As válvulas são dispositivos usados para regular o fluxo de fluido, a pressão e a direção do fluxo. O fluido regulado pode ser um líquido, um gás, uma mistura de gás e líquido ou uma combinação de sólido e líquido. As válvulas normalmente consistem no corpo, na tampa, na sede da válvula, nos componentes de abertura e fechamento, no mecanismo de acionamento, nas vedações e nos conectores. A função de controle da válvula é obtida por meio de um mecanismo de acionamento ou fluido que aciona o movimento de elevação, deslizamento, oscilação ou rotação dos componentes de abertura e fechamento para ajustar o tamanho da seção do canal. O uso da válvula é muito amplo e está intimamente associado à vida cotidiana das pessoas; por exemplo, o cano de água da torneira e o PRV usado no fogão a gás liquefeito de petróleo são válvulas. As válvulas também são componentes essenciais de uma ampla gama de máquinas mecânicas, como motores de combustão interna, motores a vapor, compressores de ar, bombas, sistemas de transmissão pneumática, máquinas de transmissão hidráulica, navios e aeronaves.
Antes de 2.000 a.C.
Antes de 2.000 a.C., os chineses usavam tubos de bambu e válvulas de cortiça no sistema de tubulação de água, depois usavam comportas em canais de irrigação, válvulas de retenção de placa nos foles da fundição e coletavam salmoura com tubo de bambu e válvulas de retenção do tipo placa na mineração de sal de poço, e surgiram na Europa com a introdução da tecnologia de fundição e do maquinário hidráulico. Válvula de torneira de chumbo e cobre. A válvula de segurança da alavanca foi criada em 1681 para uso em caldeiras. As válvulas de bujão e as válvulas de retenção ainda eram as principais válvulas até a chegada do motor a vapor de Watt no século XVIII. A invenção de um motor a vapor fez com que as válvulas entrassem no setor mecânico. Além do uso de válvulas de bujãoNa máquina a vapor de Watt, as válvulas borboleta eram usadas com frequência para controlar o fluxo. O aumento do fluxo e da pressão do vapor significa que o uso de uma torneira para regular a entrada e a saída de vapor da máquina a vapor não satisfaz mais as necessidades, de modo que a válvula aparece.
Em e após 1840
A partir de 1840, houve sucessivas válvulas de fechamento com haste rosqueada e cunha válvulas de gaveta com haste rosqueada trapezoidal, um avanço significativo na produção de válvulas. A introdução desses dois tipos de válvulas não só atendeu às demandas de diferentes setores para aumentar a pressão e a temperatura no ponto, mas também acabou atendendo às exigências do controle de fluxo. Desde então, com o crescimento do setor de energia elétrica, do setor de petróleo, do setor químico e do setor de construção naval, diferentes formas de válvulas de alta e média pressão evoluíram rapidamente.
Desde a Segunda Guerra Mundial
Desde a Segunda Guerra Mundial, as antigas válvulas de torneira e borboleta tiveram novas aplicações devido à produção de materiais poliméricos, aço inoxidável, materiais lubrificantes e carboneto cimentado à base de cobalto. As válvulas de esfera e as válvulas de diafragma evoluíram rapidamente. Válvulas globoAs válvulas de gaveta e outras válvulas aumentaram e melhoraram a eficiência. O setor de fabricação de válvulas tem se tornado cada vez mais um campo importante da indústria de máquinas. As válvulas podem ser divididas em seis categorias: válvula usada para corte, regulagem, válvula de retençãoA válvula de fechamento, a válvula de segurança e a função de válvula multiuso.
O mecanismo de desligamento é usado principalmente para interromper o fluxo de fluido, como uma válvula de gaveta, uma válvula de torneira, uma válvula de retenção e uma válvula de segurança. válvula de esferaA válvula de controle é usada principalmente para ajustar a pressão e a velocidade do fluido, como a válvula de estrangulamento, a válvula de alívio de pressão e a válvula de controle de pressão. A válvula de controle é usada principalmente para ajustar a pressão e a velocidade do fluido, como a válvula de estrangulamento, a válvula de alívio de pressão e a válvula de controle de pressão. válvula de esfera flutuanteetc. A válvula de retenção é usada para impedir a reversão do fluxo de fluido; a válvula de desvio é usada na válvula. Passagem de um fluido ou isolamento de um fluido bifásico, incluindo uma válvula deslizante, uma válvula de passagem múltipla, uma válvula de drenagem e uma válvula de drenagem de ar; a válvula de segurança está sendo usada principalmente para proteção de segurança para evitar que o forno, o vaso de pressão ou a tubulação sejam rompidos por sobrepressão; a válvula é uma válvula com mais de um recurso, como uma válvula de desligamento, que pode servir como uma válvula de sobrepressão.
As válvulas de tubulação industrial podem ser classificadas em válvula de vácuo, válvula de baixa pressão, válvula de média pressão, válvula de alta pressão e válvula de ultra-alta pressão por pressão nominal, e a válvula pode ser novamente dividida em válvula de temperatura padrão, válvula de temperatura média, válvula de alta temperatura e válvula de baixa temperatura na temperatura de operação, e a válvula também pode ser categorizada por tipo de acionamento. As válvulas podem ser nomeadas individualmente ou em combinação de acordo com diferentes métodos de classificação e também podem ser nomeadas de acordo com as propriedades estruturais ou usos específicos dos componentes de abertura e fechamento.
Os requisitos de processo da válvula são pressão de trabalho, temperatura de trabalho e calibração. As válvulas nominais e os diâmetros nominais são amplamente usados como especificações padrão para as válvulas separadas usadas em tubulações industriais. A pressão nominal corresponde à pressão operacional média da válvula de substância na temperatura especificada. O diâmetro nominal refere-se ao diâmetro interno nominal da extremidade de união do corpo da válvula e do tubo.
As válvulas têm requisitos diferentes, dependendo de sua forma e uso, em particular, vedação, resistência, controle, circulação, abertura e fechamento. Na configuração e seleção de válvulas, além dos parâmetros e propriedades específicos, deve-se dar atenção à eficiência do fluido, incluindo o estado de fase do fluido (gás, líquido ou partículas sólidas), corrosão, inflamabilidade, viscosidade, toxicidade, explosividade e radioatividade.
A eficiência da vedação e o forte desempenho são as características mais fundamentais e críticas de todas as válvulas. A válvula é vedada em duas partes: a vedação interna e a vedação externa. A vedação interna é a vedação entre a válvula e a sede da válvula; a vedação externa é a vedação entre a haste da válvula e o castelo, o corpo da válvula e a junta da tubulação. As válvulas não só precisam de boa capacidade de vedação, mas também garantem proteção.
Se o vazamento da vedação não for bem-sucedido e a resistência não for adequada, os componentes serão destruídos, resultando em danos econômicos de vários graus, como o transporte de material perigoso, inflamável e explosivo ou fluido corrosivo pesado, e também podem causar graves incidentes de segurança. Para garantir a vedação e a resistência da válvula, além da natureza adequada da estrutura e da consistência da operação, o material deve ser cuidadosamente escolhido de acordo com os requisitos aplicáveis.
Em geral, as válvulas para fluidos não corrosivos de baixa pressão são feitas de ferro fundido ou cobre fundido; as válvulas de alta a média pressão são feitas de aço fundido ou aço forjado; as válvulas para alta temperatura ou alta pressão são feitas de ligas de aço; as válvulas para fluidos corrosivos são feitas de aço inoxidável, plástico para ligas resistentes à corrosão (como ligas de cobre-níquel-molibdênio, ligas de chumbo e ligas de titânio etc.) ou são feitas de ferro fundido.
Em geral, as válvulas de baixa pressão são feitas de latão ou cobre, as válvulas de alta e média pressão são geralmente feitas de aço inoxidável e as válvulas de alta e média pressão ou de alta temperatura com especificações mais altas utilizam carboneto cimentado à base de cobalto. Os produtos de polímero têm sido amplamente utilizados em tubulações. Por exemplo, a sede das válvulas de esfera é composta em grande parte de plástico politetrafluoretileno e o anel de vedação das válvulas borboleta e o diafragma das válvulas de diafragma são feitos de diferentes materiais de borracha. Esses materiais têm propriedades de ligação maiores do que os metais na faixa de temperatura que pode ser usada.
Com o avanço dos modernos setores nuclear, petroquímico, eletrônico e aeroespacial, bem como o avanço do controle automatizado de processos e do transporte de fluidos a longa distância, o desenvolvimento de modernas válvulas criogênicas, válvulas a vácuo, válvulas nucleares e outras válvulas de controle foi incentivado. O uso de sistemas de acionamento de válvulas para controle remoto e controle de programa está aumentando.
No futuro, a produção de válvulas ampliará as especificações do produto, introduzirá válvulas de economia de energia, economia de mão de obra e autocontrole, atualizará sistemas, implementará novas tecnologias e métodos, aumentará a vida útil das válvulas e introduzirá séries especiais de válvulas, como oxigênio líquido, válvulas criogênicas, válvulas de vácuo, válvulas nucleares, válvulas de segurança, reguladores de válvulas, purgadores e dispositivos de acionamento de válvulas para hidrogênio líquido e gás natural liquefeito.
