Válvula de retenção de alta pressão

Uma válvula de retenção de alta pressão é um tipo de válvula feita para suportar alta pressão acima de 500 PSI e que impede o fluxo reverso do fluido. O fluxo reverso de fluido ocorre quando a bomba é desligada, reduzindo a energia da pressão de avanço, o que pode fazer com que o fluido mude a direção do fluxo de avanço para retorno. Esse fluxo reverso de fluido pode causar danos, como contaminação do fluido a montante, ou interferir no funcionamento da caldeira e da bomba. As válvulas de retenção de alta pressão são muito resistentes para suportar os níveis de alta pressão. A alta resistência garante que a válvula não possa entrar em colapso ou sofrer vazamento de fluido através dos elementos conectados. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão usam materiais resistentes para fabricar a válvula, como aço inoxidável, ferro dúctil, aço carbono e ferro fundido, entre outros. Além disso, outros materiais podem ser usados para fabricar peças internas, como sedes e anéis, como plástico e borracha. O uso desses materiais macios (plástico e borracha) torna a válvula de retenção de alta pressão adequada para uso em baixas temperaturas e alta pressão. Isso ocorre porque os materiais macios têm baixa resistência a altas temperaturas. A válvula de retenção de alta pressão é recomendada para uso em aplicações de alta temperatura se os componentes internos forem feitos de metais que possam suportar altas temperaturas sem causar uma reação química. 

Figura: Válvula de retenção de alta pressão.

 

Componentes de uma válvula de retenção de alta pressão 

Corpo 

O corpo é a parte principal de uma válvula de retenção de alta pressão e é usado para manter os componentes internos. O corpo é muito resistente, pois é feito de metais fortes, como aço inoxidável e aço carbono. A alta resistência do metal torna o corpo da válvula forte e resistente a danos por impacto, que podem ser causados pela queda de objetos ou pela queda da válvula de retenção de alta pressão. O corpo contém as portas de entrada e saída da válvula. 

Boné 

Essa é outra parte do corpo que é colocada na parte superior da válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão projetam o castelo e o corpo com o mesmo material. Isso ajuda a aumentar a compatibilidade dos dois quando conectados e garante a mesma resistência e uma vedação firme contra qualquer vazamento. O corpo e o castelo das válvulas de retenção de alta pressão são conectados por meio de diferentes métodos, como parafusos, vedação por pressão e métodos de soldagem. Esses são os métodos que os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão recomendam para válvulas usadas para transmitir fluidos a uma pressão muito alta. 

Disco 

Esse é o componente de uma válvula de retenção de alta pressão responsável por abrir o fluxo de fluido para frente e fechar qualquer fluido que tente inverter a direção. O disco é feito de diferentes materiais resistentes, dependendo da área de aplicação. 

Assento 

Essa é uma parte interna de uma válvula de retenção de alta pressão que é usada para fornecer a superfície de assentamento do disco quando a válvula está fechada. A sede também evita qualquer vazamento de fluido entre o corpo e o disco da válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão usam vários materiais para fabricar a sede. O material da sede determina onde a válvula é mais adequada para uso. 

Junta de vedação 

Essa peça é colocada entre as faces de contato da carroceria e do tubo e da carroceria e do capô. Ela ajuda a evitar qualquer vazamento de fluido, garantindo uma vedação firme. 

Figura: Componentes de uma válvula de retenção de alta pressão.

 

Como funciona uma válvula de retenção de alta pressão? 

Uma válvula de retenção de alta pressão é projetada para operar com base no princípio da diferença de pressão. De acordo com esse princípio, o disco da válvula permite o fluxo de fluido através da válvula quando a pressão a montante é maior do que a pressão a jusante. Dessa forma, a energia da pressão fornece energia mecânica usada para forçar o disco para cima, deixando um caminho desobstruído por onde o fluido passa. Quando o disco abre a passagem do fluxo e a pressão de sucção permanece alta, o fluido continua passando pela válvula de retenção de alta pressão. Quando a bomba é desligada ou quando a pressão do fluido diminui, o fluxo do fluido tenta se reverter e o disco da válvula retorna à sua posição de assentamento, impedindo o refluxo. 

Figura: Funcionamento de uma válvula de retenção de alta pressão.

 

Tipos de válvulas de retenção de alta pressão 

Válvula de retenção oscilante de alta pressão 

Essa é uma válvula de retenção de alta pressão que oferece baixa resistência ao fluxo de fluido quando está totalmente aberta. Como o nome sugere, o disco da válvula gira para abrir e fechar a válvula de forma semelhante a um alçapão. O disco é girado em torno de uma dobradiça montada fora da sede da válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão usam uma arruela de composição no disco da válvula para suportar a maior parte do desgaste. A dobradiça do pino é solta para ajudar o disco a se fechar quando o fluxo de fluido é reduzido a zero. As válvulas de retenção de giro de alta pressão são montadas na direção horizontal, mas também podem ser montadas na direção vertical, desde que o disco não emperre ao fechar a válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão recomendam o uso dessas válvulas em locais onde o fluxo reverso de fluido não é frequente, para evitar que a válvula se agite. O projeto dessa válvula de retenção de alta pressão evita que fluidos viscosos e sujeira interfiram na rotação do disco em torno da dobradiça.

Figura: Válvula de retenção oscilante de alta pressão.

Válvula de retenção de elevação de alta pressão 

Essa é uma válvula de retenção de alta pressão na qual o fluido abre o disco da válvula pelo lado inferior. O princípio de funcionamento é tal que a pressão de entrada mais alta do que a pressão de saída fornece a força que eleva o disco contra a gravidade ou a mola da válvula e permite o fluxo do fluido. Quando a pressão do fluido diminui, o disco da válvula é forçado a retornar à posição de fechamento pela mola da válvula, refluxo e/ou gravidade. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão projetam essas válvulas com a vantagem de que elas precisam de uma pequena elevação para obter a abertura total da válvula. Além disso, os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão projetam essa válvula com uma guia que ajuda o disco a se mover para baixo com precisão até a posição de assentamento. O problema com essa guia é que ela tende a reter sujeira, o que pode fazer com que a válvula permaneça aberta quando a pressão do fluido diminui. Fluidos muito viscosos também podem prender o disco no retentor, interferindo no fechamento da válvula. As válvulas de retenção de elevação de alta pressão são vantajosas porque não são propensas a bater como as válvulas de retenção de giro e são adequadas para uso em aplicações em que há reversões frequentes ou irregulares de fluido. 

Figura: Válvula de retenção de elevação de alta pressão.

Válvula de retenção de parada de alta pressão 

Esse é um tipo especial de válvula de retenção de alta pressão. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão produzem essa válvula com um mecanismo de controle que é um volante ou atuador. O objetivo dessa válvula é evitar o fluxo reverso de fluido, assim como o de outras válvulas de retenção de alta pressão. O mecanismo de controle permite fechar o fluxo de fluido apesar do nível de pressão. As válvulas de retenção de parada de alta pressão são uma ligeira modificação das válvulas globo comuns projetadas com uma haste fixada no disco. No entanto, quando se trata de válvulas de retenção de parada de alta pressão, os fabricantes projetam a cabeça da haste flutuando no disco, ou seja, ela não está presa. Como o disco não está preso à haste da válvula, ele opera por elevação, fazendo com que se mova livremente para cima e para baixo quando a haste é ajustada para abrir ou fechar o fluxo de fluido. Isso ajuda a controlar o fluxo de fluido, mas se o fluido tentar fluir na direção oposta, o disco reage rapidamente para bloquear o fluido. Além disso, usando o mecanismo de controle, a haste pode ser girada para se mover para baixo, forçando o disco a se fechar e, assim, impedir o fluxo de fluido para frente ou para trás, conforme necessário. 

Figura: Válvula de retenção de parada de alta pressão.

Válvula de retenção de alta pressão com mola 

Essa é uma válvula de retenção de alta pressão que é fechada com o uso de uma mola. A mola e o disco trabalham juntos, de modo que a mola é comprimida pela pressão do fluido de sucção, permitindo que o disco se mova para frente. Isso cria espaço livre para o fluido passar pela válvula. Quando a pressão do fluido de sucção diminui, a mola é aliviada da compressão, fazendo-a reverter e, assim, o disco se move para a posição de fechamento, onde impede o fluxo reverso do fluido. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão com mola podem usar a mola para projetar uma válvula em forma de Y, carregada em linha ou verticalmente. Uma vantagem das válvulas de retenção de alta pressão com mola é que elas podem ser instaladas na posição vertical ou horizontal, pois não dependem da gravidade para fechar. 

Figura: Válvula de retenção de alta pressão com mola.

 

Aplicações da válvula de retenção de alta pressão 

• As válvulas de retenção de alta pressão são usadas em aplicações de mineração. 
• Eles são usados em aplicações de tratamento de água doce e de águas residuais. 
• Eles são usados em aplicações de alimentos e bebidas. 
• Eles são usados em aplicações de combate a incêndios.
• As válvulas de retenção de alta pressão são usadas em usinas de geração de energia a vapor. 
• Eles são usados em plantas de processamento químico. 
• As válvulas de retenção de alta pressão são usadas nos setores de refinaria de petróleo e gás. 
• Eles são usados no transporte de gás natural liquefeito e petróleo bruto. 

 

Vantagens das válvulas de retenção de alta pressão 

• Eles podem suportar alta pressão e alta temperatura. 
• Eles não têm fluxo reverso de fluido. 
• Eles não apresentam vazamentos devido às vedações apertadas e aos materiais de alta resistência utilizados. 
• Eles operam automaticamente. 
• As válvulas de retenção de alta pressão têm alta eficiência devido à baixa perda de pressão. 
• Essas válvulas mantêm a pressão de trabalho. 
• As válvulas de retenção de alta pressão são versáteis, pois podem funcionar em diferentes aplicações. 
• Eles são fáceis de instalar e reparar. 
• Eles são duráveis, pois podem ser consertados se quebrarem. 
• As válvulas de retenção de alta pressão operam muito rapidamente para abrir ou fechar. 

 

Desvantagens das válvulas de retenção de alta pressão 

• As válvulas de retenção de alta pressão são pesadas em comparação com outras válvulas de retenção. 
• Essas válvulas tendem a sofrer efeitos de golpe de aríete. 
• Eles não funcionam bem em fluxo de fluido pulsante. 
• Elas são mais caras em relação a outras válvulas de retenção. 

 

Solução de problemas em válvulas de retenção de alta pressão 

A válvula vibra/chateia

• Alta velocidade do fluido. Verifique se o nível de velocidade do fluido está de acordo com as instruções do fabricante da válvula de retenção de alta pressão. 

Vazamento de fluido interno 

• Materiais estranhos na válvula. Abra a válvula e remova todos os materiais estranhos. 
• O-rings desgastados. Substitua os anéis O-ring. 
• Assento danificado. Substitua o assento.

Vazamento de fluido externo 

• Parafusos e porcas soltos. Aperte os parafusos e as porcas com o nível de torque recomendado pelo fabricante da válvula de retenção de alta pressão. 
• Junta desgastada. Substitua a junta. 

O fluido não passa pela válvula de retenção de alta pressão 

• Instalação incorreta. Instale a válvula de modo que a direção do fluxo do fluido seja a mesma da seta de fluxo indicada na válvula. Siga todas as outras instruções de instalação indicadas pelo fabricante da válvula de retenção de alta pressão no manual do usuário.
• Bloqueio da tubulação. Verifique se há algum bloqueio na tubulação que alimenta o fluido para a válvula e remova qualquer material que esteja bloqueando o fluxo do fluido. 
• Válvula a jusante fechada. Abra a válvula a jusante para criar uma diferença de pressão. 
• Baixo fluxo de sucção. Aumente a pressão do fluxo de sucção até o valor de pressão recomendado pelo fabricante da válvula de retenção de alta pressão. 

 

Resumo 

A válvula de retenção de alta pressão é uma válvula forte destinada a evitar o fluxo reverso de fluido e foi projetada para funcionar em aplicações de alta pressão acima de 500 PSI. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão projetam esse tipo de válvula para funcionar com base no princípio da diferença de pressão, no qual o disco da válvula se abre quando a pressão de sucção excede a pressão de saída.

Esse princípio de funcionamento ajuda a válvula a trabalhar automaticamente sem um atuador de válvula ou volante, com exceção de uma válvula de retenção de parada de alta pressão. A válvula do tipo stop tem um volante que é usado para interromper o fluxo do fluido independentemente do nível de pressão. Os fabricantes de válvulas de retenção de alta pressão produzem essa válvula usando materiais metálicos resistentes e a válvula tem flanges para conexão com a tubulação. Além disso, a válvula pode ser conectada ao tubo usando o método de soldagem.

Os vários tipos de válvulas de retenção de alta pressão são: válvula de retenção oscilante de alta pressão, válvula de retenção de parada de alta pressão, válvula de retenção de elevação de alta pressão e válvula de retenção de alta pressão com mola, entre outras. As aplicações das válvulas de retenção de alta pressão são petróleo e gás, tratamento de águas residuais, produtos químicos, alimentos e bebidas, combate a incêndios, mineração e aplicações de energia a vapor, entre outras. As vantagens de adquirir uma válvula de retenção de alta pressão são a alta resistência, a operação automática, a alta eficiência, o vazamento zero, a capacidade de manter a pressão, a ausência de fluxo reverso e a operação rápida. No entanto, essas válvulas são pesadas em relação a outras válvulas de retenção e podem permitir o fluxo de fluido em apenas uma direção.