Válvula Duplex

O que é uma válvula duplex? 

Uma válvula duplex é uma válvula feita de aço duplex. O aço duplex é um tipo de material de aço inoxidável com duas fases da estrutura metalúrgica: a austenita e a ferrita, em proporções quase iguais. O material duplex oferece melhor resistência à corrosão e maior resistência do que o aço padrão. As válvulas Duplex são, portanto, muito fortes em relação a outras válvulas de aço. Considerando o alto ponto de fusão do duplex, essa válvula tem uma alta resistência térmica e, portanto, é adequada para aplicações de alta temperatura, como caldeiras e usinas de energia. Os fabricantes de válvulas duplex recomendam essa válvula para uso em aplicações de alta pressão devido à sua alta resistência. Ela opera permitindo, estrangulando e interrompendo o fluxo de fluido. Um componente de disco ou esfera é usado para controlar o fluxo do fluido. A válvula opera como manual ou automática. A válvula manual tem uma alça ou volante, enquanto a automática usa um atuador pneumático ou elétrico.

Tipos de válvulas duplex 

Válvulas globo duplex 

Essa é a melhor válvula para aplicações de estrangulamento. O projeto básico dessa válvula tem um corpo de formato esférico. Um disco instalado no interior da válvula ajuda a interromper e regular o fluxo do fluido. O corpo da válvula consiste em duas metades que são separadas por um defletor interno. Esse projeto torna a limpeza e o reparo um desafio. O projeto também leva a uma grande perda de pressão em comparação com todas as outras válvulas. Os fabricantes de válvulas duplex têm vários tipos dessa válvula: tipo padrão Z, padrão oblíquo e padrão angular.

Figura: Válvula globo duplex.

Como funciona a válvula globo duplex? 

Uma válvula globo duplex usa um volante ou um atuador para mover a haste da válvula para cima ou para baixo para abrir ou fechar o fluxo, respectivamente. O princípio de funcionamento permanece o mesmo, independentemente de a válvula usar um volante manual, um atuador elétrico ou pneumático. Quando o operador da válvula gira o volante no sentido anti-horário, a haste da válvula gira à medida que se move para cima com o disco da válvula. O deslocamento do disco para cima deixa espaço para o fluido passar pela válvula. A haste e o disco da válvula se movem para baixo quando o volante é girado no sentido horário. A sede da válvula e o disco criam uma vedação firme que impede o fluxo de fluido pela válvula.

Figura: Funcionamento de uma válvula globo duplex.

Vantagens da válvula globo duplex 

• Essas válvulas são excelentes para fechamento e estrangulamento.
• Eles operam mais rapidamente.
• Elas têm fechamento hermético.

Desvantagens das válvulas globo duplex 

• Essas válvulas são pesadas.
• Eles têm alta resistência ao fluxo.

Válvula de gaveta duplex 

Esta válvula duplex é usada para interromper o fluxo de fluido por meio de uma cunha ou porta retangular. Um atuador ou volante controla a comporta por meio de um componente conhecido como haste/eixo. Essa válvula é uma das válvulas de isolamento comumente usadas em sistemas industriais. Ela é preferida devido à sua mecânica simples, o que facilita o reparo. Há vários tipos dessa válvula, incluindo a guilhotina duplex, a guilhotina em cunha, a guilhotina de deslizamento paralelo, a válvula de haste ascendente e a válvula de haste não ascendente, entre outras. Cada tipo tem sua área de uso preferida e suas vantagens e desvantagens.

Figura: Válvula de gaveta duplex.

Como funciona uma válvula de gaveta duplex? 

Essa válvula opera movendo a comporta para cima e para baixo para abrir e fechar o fluxo de fluido, respectivamente. Quando o operador da válvula gira o volante no sentido anti-horário várias vezes, a haste da válvula gira na mesma direção. Essa rotação cria um movimento linear para cima na porta da válvula. Dessa forma, a comporta se move para cima, deixando a passagem do fluxo aberta. Quando o operador da válvula gira o volante no sentido horário, a porta da válvula se move para baixo e cria uma vedação firme com as sedes da válvula. Nessa condição, a válvula está fechada e nenhum fluido passa por ela.

Figura: Funcionamento de uma válvula de gaveta duplex.

Vantagens das válvulas de gaveta duplex 

• Essas válvulas têm um projeto simples.
• Eles são fáceis de consertar.
• Eles têm quedas de baixa pressão quando totalmente abertos.
• Elas são válvulas bidirecionais.

Desvantagens das válvulas de gaveta duplex 

• Eles não são ideais para a limitação.
• Elas são propensas a ruídos e vibrações em relação a outras válvulas.

Válvula borboleta duplex 

Essa é uma versão especial da válvula que opera girando o volante por um quarto de volta para abrir e fechar o fluxo de fluido. É uma das válvulas mais fáceis de operar. Essa válvula usa um disco para controlar o fluxo de fluido. Os fabricantes de válvulas duplex projetam essa válvula de modo que o disco seja instalado no centro do caminho do fluxo. Esse projeto torna a válvula simples e fácil de reparar. Ele também torna a válvula leve, pois usa uma pequena quantidade de material e um design fino. Os vários tipos dessa válvula incluem válvulas rotativas, do tipo lug, concêntricas, de wafer e excêntricas.

Figura: Válvula borboleta duplex.

Como funciona uma válvula borboleta duplex? 

Quando o operador gira a alça ou o volante no sentido anti-horário por 90^o graus, o disco da válvula gira para deixar a passagem do fluido aberta. O disco é conectado ao volante por meio de um componente conhecido como haste ou eixo. Esse eixo transmite a força de rotação da manopla para o disco. Quando o operador gira a manopla no sentido horário por mais um quarto de volta, o disco gira para fazer uma vedação firme com a sede da válvula e, assim, fechar o fluxo de fluido. Quando o operador da válvula precisa que a válvula regule a taxa de fluxo, a manopla é girada levemente em um ângulo menor que 90^o graus, permitindo algum fluxo através da válvula. Os fabricantes de válvulas duplex recomendam o uso dessa válvula para estrangulamento em aplicações de baixa pressão.

Figura: Funcionamento de uma válvula borboleta duplex.

Vantagens das válvulas borboleta duplex 

• Essas válvulas têm tamanhos pequenos e, portanto, são leves.
• Eles são adequados para fluidos com lodo e lama.
• Eles são fáceis de operar.
• Eles são fáceis de instalar, limpar e consertar.  

Desvantagens das válvulas borboleta duplex 

• O disco da válvula é montado na área de fluxo, o que aumenta a resistência do fluxo e, portanto, a perda de pressão.
• A vedação excelente é difícil em aplicações de alta pressão.

Válvula de plugue duplex 

Essa é a válvula que usa um plugue cônico ou cilíndrico cônico. O plugue é girado dentro da válvula para regular o fluxo. O plugue vem com um ou mais orifícios de passagem em seu centro. O fluido passa por esses orifícios quando a válvula é aberta. Esse tipo de válvula é simples e confiável em aplicações de alta pressão. A válvula opera usando um volante, um atuador pneumático ou elétrico. Os fabricantes de válvulas duplex produzem vários tipos de válvulas nessa categoria, incluindo válvulas de expansão, válvulas não lubrificadas, válvulas lubrificadas e válvulas de múltiplas portas.

Figura: Válvula de plugue duplex e seus componentes.

Como funciona uma válvula de plugue duplex? 

Essa válvula opera girando o volante manual em apenas um quarto de volta. O disco da válvula é conectado ao volante por meio da haste da válvula. Quando o volante é girado no sentido anti-horário por um quarto de volta inteiro, o disco da válvula gira 90^o graus. Essa rotação força o orifício de passagem do plugue a se alinhar com o tubo conectado à válvula e, portanto, o fluido passa por ele. Quando o volante é girado no sentido oposto por mais um quarto de volta completo, ele faz com que o disco gire e alinhe o orifício do plugue perpendicularmente à direção do fluxo. Nesse estado, a válvula está fechada e, portanto, não há fluxo de fluido, pois o plugue e as sedes da válvula se encaixam para formar uma vedação firme.

Figura: Funcionamento de uma válvula de plugue.

Vantagens das válvulas de plugue duplex 

• Essas válvulas são à prova de vazamentos.
• Eles têm alta resistência, adequada para aplicações de alta pressão.
• Eles precisam apenas de um quarto de volta do volante para abrir/fechar.
• Eles podem ser reparados e limpos enquanto estiverem no sistema de tubulação.

Desvantagens das válvulas de plugue duplex 

• A rotação do plugue envolve alto atrito.
• Os formatos cônico e afunilado aumentam a resistência do fluxo e a queda de pressão.

Válvula de retenção duplex 

Esse tipo especial de válvula duplex opera automaticamente para evitar que o fluido flua no sentido inverso. Diferentemente de todas as outras válvulas mencionadas acima, essa válvula não precisa de um volante ou atuador. Ela usa um componente de disco ou esfera para abrir ou fechar o fluxo. Essa válvula é altamente recomendada para uso em locais onde o fluxo reverso pode causar contaminação do fluido, como em sistemas de abastecimento de água, caldeiras, alimentos e bebidas e produtos farmacêuticos. Os fabricantes de válvulas duplex têm vários tipos dessa válvula, como a válvula de retenção oscilante, a válvula com mola, a válvula de retenção esférica e a válvula de pé de elevação, entre outras.

Figura: Válvula de retenção duplex.

Como funciona uma válvula de retenção duplex? 

Esta válvula não é operada por meio de um volante ou atuador. Os fabricantes de válvulas duplex projetam essa válvula para abrir e fechar com base na diferença de pressão entre os lados a montante e a jusante. Quando a pressão a montante é maior do que a pressão no lado a jusante ou quando a bomba está funcionando, a pressão do fluido atua no disco da válvula, forçando-a a abrir. Uma vez aberta, o fluido continua a passar pela válvula até que a bomba pare ou a pressão a montante diminua. Quando a bomba para ou a pressão a montante é reduzida abaixo da pressão a jusante, o fluido tenta reverter a direção do fluxo. Entretanto, o disco da válvula se fecha imediatamente e impede qualquer fluxo reverso.

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção duplex.

Vantagens das válvulas de retenção duplex 

• Essa válvula é mais barata em relação a outras válvulas, como válvulas de gaveta e globo.
• Ele não precisa de um volante ou atuador.
• Ele é altamente confiável.
• Não há fluxo reverso.
• Baixa resistência ao fluxo de fluido.

Desvantagens das válvulas de retenção duplex 

• É uma válvula unidirecional.
• Não é adequado para fluxos pulsantes.

Aplicações das válvulas duplex 

As válvulas Duplex são usadas em muitas aplicações industriais devido às suas inúmeras vantagens em relação a outras válvulas. As aplicações típicas dessa válvula incluem:

• Setor de petróleo e gás.
• Fabricação de papel e celulose.
• Aplicações químicas e petroquímicas.
• Alimentos e bebidas.
• Indústrias farmacêuticas.
• Tratamento de esgoto e águas residuais.
• Transporte de água municipal e doméstico.
• Aplicações de mineração.
• Usinas de energia a vapor.
• Aplicações de combate a incêndios.
• Aplicações marítimas.

Vantagens das válvulas duplex 

• Essas válvulas são versáteis em tamanho e, portanto, adequadas para vazões pequenas e grandes.
• Eles são versáteis em suas aplicações, pois têm sido usados em quase todas as aplicações industriais.
• Eles têm excelente resistência à corrosão.
• Eles são resistentes, o que os torna adequados para aplicações de alta pressão e alta temperatura.
• As válvulas Duplex são resistentes ao desgaste abrasivo.
• Essas válvulas são altamente duráveis.

Desvantagens das válvulas duplex 

• O material duplex é bastante caro e, portanto, a válvula.
• Elas são pesadas.

Solução de problemas em válvulas duplex 

O volante/manípulo é difícil de operar 

• Danos na haste da válvula. Repare ou substitua a haste.
• Sujeira na haste da válvula. Limpe a sujeira.

A válvula não fecha completamente 

• Sujeira nas sedes das válvulas. Limpe a sujeira.
• Assentos desgastados. Substitua as sedes das válvulas.
• Disco desgastado. Substitua o disco da válvula.

Vazamento de fluido dentro da válvula 

• Assentos danificados ou desgastados. Substitua as sedes das válvulas.
• Disco danificado ou desgastado. Substitua o disco da válvula.

Vazamento entre a válvula e a tubulação

• Junta desgastada. Substitua a junta.
• Alta pressão de fluxo. Substitua a válvula por uma válvula de alta pressão. A válvula deve ser usada com a taxa de fluxo e a pressão recomendadas pelo fabricante da válvula duplex.

A válvula vibra muito 

• Alta taxa de fluxo. Use a válvula com a vazão e a pressão recomendadas.
• A válvula não está totalmente aberta. Abra totalmente a válvula.

Resumo 

Uma válvula duplex é um tipo de válvula feita de aço duplex. O aço duplex tem excelentes propriedades mecânicas e químicas, o que o torna uma das ligas preferidas para válvulas industriais. Essa válvula opera manual ou automaticamente. A válvula manual usa um volante ou uma alavanca manual, enquanto a automática usa um atuador pneumático ou elétrico. A válvula usa um componente de disco ou esfera para controlar o fluxo de fluido. Um componente conhecido como haste conecta o volante/atuador ao disco/esfera da válvula. Quando o volante é girado, o disco/esfera é movido para permitir ou fechar o fluxo de fluido.

Os fabricantes de válvulas duplex produzem vários tipos de válvulas que incluem válvulas de gaveta, globo, retenção, borboleta e de bujão, entre outras. Os vários setores em que essas válvulas são usadas incluem mineração, papel e celulose, abastecimento de água, tratamento de esgoto e de águas residuais, petróleo e gás, produtos químicos, alimentos e bebidas, produtos farmacêuticos, marinha e sistemas de combate a incêndio, entre outros. As vantagens dessa válvula são a alta resistência, a versatilidade em tamanho e aplicação, a durabilidade e a resistência à corrosão.