Torque da válvula borboleta: cálculo, dimensionamento do atuador e fatores de serviço

Nome do autor: Bruce Zheng

Função do autor: Cofundador e engenheiro de válvulas da NTGD Valve

Biografia do autor: Bruce Zheng é cofundador e engenheiro de válvulas da NTGD Valve, com foco na seleção de válvulas industriais, aplicação e conteúdo técnico para compradores B2B globais.

Última atualização: 6 de julho de 2026

O torque da válvula borboleta é um dos valores-chave utilizados na seleção de um operador manual, redutor, atuador pneumático, atuador elétrico ou conjunto de válvula automatizado. Ele indica ao engenheiro qual a força de rotação necessária para iniciar o movimento do disco, mantê-lo em movimento e fechar ou abrir a válvula nas condições de serviço especificadas.

O valor do torque de uma válvula borboleta não é um número fixo. O torque necessário varia de acordo com o tamanho da válvula, a pressão diferencial, o material da sede, o projeto do disco, as condições do fluido, a temperatura, a frequência de operação e o tempo que a válvula permaneceu em uma determinada posição. Uma tabela de torque ou um cálculo pode auxiliar no dimensionamento preliminar do atuador, mas a seleção final do atuador deve basear-se no projeto da válvula, nos dados do fabricante e nas condições reais de operação.

Para engenheiros e compradores, o objetivo de analisar o torque da válvula borboleta não é apenas determinar um valor. Trata-se de escolher a base de torque correta, evitar o subdimensionamento ou o superdimensionamento desnecessário do atuador e preparar os dados de serviço de que o fornecedor da válvula precisa antes de confirmar o conjunto do atuador.

Este guia explica como é definido o torque de uma válvula borboleta, quais tipos de torque são importantes, como estimar o torque, como interpretar uma tabela de torque de válvulas borboleta e quais dados devem ser incluídos em uma solicitação de cotação (RFQ) antes da confirmação do dimensionamento do atuador.

O que é o torque da válvula borboleta?

Resposta rápida: o torque da válvula borboleta não é um valor fixo

O torque da válvula borboleta é a força de rotação necessária no eixo ou na haste da válvula para acionar o disco. Na prática, ele é utilizado para determinar se uma alavanca, uma caixa de engrenagens, um atuador pneumático, um atuador elétrico ou outro tipo de operador é capaz de acionar a válvula de maneira confiável.

O valor varia porque uma válvula borboleta não opera em uma condição ideal sem carga. O disco interage com a sede, o eixo gira através dos rolamentos e da vedação, e o fluido pode exercer força sobre o disco. Essas condições variam de acordo com o tamanho da válvula, o projeto da sede, as condições de pressão e a aplicação em serviço.

Por esse motivo, uma afirmação como “uma válvula borboleta de 16 polegadas requer um torque de X” é incompleta, a menos que as condições de operação também sejam conhecidas. A pergunta relevante é: Qual valor de torque deve ser utilizado para essa válvula, sob essa pressão diferencial, com esse material de sede, nesse meio e para esse tipo de atuador?

Onde o torque atua em uma válvula borboleta

Em uma válvula borboleta, o torque é aplicado ao eixo ou à haste. O eixo faz o disco girar, e o disco se move entre as posições fechada, parcialmente aberta e totalmente aberta.

A demanda de torque pode provir de várias áreas:

Uma estimativa confiável do torque deve levar em conta essas fontes, em vez de tratar a válvula como uma simples placa giratória.

Para uma análise mais detalhada de como o corpo, o disco, a haste, o assento, a vedação e o atuador afetam a vedação e o comportamento operacional, consulte o documento da NTGD Guia de peças e componentes de válvulas borboleta.

Por que o tamanho da válvula, o diferencial de pressão, o material da sede e as condições de operação são importantes

Uma válvula maior normalmente possui um disco maior e uma área de contato maior. Uma pressão diferencial mais elevada pode aumentar a força que atua sobre o disco e a sede. Uma exigência de fechamento mais hermético ou um material de sede mais resistente podem alterar o torque de fechamento e abertura. Gás seco, pó, polpa, meios viscosos, incrustações ou operação pouco frequente podem aumentar a resistência operacional em comparação com o serviço com água limpa.

O ponto mais importante é simples: o torque da válvula borboleta depende do projeto específico da válvula e das condições de operação. Ele não deve ser copiado de outra marca, de outro material de sede ou de outras condições de pressão sem uma análise de engenharia.

Por que o torque da válvula borboleta é importante para a operação e o dimensionamento do atuador

O torque da válvula borboleta não é apenas um valor calculado. Ele afeta diretamente a confiabilidade, a seleção do atuador, a velocidade de operação, a operação manual e a vida útil a longo prazo.

Risco de atuador subdimensionado

Se o torque de saída do atuador for inferior ao torque necessário para a válvula nas piores condições operacionais previstas, a válvula poderá não abrir, não fechar, parar em uma posição parcialmente aberta, sobrecarregar o atuador ou não atingir a posição de segurança exigida.

Esse risco é especialmente importante para sistemas automatizados, funções de desligamento de emergência, operação remota e válvulas que permanecem na mesma posição por longos períodos antes de serem acionadas novamente. A pressão diferencial no pior cenário possível, longos períodos de inatividade, meios secos ou viscosos, incrustações e depósitos podem fazer com que o torque real seja maior do que a estimativa para operação normal.

Risco de atuador superdimensionado

A escolha de um atuador muito maior do que o necessário também pode causar problemas. Isso pode aumentar o custo, adicionar peso desnecessário, exigir mais espaço para instalação ou aplicar força excessiva aos componentes da válvula durante a operação. Em alguns sistemas, a força excessiva do atuador pode aumentar a tensão no eixo, no disco, na sede ou nos batentes mecânicos.

Um atuador maior não é, necessariamente, a opção mais segura. O eixo da válvula, o projeto da sede, os batentes mecânicos, a carga de trabalho do atuador e a função de segurança em caso de falha devem ser verificados em relação ao torque de saída do atuador.

O objetivo não é escolher o atuador maior. O objetivo é ajustar o torque de saída do atuador ao torque confirmado da válvula, utilizando um fator de segurança adequado.

Limites de operação manual, por engrenagem, pneumática e elétrica

O torque também ajuda a determinar se a válvula deve utilizar uma alavanca, um operador de engrenagem, um atuador pneumático, um atuador elétrico ou um conjunto motorizado.

Uma válvula borboleta pequena com sede resiliente, utilizada em serviços de baixa pressão, pode ser acionada por uma alavanca. Uma válvula maior, com pressão de fechamento mais alta, sede metálica ou operação em condições adversas pode exigir uma caixa de engrenagens ou um atuador automatizado. Os atuadores pneumáticos devem ser verificados quanto ao suprimento de ar disponível e aos requisitos de segurança em caso de falha. Os atuadores elétricos devem ser verificados quanto ao torque de saída, ciclo de trabalho, velocidade, fonte de alimentação e requisitos de controle.

Quando a operação manual se torna difícil, a próxima verificação do projeto costuma ser se um válvula borboleta operada por engrenagem pode fornecer torque suficiente na haste, mantendo o esforço necessário no volante em um nível razoável.

Por que os dados de torque devem ser incluídos na fase de solicitação de cotação

O torque deve ser discutido antes do pedido da válvula e do atuador. Se o dimensionamento do atuador for deixado para a fase final da compra, o fornecedor pode não ter informações suficientes para confirmar o operador correto. Uma boa solicitação de cotação deve incluir tamanho, classe de pressão, pressão diferencial máxima, meio, temperatura, material da sede, projeto da válvula, tipo de operação, frequência de ciclagem, posição de falha e preferência de atuador.

Principais tipos de torque utilizados na seleção de válvulas borboleta

Diferentes termos de torque descrevem diferentes condições operacionais. Confundir esses termos pode levar ao dimensionamento incorreto do atuador.

Para uma visão geral imparcial do setor sobre como a sede, o apoio, a vedação e o torque dinâmico podem variar ao longo do curso da válvula borboleta, consulte a revista Valve Magazine’s Discussão sobre o torque de dimensionamento do atuador.

Esses valores, em conjunto, formam o perfil de torque da válvula borboleta ou a curva de torque ao longo do curso da válvula. O atuador deve ser verificado em relação aos principais pontos de torque ao longo de todo o curso, e não apenas em relação a um único valor de operação.

Torque de ruptura

O torque de desengate é o torque necessário para iniciar o movimento do disco, especialmente a partir da posição fechada. Ele pode ser afetado pela compressão da sede, pelo diferencial de pressão, por longos períodos de inatividade, pela temperatura, pelo envelhecimento, por depósitos e pelas condições do fluido.

Para o dimensionamento do atuador, o torque de arranque costuma ser um dos primeiros valores a serem confirmados. Se uma válvula permanecer fechada por longos períodos ou lidar com fluidos viscosos, com incrustações ou carregados de partículas, o torque de arranque não deve ser tratado como um detalhe secundário na inicialização.

Torque de montagem e desmontagem

O torque de assentamento está relacionado ao esforço necessário para fechar o disco contra a sede. O torque de desengate está relacionado ao esforço necessário para liberar o disco da sede. Em válvulas borboleta com sede resiliente, o projeto e o material da sede influenciam fortemente esses valores. Em projetos de alto desempenho ou com sede metálica, o perfil de torque pode variar, pois o mecanismo de vedação e o deslocamento do disco são diferentes.

No caso do serviço de isolamento do tipo “aberto-fechado”, o torque de abertura e fechamento costuma ser mais importante do que o torque médio de operação, pois o atuador deve fechar e reabrir a válvula de maneira confiável sob pressão.

Torque de funcionamento

O torque de operação descreve o torque necessário enquanto a válvula já está se movendo ao longo de seu curso. É um parâmetro útil, mas não deve ser o único valor considerado no dimensionamento. Uma válvula que opera com facilidade após o início do movimento pode ainda assim precisar de um torque maior para se soltar da sede ou para fechar hermeticamente.

Torque dinâmico decorrente do fluxo

O torque dinâmico é gerado pela força hidráulica que atua sobre o disco. Ele se torna mais importante quando a válvula opera sob fluxo, em posições parcialmente abertas ou em condições de alta velocidade.

Para serviços de modulação, regulação, alta velocidade, grande diâmetro ou alta pressão diferencial, o torque dinâmico deve ser verificado como um fator de risco específico no dimensionamento. Ignorar esse fator pode fazer com que um atuador pareça adequado na sede, mas fique sobrecarregado durante o curso.

Se o torque dinâmico estiver relacionado à carga do acelerador ou à posição de abertura, verifique também queda de pressão e Cv da válvula borboleta, pois a resistência ao fluxo e o ângulo de abertura podem alterar o ponto de operação que o atuador deve suportar.

Torque de atrito do rolamento, da haste e da vedação

O eixo, os rolamentos, as buchas, a vedação e as vedações da haste também aumentam a resistência. Esses componentes podem ser afetados pela escolha do material, pela temperatura, pela corrosão, pelas condições de lubrificação, pelo tempo de uso e pelas tolerâncias de fabricação.

Qual valor de torque deve ser utilizado para o dimensionamento do atuador?

O atuador deve ser selecionado com base na maior demanda de torque plausível para a condição operacional exigida, com um fator de segurança adequado, caso a tabela do fabricante ou as especificações do projeto assim o exijam. A base de torque selecionada deve ser documentada com clareza: torque de desengate, de assentamento, de desassentamento, de funcionamento, dinâmico ou um torque operacional máximo definido pelo fabricante.

Para serviços de isolamento do tipo “on-off”, comece confirmando os torques de abertura, assentamento e desassentamento sob a condição de pressão máxima esperada. Para serviços de modulação, estrangulamento, alta velocidade ou diâmetro grande, o torque dinâmico deve ser analisado além dos valores de assentamento e desassentamento.

Fatores que afetam o torque da válvula borboleta

O torque da válvula borboleta varia de acordo com as mudanças na válvula, no fluido e nas condições de operação. A matriz a seguir pode ser utilizada como um guia prático de seleção.

Tamanho da válvula e diâmetro do disco

À medida que o tamanho da válvula aumenta, a área do disco e a área de contato geralmente também aumentam. Essa é uma das razões pelas quais as válvulas borboleta de grande diâmetro geralmente exigem operadores de engrenagem ou atuadores automatizados, em vez de simples alavancas de manobra.

Diferencial de pressão na válvula

A pressão diferencial é um dos parâmetros mais importantes. Uma válvula que opera com baixa pressão na linha, mas com alta pressão diferencial de fechamento, ainda pode exigir um torque significativo. A solicitação de cotação (RFQ) deve indicar claramente a pressão diferencial máxima contra a qual a válvula poderá precisar abrir ou fechar.

Material da sede e estanqueidade da válvula

O projeto da sede tem um efeito direto sobre o torque. Uma sede resiliente pode apresentar um comportamento de assentamento e desassentamento diferente daquele de uma sede metálica. Requisitos rigorosos de vedação também podem aumentar a força necessária para assentar o disco corretamente. O material da sede deve, portanto, ser incluído na análise do torque.

Condições do fluido: água, gás seco, pó, pasta e serviços com fluidos viscosos

Os gráficos de torque costumam se basear em condições definidas de teste ou de referência. Se o meio real for gás seco, pó, pasta, fluido viscoso ou um serviço sem lubrificação, o torque pode diferir do indicado em um gráfico baseado em água limpa ou em condições de lubrificação. É por isso que os detalhes sobre o meio devem ser incluídos nas discussões sobre o dimensionamento do atuador.

Na solicitação de cotação, não se limite a indicar apenas o nome do fluido. Especifique se o serviço envolve um fluido úmido ou seco, lubrificante ou não lubrificante, limpo ou com partículas, corrosivo, viscoso, que se cristaliza ou propenso a formar depósitos.

Temperatura, corrosão, formação de incrustações e envelhecimento das sedes

A temperatura pode alterar o comportamento da vedação e o atrito. A corrosão e a formação de incrustações podem aumentar a resistência. O envelhecimento da sede e longos períodos de serviço também podem alterar o torque de desengate. Esses efeitos nem sempre são visíveis em um simples gráfico de torque; portanto, devem ser analisados em condições de serviço adversas.

Tipo de projeto: concêntrico, com duplo deslocamento e com triplo deslocamento

Uma válvula borboleta concêntrica com sede resiliente, uma válvula borboleta de alto desempenho com deslocamento duplo e uma válvula borboleta com sede metálica e deslocamento triplo não apresentam o mesmo comportamento de torque. A geometria do deslocamento, o tipo de sede, o mecanismo de fechamento e a classe de pressão podem influenciar o perfil de torque.

Um gráfico de torque referente a um modelo específico de válvula borboleta não deve ser utilizado como gráfico universal para todos os modelos de válvulas borboleta. O gráfico deve corresponder à série de válvulas e ao mecanismo de vedação selecionados.

Este artigo não pretende ser um guia sobre os tipos de válvulas borboleta, mas o tipo de projeto deve ser levado em consideração durante a análise do torque.

Para uma comparação mais abrangente entre os modelos concêntricos, de duplo deslocamento, de triplo deslocamento, tipo wafer, com saliências e flangeados, utilize o NTGD’s Guia de tipos de válvulas borboleta como referência para a seleção do projeto antes de aplicar os dados de torque.

Tempo de inatividade e frequência de ciclagem

Uma válvula que é acionada com frequência e uma válvula que permanece fechada por um longo período podem não exigir o mesmo torque de desengate. Um longo período de inatividade pode aumentar o risco de um torque inicial mais elevado, especialmente quando o fluido pode secar, formar depósitos, cristalizar ou causar corrosão.

Operações pouco frequentes ou longos períodos de inatividade devem ser relatados durante a revisão do torque, especialmente quando o atuador precisar acionar a válvula após um longo período de espera.

Os primeiros parâmetros de torque a serem confirmados são, geralmente, o tamanho da válvula, a pressão diferencial máxima, o material da sede e o tipo de projeto da válvula. As condições do fluido, a temperatura, o envelhecimento, a formação de incrustações e a frequência de ciclagem ajudam, então, a determinar se o fator de serviço, o torque dinâmico ou a confirmação de fábrica precisam de uma análise mais detalhada.

Cálculo do torque da válvula borboleta: estrutura e limites

O cálculo do torque da válvula borboleta é útil para a seleção preliminar, mas não deve ser considerado uma resposta universal. Os coeficientes de torque, o comportamento da sede, a geometria do disco e os fatores de serviço são específicos para cada projeto.

Um quadro prático de cálculo

Um cálculo prático do torque de uma válvula borboleta normalmente leva em consideração vários fatores:

Torque estimado de operação da válvula = torque de fechamento/abertura + torque de atrito da haste, do rolamento e da gaxeta + torque dinâmico quando as condições de fluxo assim o exigirem

Essa expressão é um referencial, não uma fórmula universal. O valor final deve ser comparado aos dados do fabricante.

Para a seleção inicial, utilize este fluxo de trabalho:

Este fluxo de trabalho serve para a triagem preliminar de atuadores. Ele não substitui o valor de torque confirmado para o modelo de válvula selecionado.

Torque de assento, torque de atrito e torque dinâmico

Por que uma fórmula universal não é suficiente

Uma fórmula simples pode mostrar a relação entre diâmetro, pressão e torque, mas não é capaz de representar plenamente todos os materiais de sede, projetos de disco, disposições de rolamentos, geometrias de eixo, condições do meio, temperatura e histórico de operação.

Uma estimativa genérica torna-se especialmente pouco confiável quando a válvula é grande, possui sede metálica, está exposta a gás seco, pó, pasta, alta pressão diferencial, longos períodos de inatividade ou opera em condições críticas de automação. Nesses casos, o cálculo deve ser substituído ou corrigido com base nos dados de torque fornecidos pelo fabricante, na confirmação da fábrica ou em uma análise de testes definida.

Estimativa preliminar versus dados finais de dimensionamento do atuador

Esse cálculo é útil quando o projeto ainda se encontra na fase inicial de seleção. Ele pode ajudar a comparar as modalidades de operação manual, por engrenagem, pneumática e elétrica. Também pode ajudar a identificar se a aplicação pode exigir um atuador maior ou uma verificação mais detalhada do torque.

No entanto, o dimensionamento final do atuador deve basear-se em:

• tabela de torque do fabricante ou dados técnicos confirmados;
• pressão diferencial máxima real;
• meio e temperatura reais;
• projeto da válvula e material da sede;
• modo de operação e frequência do ciclo;
• posição de falha exigida;
• torque de saída do atuador sob a pressão de ar ou alimentação elétrica disponível;
• requisitos de segurança e confiabilidade do projeto.

Quando um cálculo deve ser substituído por dados do fabricante ou por resultados de testes

Um cálculo não deve ser a única base quando a válvula for de grandes dimensões, automatizada, de alta pressão, com sede metálica, utilizada em serviços com gás seco ou polpa, instalada em uma linha crítica de desligamento ou quando se prevê que venha a operar após longos períodos de inatividade. Nesses casos, pode ser necessária a confirmação do fabricante ou a realização de testes de torque antes da seleção final do atuador.

Como interpretar uma tabela de torque de válvulas borboleta

Uma tabela de torque para válvulas borboleta é geralmente específica para cada produto. Ela pode listar valores de torque de acordo com o tamanho da válvula, o diferencial de pressão, o material da sede, a série da válvula, a classe de pressão ou as condições de operação.

O principal risco é usar o gráfico sem ler os pressupostos.

O que uma tabela de torque de válvulas borboleta geralmente mostra

Um gráfico típico pode incluir:

• tamanho da válvula ou DN / NPS;
• diferencial de pressão ou pressão de corte;
• Material do assento;
• condições de operação úmidas ou secas;
• unidades de torque;
• série ou tipo de projeto da válvula;
• se o valor for o torque de assentamento, de desassentamento, de rotação ou o torque máximo de operação;
• se já há um fator de segurança incluído;
• se o torque dinâmico está incluído ou excluído.

Muitas tabelas de torque são elaboradas com base em premissas de referência especificadas. Se uma tabela não indicar claramente o meio de referência, a temperatura, a condição da válvula, o material da sede, o tratamento do fator de segurança e se o torque dinâmico está incluído, ela deve ser utilizada apenas para comparação preliminar, e não como base definitiva para o dimensionamento do atuador.

Tabela de interpretação de gráficos

O gráfico inclui o fator de segurança?

Não presuma que uma tabela de torque para válvulas borboleta já inclua um fator de segurança. Algumas tabelas podem incluir uma margem para o dimensionamento do atuador, enquanto outras podem indicar apenas o torque básico da válvula. Essa diferença é importante. Se um fator de serviço for adicionado duas vezes, o atuador poderá ser superdimensionado. Se nenhuma margem for adicionada onde for necessário, o atuador poderá ser subdimensionado.

Só se deve seguir uma suposição de fator de segurança quando o gráfico, a ficha técnica do fabricante ou a confirmação do fornecedor indicarem claramente como o valor deve ser utilizado.

O gráfico inclui o torque dinâmico?

Não se deve presumir que o torque dinâmico esteja incluído em uma tabela padrão de torque de fechamento ou abertura. Algumas tabelas se concentram no torque de fechamento e abertura, enquanto o torque induzido pelo fluxo pode ser apresentado separadamente.

O serviço de controle, o serviço de regulação, a alta velocidade de fluxo, as válvulas de grande diâmetro e as condições de alta pressão diferencial devem ser analisados quanto ao torque dinâmico antes do dimensionamento final do atuador.

Por que o gráfico de outro fabricante não deve ser reutilizado diretamente

Um gráfico de torque é específico para um determinado modelo de válvula. Um gráfico de outro fabricante pode se basear em uma geometria de disco, projeto de eixo, material da sede, condição de pressão, método de teste ou fator de segurança diferentes. Ele pode ser útil para uma comparação aproximada, mas não deve ser utilizado como base definitiva para a seleção de um atuador para uma válvula diferente.

Tabela de torque x calculadora de torque x confirmação final da fábrica

Uma tabela de torque fornece os dados do fabricante para uma linha específica de válvulas. Uma calculadora de torque pode fornecer uma estimativa preliminar. A confirmação da fábrica relaciona a válvula selecionada, o atuador e as condições de operação.

No que diz respeito à aquisição, a decisão final deve basear-se no projeto real da válvula e nos dados operacionais, e não apenas em um cálculo genérico ou em uma tabela de terceiros.

Dimensionamento do atuador com base no torque da válvula borboleta

O dimensionamento do atuador começa com o torque necessário da válvula, mas não se limita a isso. O atuador deve fornecer torque de saída suficiente com a potência ou o suprimento de ar efetivamente disponível, na direção necessária, em toda a faixa de operação exigida e nas condições de serviço especificadas.

Uma cadeia prática de decisões para o dimensionamento é:

Quando as interfaces entre válvulas e atuadores precisam ser padronizadas, a norma ISO 5211:2026 estabelece requisitos para acessórios para atuadores de meia-volta em válvulas industriais, incluindo as dimensões das flanges/interfaces e os valores de torque de referência para os componentes da interface.

Torque da válvula versus torque de saída do atuador

O torque da válvula é o torque necessário para acionar a válvula. O torque de saída do atuador é o torque que o atuador pode fornecer. Esses dois valores devem ser comparados em condições reais.

No caso dos atuadores pneumáticos, o torque de saída depende da pressão de ar disponível e do projeto do atuador. No caso dos atuadores elétricos, o torque de saída depende do motor, do sistema de engrenagens, da carga de trabalho e das configurações de controle. No caso dos operadores com engrenagens, o esforço necessário no volante e a relação de transmissão da caixa de engrenagens afetam a operação manual.

Fator de serviço e fator de segurança

Pode ser necessário aplicar um fator de serviço para levar em conta variações de atrito, alterações de pressão, envelhecimento da sede, depósitos, efeitos do meio ou operação após um longo período de inatividade. O fator correto depende da aplicação e do método de dimensionamento do fabricante.

A regra fundamental não é “sempre adicionar o mesmo fator”. A regra fundamental é: verificar se a tabela de torque da válvula já inclui margem e, em seguida, dimensionar o atuador de acordo com o torque confirmado da válvula e os requisitos do projeto.

Considerações sobre o dimensionamento de atuadores pneumáticos

Para válvulas borboleta pneumáticas, verifique:

• pressão de alimentação de ar disponível;
• retorno por mola ou design de dupla ação;
• posição de abertura ou fechamento em caso de falha;
• torque de saída no ponto mais fraco do curso;
• torque de liberação e de assentamento da válvula;
• frequência de ciclo;
• condições operacionais de emergência.

Um atuador pneumático pode parecer adequado para uma determinada pressão de ar, mas tornar-se insuficiente se a pressão de ar real no local for menor.

Para sistemas pneumáticos, a análise do torque da válvula deve ser considerada em conjunto com os limites de aplicação descritos no documento da NTGD válvula borboleta pneumática guia.

Considerações sobre o dimensionamento de atuadores elétricos

Para válvulas borboleta acionadas eletricamente, verifique:

• torque de saída necessário;
• velocidade de operação;
• ciclo de trabalho;
• fonte de alimentação;
• sinal de controle;
• limite de torque de assentamento;
• requisito de acionamento manual;
• condição ambiental.

Um atuador elétrico deve ser adequado ao torque e às condições de operação da válvula, e não selecionado apenas com base no tamanho da válvula.

No caso da automação elétrica, a mesma base de torque deve ser verificada em relação à potência do atuador, ao ciclo de trabalho e aos requisitos de controle antes de selecionar um válvula borboleta com acionamento elétrico pacote.

Operador de engrenagem e limites de operação manual

Um operador de engrenagem é frequentemente utilizado quando o torque é alto demais para permitir uma operação confortável da alavanca. A caixa de engrenagens reduz o esforço manual, mas também aumenta o tempo de deslocamento e a complexidade mecânica. No caso de válvulas grandes ou em aplicações que exigem alto torque, a operação manual deve ser cuidadosamente avaliada quanto à segurança do operador e à praticidade.

Condições de operação “fail-open”, “fail-close” e de emergência

Os requisitos de segurança contra falhas podem alterar o dimensionamento do atuador. Um atuador com retorno por mola deve fornecer torque suficiente na direção de falha exigida. Aplicações de desligamento de emergência podem exigir uma análise adicional, pois a válvula deve operar de forma confiável mesmo em condições anormais.

Erros comuns no dimensionamento de atuadores

A maioria dos erros no dimensionamento de atuadores não se deve apenas a erros aritméticos. Eles decorrem do uso de um valor de torque que parece correto, mas em condições de serviço inadequadas.

Torque estimado x Torque confirmado

A estimativa do torque é útil, mas é o torque confirmado que deve orientar a escolha final do conjunto de válvula e atuador.

Tabela de torque do fabricante

A tabela de torque do fabricante costuma ser a primeira referência oficial para o torque das válvulas. Ela deve corresponder à série da válvula, ao tamanho, à pressão, ao material da sede e às condições de operação. Caso os pressupostos da tabela não correspondam ao projeto, o fornecedor deve confirmar o valor correto.

Confirmação da fábrica

A confirmação da fábrica é importante quando a aplicação for de grande porte, automatizada, crítica, sob alta pressão, alta temperatura, abrasiva, corrosiva, a seco ou operada com pouca frequência. A confirmação deve indicar a base de torque da válvula e a base de saída do atuador.

Teste e medição de torque

Para aplicações críticas, podem ser necessários testes de torque ou testes de fábrica. O método de teste, as condições de pressão, o meio ou fluido de teste, a direção de operação e os critérios de aceitação devem ser definidos antes do pedido.

Aplicações críticas também podem exigir confirmação por escrito das condições de teste, da pressão diferencial, do sentido de operação, dos critérios de aceitação e dos requisitos de documentação antes que o conjunto válvula-atuador seja liberado para aquisição.

Este artigo da versão 2 não indica um método de teste específico nem um requisito normativo. Esses detalhes devem ser verificados na fase de evidências e normas antes da publicação.

Condições de campo que podem aumentar o torque

O torque de campo pode aumentar devido a:

• depósitos ou incrustações;
• corrosão;
• desgaste dos assentos;
• serviço a seco;
• variação de temperatura;
• vedação ou rolamentos danificados;
• longos períodos de inatividade;
• desalinhamento ou tensão de instalação;
• operação sob pressão diferencial superior à esperada.

Essas condições devem ser analisadas durante o planejamento da manutenção e a seleção dos atuadores.

Como documentar as premissas relativas ao torque antes da aquisição

Antes da aquisição, documente os pressupostos utilizados para o dimensionamento do atuador:

Lista de verificação de dados da solicitação de cotação (RFQ) para torque de válvulas borboleta e dimensionamento de atuadores

Uma solicitação de cotação (RFQ) clara ajuda o fornecedor da válvula e o fornecedor do atuador a confirmarem a base de torque correta. A lista de verificação a seguir pode ser utilizada antes de solicitar um conjunto de válvula e atuador.

Quanto mais completos forem os dados da solicitação de cotação (RFQ), menor será o risco de o atuador ser subdimensionado, superdimensionado ou de ser necessário refazer o trabalho em uma fase avançada do projeto.

Perguntas frequentes sobre o torque da válvula borboleta

Como se calcula o torque de uma válvula borboleta?

Comece definindo as condições de serviço: tamanho da válvula, pressão diferencial máxima, meio, temperatura, condição de abertura/fechamento e modo de operação. Em seguida, identifique a base de torque, como torque de arranque, de assentamento, de desassentamento, de funcionamento ou torque dinâmico. Utilize os dados de torque do fabricante ou uma estimativa preliminar do fornecedor e considere o resultado como um valor de triagem até que a válvula e o atuador selecionados sejam confirmados.

É possível calcular todos os valores de torque das válvulas borboleta usando uma única fórmula?

Não. Uma fórmula pode servir para uma seleção preliminar, mas não é capaz de determinar o dimensionamento definitivo do atuador para todos os modelos de válvulas borboleta. O material da sede, a geometria do disco, o projeto do eixo, a pressão diferencial, as condições do fluido, a temperatura, o tempo de inatividade e as premissas dos gráficos — todos esses fatores afetam o valor final do torque.

Qual é a diferença entre torque de arranque e torque de funcionamento?

O torque de arranque é o torque necessário para iniciar o movimento do disco, geralmente a partir da posição fechada ou assentada. O torque de funcionamento é o torque necessário depois que o disco já está em movimento. Para o dimensionamento do atuador, o torque de arranque ou de assentamento pode ser mais crítico do que o torque de funcionamento, especialmente em serviço de tipo “ligado-desligado”.

Quais fatores afetam o torque da válvula borboleta?

Os principais fatores são o tamanho da válvula, a pressão diferencial máxima, o material da sede, as condições do fluido, a temperatura, o tipo de projeto da válvula, o tempo de inatividade e a frequência de ciclagem. Para aplicações difíceis, como gás seco, polpa, pó, corrosão, incrustação ou longos períodos de inatividade, essas condições devem ser informadas antes da confirmação do dimensionamento do atuador.

A tabela de torque de uma válvula borboleta inclui o fator de segurança?

Não presuma que o fator de segurança esteja incluído, a menos que as notas da tabela indiquem isso claramente. Algumas tabelas podem já incluir uma margem de dimensionamento, enquanto outras podem mostrar apenas o torque básico da válvula. Leia as notas da tabela antes de adicionar qualquer fator de serviço adicional.

Posso usar a tabela de torque de outro fabricante?

A tabela de outro fabricante pode ser usada apenas para uma comparação aproximada. Ela não deve servir como base definitiva para o dimensionamento, pois o projeto do disco, o projeto do eixo, o material da sede, as condições de pressão e os pressupostos da tabela podem diferir significativamente da válvula selecionada.

Qual é o torque necessário para abrir uma válvula borboleta de 16 polegadas?

O torque de uma válvula borboleta de 16 polegadas não pode ser determinado apenas com base no tamanho. É necessário também considerar o projeto da válvula, o diferencial de pressão, o material da sede, o fluido, a temperatura, o modo de operação, os pressupostos da tabela e o tipo de atuador. Para essa faixa de tamanho, a operação por engrenagem ou a atuação automatizada geralmente precisam ser analisadas, em vez de se partir do pressuposto de uma simples operação por alavanca.

Quais dados são necessários para o dimensionamento do atuador?

No mínimo, forneça o tamanho da válvula, a classe de pressão, a pressão diferencial máxima, o meio, a temperatura, o material da sede, o projeto da válvula, o tipo de operação, a frequência do ciclo, a posição de falha e a fonte de alimentação disponível (pneumática ou elétrica).

O torque da válvula borboleta é igual ao torque do parafuso de flange?

Não. O torque da válvula borboleta refere-se à força de rotação necessária para acionar o disco da válvula. O torque dos parafusos de flange refere-se ao aperto dos parafusos durante a instalação. Trata-se de valores de engenharia distintos e não devem ser confundidos.

Quando o torque deve ser verificado por meio de testes de fábrica?

A confirmação ou o teste de torque devem ser considerados para válvulas de grande porte, serviços de desligamento crítico, sistemas automatizados, alta pressão diferencial, válvulas com sede metálica, gás seco, polpa, meios corrosivos, serviços com longos períodos de inatividade ou aplicações nas quais a falha do atuador poderia representar um sério risco ao processo.

Uma calculadora de torque é suficiente para a seleção de um atuador?

Uma calculadora de torque pode ajudar na triagem preliminar, mas não é suficiente para a seleção final do atuador. A seleção final deve ser confirmada com base nos dados do fabricante, nas condições reais de operação e nas informações sobre a saída do atuador.

Conclusão

O torque da válvula borboleta é um valor prático de engenharia utilizado para relacionar o projeto da válvula, as condições de serviço e a seleção do atuador. Não se trata de um valor fixo baseado apenas no tamanho da válvula. O torque de arranque, o torque de vedação, o torque de funcionamento, o torque dinâmico e o torque de atrito podem, todos, influenciar o requisito operacional final.

O cálculo do torque pode auxiliar na seleção inicial, e um gráfico de torque pode ajudar a interpretar os dados do fabricante. No entanto, o dimensionamento final do atuador deve basear-se na série específica da válvula, no material da sede, no diferencial de pressão, no fluido, na temperatura, na frequência de operação e nos requisitos de segurança em caso de falha.

Para a aquisição de válvulas no mercado B2B, a abordagem mais segura é:

1. definir as condições de serviço e a pressão diferencial máxima;
2. obter dados de torque específicos do fabricante ou uma estimativa preliminar confirmada;
3. adequar a saída do atuador ao torque necessário da válvula, ao fator de segurança, à função de segurança em caso de falha e às necessidades de verificação.

Esse processo reduz o risco de escolha de atuadores com dimensões insuficientes, de sobredimensionamento desnecessário e de alterações em fases avançadas, após a válvula e o atuador já terem sido selecionados.