polímero que se formam na sede.
A principal desvantagem é a queda de pressão. Na posição aberta, a esfera ocupa parte do caminho do fluxo, de modo que o fluido tem que mudar de direção em torno dela. O coeficiente de fluxo é menor do que o de uma válvula de retenção de giro, o que significa que uma válvula de retenção de esfera consumirá mais altura manométrica em uma linha de alta velocidade. O superdimensionamento de uma válvula de retenção esférica é um erro comum: se a válvula tiver um ou dois tamanhos nominais maiores que o tubo, a esfera poderá flutuar e vibrar em baixa vazão, causando desgaste da sede. A válvula deve ser selecionada de acordo com a faixa de velocidade do fluxo e não simplesmente com base no tamanho do tubo.
Para sistemas termoplásticos, as válvulas de retenção esféricas são produzidas em estilos de corpo flangeado e de união verdadeira. A versão de união verdadeira é particularmente útil em instalações sensíveis à manutenção porque o corpo pode ser aberto e a esfera removida sem cortar o tubo ou perturbar os flanges. A esfera em si costuma ser de plástico sólido, como PPH ou PVDF, e a sede é um elastômero selecionado para compatibilidade química. Em instalações com fluidos muito agressivos, o material da esfera deve corresponder ao material do tubo para evitar inchaço ou ataque superficial.
As aplicações comuns para válvulas de retenção de esfera incluem transferência de ácido clorídrico, linhas de dosagem de cáusticos, linhas de polpa com baixo carregamento de sólidos, circulação de banho de revestimento e qualquer descarga de bomba onde seja necessária uma válvula de retenção compacta e de fechamento rápido. O tipo flangeado é adequado para linhas que raramente são desmontadas; o tipo união é ideal para válvulas que necessitam de limpeza periódica.
Válvula de retenção esférica flangeada para meios corrosivos carregados de partículas Um design de esfera totalmente esférico resiste ao bloqueio de partículas suspensas, e uma esfera de PTFE opcional melhora a vedação e a resistência à corrosão. Ideal para linhas de dosagem e transferência que necessitam de uma válvula de retenção compacta e autolimpante com conexões flangeadas para instalação permanente. Ver Produto → A válvula de retenção de elevação é o terceiro dos três tipos principais e ganha seu lugar pela qualidade da vedação, e não pela eficiência do fluxo. Dentro de uma válvula de retenção de elevação, o elemento de fechamento é um disco ou pistão que se move para cima e para baixo dentro de uma guia, perpendicular à sede. O fluxo direto levanta o disco da sede; quando o fluxo para ou inverte, o disco cai para trás e assenta com um ajuste firme. O formato interno do corpo está relacionado ao padrão da válvula globo, e o disco é guiado para retornar exatamente à mesma posição todas as vezes.
Como o disco é guiado, uma válvula de retenção de elevação cria uma vedação confiável e repetível. Isto o torna útil para gases, para líquidos limpos com baixa viscosidade e para sistemas que operam em pressões mais altas, onde o vazamento através do elemento de fechamento seria perigoso ou um desperdício. A sede pode ser usinada com um padrão de qualidade mais elevado do que uma sede de disco oscilante, porque o disco se aproxima da sede ao longo de um eixo fixo e não ao longo de um arco.
A compensação é a queda de pressão. O fluido deve girar ao entrar na válvula, passar ao redor do disco e girar novamente ao sair, o que é um caminho significativamente mais tortuoso do que uma válvula de retenção oscilante ou de esfera. Em tubulações longas, a perda de carga acumulada de uma válvula de retenção de elevação pode ser suficiente para alterar o ponto de funcionamento da bomba. A mesma restrição geométrica também torna as válvulas de retenção de elevação inadequadas para fluidos com sólidos em suspensão, que podem se depositar na guia e eventualmente prender o disco.
A orientação depende do design do corpo. O padrão horizontal possui um disco que se move verticalmente em um plano perpendicular ao eixo do tubo, portanto deve ser montado com o castelo voltado para cima. O padrão vertical é construído para linhas verticais com fluxo ascendente, onde o disco se eleva ao longo do eixo do tubo. Algumas válvulas de retenção de elevação podem ser convertidas entre padrões horizontais e verticais alterando a disposição da sede, mas nas válvulas de plástico o corpo geralmente é fundido para apenas uma orientação.
Para tubulações termoplásticas, as válvulas de retenção de elevação aparecem principalmente em linhas de instrumentos de alta pressão, em sistemas de injeção química de pequeno diâmetro e em serviços de gás ou vácuo onde um fechamento estanque a bolhas é mais importante do que baixa perda de carga. Quando é necessária uma válvula compacta com resposta rápida, também está disponível uma válvula de retenção silenciosa guiada por mola baseada no princípio de elevação; ele usa uma mola para fechar o disco, o que reduz o golpe de aríete.
Uma válvula de retenção wafer pertence a esta discussão porque é a alternativa compacta mais comum aos três tipos principais. Às vezes é chamada de válvula de retenção de placa dupla ou disco duplo. Em vez de um grande membro de fechamento, a válvula de retenção wafer usa duas placas semicirculares, ou meios discos, montadas em um pino de dobradiça central que passa verticalmente pelo corpo da válvula. Sem fluxo, as placas são mantidas fechadas por molas de torção. O fluxo para frente os dobra contra as molas; quando o fluxo inverte, as molas e a pressão reversa fecham as placas.
A primeira vantagem de uma válvula de retenção wafer é o tamanho e o peso. O corpo da válvula é essencialmente um cilindro curto que se ajusta entre dois flanges de tubo e é mantido no lugar pelos parafusos do flange. Seu comprimento face a face é muito menor do que uma válvula de retenção oscilante ou esférica do mesmo diâmetro e seu peso é menor. Em diâmetros grandes, por exemplo DN200 e superiores, isto produz economias significativas em estruturas de suporte e mão de obra de instalação, especialmente em linhas verticais onde válvulas pesadas são difíceis de manusear.
A segunda vantagem é a velocidade de fechamento. Como as duas placas percorrem uma distância curta, a válvula de retenção wafer responde rapidamente ao fluxo reverso, o que reduz o golpe de aríete. A força da mola também garante que as placas comecem a fechar assim que a velocidade do fluxo direto cai, em vez de esperar que a gravidade atue. Isso torna o design do wafer popular na descarga de bombas que circulam com frequência.
O principal requisito de instalação é a centralização precisa. A válvula deve assentar concentricamente entre os dois flanges para que ambas as placas abram uniformemente e o pino da dobradiça não esfregue na junta. Se a válvula for montada descentralizada, uma placa pode emperrar na posição semiaberta ou a junta pode ser danificada quando os parafusos do flange forem apertados. Na tubulação de plástico, o corpo do wafer é comumente moldado em UPVC, CPVC, PPH ou PVDF, com uma mola resistente à corrosão. Ligas à base de níquel são frequentemente usadas para molas e pinos de dobradiça em serviços químicos agressivos.
Para aplicações corrosivas, a válvula de retenção wafer deve ser selecionada com o mesmo cuidado dado ao material do corpo, pois a mola é a primeira peça a falhar caso o fluido a ataque. Um corpo de plástico com mola de metal é tão resistente à corrosão quanto a mola. Existem designs de mola totalmente plásticos para diâmetros pequenos, mas para tamanhos maiores o material da mola deve ser confirmado em relação à especificação do fluido.
Válvula de retenção wafer com design compacto para tubulação corrosiva Com um comprimento face a face curto, esta válvula de retenção wafer leve simplifica a instalação em espaços apertados. Oferecido em UPVC, CPVC e PPH, resiste à corrosão; entretanto, o material da mola deve ser verificado quanto a fluidos agressivos, e os flanges PPH podem precisar de chanfro para obter um ângulo de abertura mais amplo. Ver Produto → Uma válvula de pé é a resposta prática para um problema muito específico: manter a linha de sucção da bomba cheia de líquido. Quando uma bomba fica acima do nível do líquido em um tanque ou poço, a linha de sucção deve permanecer cheia para que a bomba possa escorvar na próxima partida. Se o líquido drenar de volta quando a bomba parar, a bomba perde a escorva e funciona a seco, o que destrói os selos mecânicos e os impulsores.
Uma válvula de pé é fundamentalmente uma válvula de retenção de esfera com uma tela de filtro adicional na entrada. É instalado na parte inferior da linha de sucção vertical, submerso no líquido. Quando a bomba funciona, o líquido é puxado para cima, passando pela esfera, que sai da sede. Quando a bomba para, a coluna de líquido acima da válvula pressiona a esfera de volta na sede, vedando a linha. O filtro evita que partículas maiores e detritos entrem no tubo de sucção e cheguem à bomba.
As válvulas de pé estão disponíveis em versões flangeadas e de união nos mesmos materiais termoplásticos que outras válvulas de retenção. A versão de união simplifica a manutenção do filtro, que é o ponto de manutenção mais frequente: a tela obstrui gradualmente com detritos na água suja e a queda de pressão na válvula aumenta, causando cavitação na bomba. A limpeza regular do filtro é mais importante do que qualquer outra etapa de manutenção.
A configuração da sede e da esfera é essencialmente idêntica a uma válvula de retenção de esfera, portanto a lógica de seleção do material é a mesma. A mola, se presente, é usada apenas para manter a bola suavemente no lugar durante períodos de baixo fluxo; a maioria das válvulas de pé opera sem molas para evitar restringir o fluxo de sucção. Ao dimensionar uma válvula de pé, a velocidade através da tela do filtro deve ser mantida baixa para evitar queda excessiva de pressão no lado de sucção da bomba.
A tabela abaixo compara os três tipos principais e as duas variantes mais comuns nos fatores que determinam uma seleção prática. A mesma comparação se aplica às válvulas metálicas e termoplásticas, embora os limites de pressão e temperatura sejam diferentes de acordo com o material do corpo.
| Tipo | Elemento de fechamento | Orientação típica | Queda de pressão | Tendência do golpe de aríete | Melhor condição de fluido | Limitação principal |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Verificação de balanço | Disco articulado | Horizontal ou vertical para cima | Baixo | Médio (bate do disco em parada repentina) | Líquidos limpos e de baixa viscosidade | Ruim com mídia suja; precisa de espaço para viajar no disco |
| Verificação de bola | Bola em movimento livre | Horizontal ou vertical para cima | Médio | Baixo to medium | Fluidos viscosos, sólidos leves | Maior perda de carga; a bola pode vibrar em fluxo baixo |
| Verificação de elevação | Disco ou pistão guiado | Horizontal (capô para cima) ou vertical para cima | Alto | Baixo if spring-assisted | Limpe líquidos e gases em alta pressão | Alto pressure drop; unsuitable for solids |
| Bolacha / placa dupla | Duas placas com mola | Qualquer um, com flanges em ambos os lados | Baixo to medium | Baixo | Líquidos limpos ou levemente sujos | Requer centralização precisa entre flanges |
| Válvula de pé | Bola mais tela de filtro | Vertical, submerso no final da linha | Médio; rises as screen plugs | Baixo | Linhas de sucção de bombas | Requer limpeza periódica do filtro |
O gráfico abaixo ilustra a queda de pressão relativa de cada família na mesma vazão e tamanho de tubo. Os valores são estimativas normalizadas para tamanhos industriais típicos.
Menor é melhor. Estimativas baseadas em valores típicos de Cv para válvulas de retenção termoplásticas com o mesmo diâmetro nominal.
Para uma visão mais detalhada das características operacionais de um corpo de válvula de retenção e do projeto de seu caminho de fluxo, o artigo sobre como escolher a melhor válvula de retenção para o seu fluido explica o efeito da distribuição do fluxo, do ângulo da sede e da geometria do disco no desempenho no mundo real.
O processo de seleção correto começa com o fluido, depois com o layout da tubulação, depois com a perda de pressão aceitável e, finalmente, com as consequências da falha. Trabalhar nesta ordem evita o erro de especificação mais comum, que é selecionar um padrão de corpo de válvula antes de considerar a condição de serviço.
Quando a seleção ainda é incerta, a melhor abordagem é comparar o modo de falha de cada candidato. Se uma válvula de retenção oscilante for escolhida para um fluxo pulsante, o desgaste da sede será a falha provável. Se uma válvula de retenção de elevação for instalada em uma linha com partículas finas, a guia do disco irá emperrar. Se uma válvula de retenção wafer for montada fora do centro, a placa impedirá o fechamento total. Escolher o tipo oposto em cada caso geralmente evita o fracasso.
As curvas mostram que a queda de pressão cresce com a velocidade do fluxo para todos os tipos, mas a válvula de retenção de elevação consome mais carga e a válvula de retenção de oscilação consome menos na mesma velocidade.
Para uma comparação estruturada das opções disponíveis e das perguntas que um especificador deve responder antes de fazer o pedido, consulte qual tipo de válvula de retenção é mais adequado para sua aplicação específica .
Escolher entre os três tipos principais é metade da especificação. A outra metade é o material do corpo e do assento. Uma válvula de retenção giratória projetada para água limpa não sobreviverá a uma linha de ácido quente se o corpo for do polímero errado, e uma válvula de retenção esférica com sede de borracha natural inchará rapidamente em hidrocarbonetos. Em sistemas de tubulação plástica industrial, o material da válvula deve corresponder ao fluido, à temperatura e à classificação de pressão exatamente da mesma maneira que o próprio tubo.
As válvulas de retenção termoplásticas são fabricadas nas mesmas famílias de resinas dos sistemas de tubulação que atendem. Cada material tem um teto de temperatura e um perfil de compatibilidade química, e a sede da válvula acrescenta uma restrição adicional porque os elastômeros amolecem, incham ou endurecem dependendo do fluido.
O material do assento merece tanta atenção quanto o corpo. A maioria das válvulas de retenção termoplásticas usa uma sede de elastômero, como EPDM, FPM (FKM) ou designs revestidos de PTFE. EPDM resiste a água quente, vapor, álcalis e muitos ácidos. O FPM resiste a óleos, combustíveis e produtos químicos agressivos em temperaturas mais altas. Os revestimentos de PTFE fornecem resistência química quase universal, mas apresentam algum comportamento de fluxo a frio sob compressão prolongada. Em uma válvula de retenção esférica, o material da esfera também é importante: não se deve esperar que uma esfera sólida de PVDF em um corpo UPVC funcione exatamente como uma esfera sólida de PPH, porque a densidade e a dureza superficial afetam tanto a vedação quanto o desgaste.
Para um fabricante que fornece sistemas completos de tubulação termoplástica, a vantagem de combinar a válvula de retenção com o material do tubo é a previsibilidade de custos e uma única fonte de responsabilidade. Se o tubo for de CPVC, especificar uma válvula de retenção de CPVC com sede de elastômero compatível evita as incompatibilidades de expansão galvânica e térmica que podem aparecer quando uma válvula de retenção de metal é instalada em uma linha de plástico. As válvulas de retenção metálicas ainda são usadas em tubulações de plástico em algumas fábricas, mas a conexão roscada ou flangeada, o peso e a diferença de corrosão entre o corpo e o tubo criam problemas de manutenção a longo prazo.
Uma válvula de retenção que falha logo após a instalação geralmente não é um defeito de fabricação. É mais frequentemente um produto de orientação incorreta, dimensionamento inadequado ou má preparação do tubo. Cada um dos três tipos principais possui regras de instalação específicas, e as falhas de campo mais comuns remontam a um dos erros a seguir.
Nos sistemas termoplásticos existe uma regra de instalação adicional: as operações de cimento-solvente e soldagem devem ser concluídas antes da instalação da válvula de retenção, e não depois. Os vapores do cimento solvente podem atacar as sedes de elastômero e o calor da soldagem por fusão pode deformar a sede de uma válvula adjacente. A válvula de retenção deve ser o último componente instalado em uma nova seção de tubulação e deve ser manuseada pelo corpo de plástico e não pelos flanges para evitar cargas de flexão que distorcem a face da vedação.
Cada indústria desenvolve uma preferência por um ou dois tipos de válvulas de retenção, e a preferência é baseada nas condições do fluido, não no hábito. O resumo a seguir combina serviços típicos com uma família de válvulas recomendada e o raciocínio por trás disso.
Bola and swing checks dominate. Ball checks suit viscous reagents and slurries; swing checks handle clean acids and solvents with minimal head loss.
Balanço checks on clean water lines, ball checks on polymer dosing and sludge lines. Wafer checks are used in skids where space is limited.
Bola check valves are preferred because plating baths contain suspended hydroxide solids. CPVC bodies handle hot chrome and nickel solutions.
As válvulas de retenção tipo esfera e diafragma em PVDF proporcionam superfícies limpas e sem fendas. As conexões de união permitem a desmontagem periódica para limpeza.
Verificações de bolachas e wafers de PVDF em linhas de ácido de alta pureza. A baixa permeação do PVDF protege sistemas de distribuição de produtos químicos ultrapuros.
As válvulas de pé mantêm a escorva nas sucções da bomba centrífuga. As verificações de esfera protegem os pontos de injeção de fertilizante contra refluxo para o tanque doseador.
Em todos os setores, o tipo de válvula é apenas a primeira camada. O elastômero da sede, o estilo de conexão e a classificação de pressão completam a especificação. Uma linha de revestimento que funciona a 75 graus Celsius em tubo CPVC deve usar uma válvula de retenção de esfera CPVC com sede FKM ou EPDM, e não uma válvula UPVC com sede nitrílica, independentemente de qual dos três tipos principais for escolhido.
Os três tipos principais são válvulas de retenção de giro, válvulas de retenção de esfera e válvulas de retenção de elevação. Eles são classificados pelo seu elemento de fechamento. Uma válvula de retenção de giro usa um disco articulado, uma válvula de retenção de esfera usa uma esfera esférica de movimento livre e uma válvula de retenção de elevação usa um disco ou pistão guiado que se move diretamente contra a sede. As válvulas de retenção wafer e as válvulas de pé são variantes comuns dessas famílias, em vez de categorias totalmente separadas.
A válvula de retenção oscilante tem a menor queda de pressão porque seu disco gira totalmente fora do caminho do fluxo, deixando uma passagem quase reta. Em uma válvula termoplástica, o projeto oscilante é, portanto, preferido em descarga de bombas e linhas de transferência longas, onde a perda de carga é convertida diretamente em custo de energia. A válvula de retenção de elevação cria a maior queda de pressão dos três tipos, e a válvula de retenção esférica fica entre eles.
Uma válvula de retenção esférica pode ser instalada em linha vertical com fluxo ascendente. Nesta posição, a gravidade ajuda a bola a retornar ao assento quando a bomba para. Uma válvula de retenção de esfera não deve ser usada em uma linha vertical com fluxo descendente porque a esfera pode ser mantida afastada da sede pelo fluxo descendente. Uma válvula de pé, que é uma válvula de retenção esférica com filtro, é projetada especificamente para a parte inferior de uma linha de sucção vertical.
Um disco oscilante é pesado e percorre um longo arco. Quando o fluxo direto para repentinamente, a coluna de fluido inverte e bate o disco na sede em alta velocidade. O contato cria um pico de pressão que percorre o tubo. As soluções incluem a seleção de uma válvula de retenção wafer ou esférica que feche mais rápido, adicionando uma mola para auxiliar o disco oscilante ou diminuindo a velocidade do fluxo. Em tubulações termoplásticas, o golpe de aríete é especialmente prejudicial porque os flanges de plástico e as juntas cimentadas com solvente são menos resilientes que o aço soldado.
Uma válvula de retenção é uma válvula automática única que interrompe o fluxo reverso em uma direção. Um preventor de refluxo é um conjunto que contém duas válvulas de retenção e uma porta de teste em uma unidade, usado onde a conexão cruzada de água potável e fluido de processo contaminado deve ser fisicamente separada. Os preventores de refluxo são exigidos pelos regulamentos hídricos; uma válvula de retenção por si só geralmente não é aceita como substituto de um dispositivo de prevenção de refluxo em conexões de água potável. Os dois termos são frequentemente confundidos na manutenção de plantas.
Para fluidos corrosivos, uma válvula de retenção termoplástica costuma ser mais confiável do que uma de metal porque o corpo não enferruja ou incrusta. As peças de trabalho, porém, são diferentes: a bola ou disco de plástico é mais leve e a sede é elastomérica, portanto a temperatura e a compatibilidade química devem ser respeitadas. Se a válvula estiver corretamente adaptada à temperatura do fluido, as válvulas de retenção de plástico proporcionam longa vida útil com menor peso e custo. As falhas prematuras mais comuns resultam da escolha de uma sede de elastômero incompatível com o fluido ou do golpe de aríete que excede a classificação de pressão do corpo de plástico.
Uma conexão flangeada é a opção mais forte e rígida, adequada para grandes diâmetros e altas cargas de flexão. Uma conexão de união verdadeira permite que a válvula seja aberta ou removida da linha afrouxando as porcas de união, sem desmontar os encaixes dos tubos adjacentes. Para válvulas de retenção de esfera em tubulação de plástico, o estilo de união verdadeira é a melhor opção de manutenção porque a esfera e a sede podem ser inspecionadas no local. As conexões flangeadas são preferidas para válvulas de retenção tipo wafer porque o próprio corpo do wafer fica imprensado entre dois flanges.
O caminho mais curto para uma especificação confiável de válvula de retenção é nomear primeiro a família. Se o fluido estiver limpo e a linha horizontal com fluxo estável, especifique uma válvula de retenção oscilante. Se o fluido for viscoso, transportar partículas ou se a bomba arrancar e parar frequentemente, especifique uma válvula de retenção de esfera. Se o serviço for de alta pressão, limpo e exigir vedação hermética, especifique uma válvula de retenção de elevação. Se o espaço de instalação for apertado ou a válvula precisar funcionar em qualquer orientação, use uma válvula de retenção tipo wafer. E se a válvula ficar na parte inferior da linha de sucção da bomba, use uma válvula de pé.
Depois que a família for selecionada, verifique os quatro detalhes que determinam se a válvula sobreviverá ao seu primeiro ano de serviço: o material do corpo em relação ao fluido e à temperatura, o elastômero da sede contra ataque químico, a classificação de pressão em relação à pressão máxima de surto, incluindo golpe de aríete, e o tipo de conexão em relação ao plano de manutenção. Em sistemas termoplásticos, esses quatro detalhes são responsáveis por quase todas as falhas prematuras de válvulas de retenção observadas em campo.
Para engenheiros que gerenciam fábricas com fluidos químicos agressivos, uma válvula de retenção termoplástica de um fabricante com sua própria linha de válvulas e tubulações oferece uma vantagem: a válvula, o tubo e as conexões vêm do mesmo sistema de material, portanto, a expansão térmica, a resistência química e as classificações de pressão são consistentes em toda a linha. Todos os três principais tipos de válvulas de retenção existem nesse sistema, e a escolha correta é aquela cujo mecanismo corresponde ao fluido e ao perfil de fluxo, e não aquele que parece mais familiar.
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