O que uma válvula de retenção faz
Uma válvula de retenção, também chamada de válvula de retenção, é uma válvula automática que permite o fluxo em apenas uma direção. Não possui volante, atuador e fonte de alimentação externa: o disco ou aba é movido pelo próprio meio. Quando a direção do fluxo inverte, a válvula fecha e bloqueia o caminho reverso.
O objetivo da válvula é proteção e não controle. Ele impede que o fluxo reverso drene uma linha, protege bombas e compressores da rotação reversa, evita que a pressão escape de um recipiente através de uma linha de saída e evita a mistura de dois fluxos de processo que não devem se encontrar.
Como o disco abre e fecha
O princípio de funcionamento é um equilíbrio entre as forças que atuam na parte móvel. Na direção direta, o meio que flui produz uma pressão diferencial através do disco que o levanta da sede. Na direção inversa, o mesmo diferencial atua na parte traseira do disco e empurra-o firmemente para a sede, onde a pressão da linha o mantém fechado.
Abertura: o fluxo direto gera uma pequena diferença de pressão e, ao ultrapassar a resistência do peso do disco e de qualquer mola, o disco sai da sede e a válvula abre totalmente.
Totalmente aberto: na velocidade de fluxo projetada, o disco é mantido fora do caminho do fluxo, de modo que a perda de pressão permanece baixa e o disco não vibra contra a sede.
Fechamento: quando o fluxo diminui, para ou inverte, o disco retorna à sede. A assistência da mola acelera o fechamento onde é necessário um assentamento rápido.
Vedação: as sedes de metal com metal proporcionam boa resistência à temperatura, enquanto as sedes macias proporcionam um fechamento mais estanque em temperaturas mais baixas.
Duas consequências decorrem deste mecanismo. A válvula precisa de uma velocidade de fluxo mínima para permanecer aberta, portanto, uma válvula de retenção superdimensionada pode vibrar e desgastar-se precocemente. E o fechamento é acionado pela reversão do fluxo, portanto a velocidade de fechamento depende da rapidez com que o fluxo reverso se desenvolve, e não de qualquer configuração do atuador.
Principais tipos e seus princípios de funcionamento
| Tipo | Movimento | Dever típico |
| Válvula de retenção de elevação ou pistão | O disco se move axialmente ao longo do caminho do fluxo, em arranjos horizontais ou verticais do corpo | Abastecimento e drenagem de água, redes de tubulações de alta pressão, linhas de descarga de bombas |
| Válvula de retenção oscilante | O disco oscila em um pino de dobradiça acima do assento | Serviço geral de líquidos e gases, linhas de grande diâmetro, adutoras municipais |
| Válvula de retenção de placa dupla | Dois meios discos com mola dobrando-se no furo | Instalações compactas, corpos wafer e lug, retrofits onde o espaço é limitado |
| Válvula de retenção axial ou de bico | Disco aerodinâmico movendo-se coaxialmente com uma mola | Serviço pulsante e de alta velocidade, descarga do compressor, tarefas de baixa queda de pressão |
| Válvula de retenção de disco inclinável | O disco gira em um eixo deslocado para reduzir batidas | Linhas de grande diâmetro onde o controle do golpe de aríete é importante |
As válvulas de retenção oscilantes são a família mais utilizada porque a perda de pressão é baixa e a manutenção é simples, mas não são adequadas para linhas que transportam sedimentos pesados, onde a dobradiça e o disco podem ficar enterrados e não fechar. As válvulas de retenção de elevação são melhores onde o meio está limpo e a pressão da linha é constante. Projetos de placa dupla são escolhidos quando o espaço de instalação é apertado, e projetos axiais são usados onde a perda de pressão e o comportamento dinâmico são mais importantes.
Padrões e Materiais
As válvulas de retenção para tubulações e serviços industriais são normalmente encomendadas de acordo com especificações reconhecidas internacionalmente. A API 594 cobre válvulas de retenção wafer, lug e de flange dupla e define dimensões face a face, testes de pressão e marcação. API 6D abrange válvulas de dutos, incluindo válvulas de retenção, para sistemas de transporte de dutos. A ISO 15761 aborda válvulas de gaveta, globo e retenção de aço para tamanhos menores. As classificações de pressão e temperatura para válvulas de aço flangeadas seguem ASME B16.34 e os procedimentos de teste de pressão seguem API 598.
Os materiais do corpo são selecionados para combinar com a linha: peças fundidas de aço carbono para serviços gerais de petróleo, gás e água, aço inoxidável e aço inoxidável duplex para meios corrosivos e ligas ou aços de baixa temperatura onde a temperatura operacional assim o exigir. Os materiais de acabamento, o tipo de sede e qualquer revestimento duro são acordados entre o comprador e o fabricante porque determinam tanto o desempenho da vedação quanto a vida útil.
Pontos de instalação e seleção
Verifique a direção do fluxo em relação à seta gravada ou marcada no corpo antes da instalação; uma válvula invertida não vedará.
As válvulas de retenção oscilantes normalmente devem ser instaladas em linhas horizontais com o pino da dobradiça acima da sede, e a instalação vertical com fluxo ascendente é aceitável onde o projeto permitir.
As válvulas de retenção de elevação requerem fluxo ascendente para instalação vertical e uma orientação específica do corpo para instalação horizontal.
Deixe distância suficiente entre a descarga da bomba e a válvula de retenção para que o perfil do fluxo fique estável quando o disco se mover.
Dimensione para a faixa real de velocidade do fluxo, não apenas para o tamanho da linha, para evitar vibração em fluxo baixo e perda excessiva de pressão em fluxo alto.
Para fluxo vertical descendente ou para tarefas de fechamento rápido, escolha um projeto axial ou assistido por mola e revise a pressão de pico com o engenheiro de tubulação.
Pontos de Inspeção e Manutenção
Como uma válvula de retenção é automática, sua falha geralmente é silenciosa até que ocorra um evento de fluxo reverso. Os programas de inspeção, portanto, concentram-se na evidência de danos internos: ruído e vibração em serviço, perda crescente de pressão através da válvula e pressão a jusante que não se mantém após a parada da bomba. Nos desligamentos, as faces da sede, o pino da dobradiça e a guia do disco são as peças a serem examinadas, pois são as superfícies que controlam o fechamento. Onde o meio estiver sujo, os filtros ou filtros a montante devem ser verificados ao mesmo tempo, porque os detritos presos na sede são uma causa comum de vazamento.
Perguntas frequentes
P: Como uma válvula de retenção sabe quando fechar?
Não sente nada. O fechamento é causado pelo próprio fluido: quando a diferença de pressão se inverte, o meio empurra o disco de volta para a sede e a pressão reversa da linha o mantém fechado.
P: Qual é a diferença entre uma válvula de retenção de giro e uma válvula de retenção de elevação?
O tipo swing gira seu disco em um pino de dobradiça, o que proporciona baixa perda de pressão e se adapta a linhas grandes. O tipo elevador move seu disco axialmente, o que veda bem sob alta pressão constante, mas é menos adequado para meios sujos.
P: Uma válvula de retenção pode ser instalada verticalmente?
Sim, com fluxo ascendente para a maioria dos designs. O fluxo vertical descendente requer um projeto assistido por mola e deve ser confirmado com o fabricante.
P: Por que uma válvula de retenção às vezes faz barulho?
O ruído normalmente indica que o disco está batendo contra a sede porque a válvula está superdimensionada ou o fluxo está abaixo da velocidade necessária para mantê-la totalmente aberta.
P: Uma válvula de retenção fornece um fechamento positivo?
Uma válvula de retenção com sede metálica não substitui uma válvula de isolamento. Ela limita o refluxo, mas normalmente não pode garantir vazamento zero, portanto o isolamento deve ser fornecido por uma válvula de corte dedicada.
P: Qual padrão deve ser referenciado ao solicitar válvulas de retenção?
API 594 para válvulas de retenção wafer, lug e de flange dupla, API 6D para válvulas de tubulação e ASME B16.34 com API 598 para classificações de pressão e temperatura e testes de pressão.
