Problemas e soluções comuns para as válvulas de controlo

Para uma válvula de assento único, quando o meio está em uma configuração de fluxo para abrir, a válvula é estável; no entanto, em uma configuração de fluxo para fechar, a estabilidade da válvula é comprometida. As válvulas de duplo assento possuem dois obturadores: o obturador inferior opera em uma configuração de fluxo para fechar, enquanto o obturador superior opera em uma configuração de fluxo para abrir. Em pequenas aberturas, o obturador de fluxo para fechar tende a induzir oscilações na válvula, razão pela qual o assento superior não é adequado para operações de pequena abertura.

A vantagem de uma válvula de duplo assento é sua estrutura de força balanceada, que permite uma grande pressão diferencial. No entanto, a desvantagem é que as duas superfícies de vedação não podem fazer contato simultaneamente, resultando em vazamento significativo. Se usada à força como uma válvula de fechamento, seria ineficaz. Mesmo com modificações (por exemplo, válvulas de manga com vedação dupla), ela permanece inadequada.

O obturador em uma válvula linear se move verticalmente para estrangulamento, enquanto o meio entra e sai horizontalmente. O caminho do fluxo dentro do corpo da válvula é complexo (em forma de "S" invertido), o que cria zonas mortas onde o sedimento do meio pode se acumular, eventualmente levando ao entupimento. Em contraste, as válvulas rotativas estrangulam em uma direção horizontal, permitindo que o meio entre e saia horizontalmente, o que pode facilmente remover impurezas. O caminho de fluxo mais simples e menos áreas para acúmulo de sedimentos tornam as válvulas rotativas melhores na prevenção de entupimentos.

O projeto é baseado em um princípio mecânico simples: o atrito de deslizamento é maior que o atrito de rolamento. Em válvulas de controle lineares, a haste se move para cima e para baixo. Se a gaxeta for apertada ligeiramente, ela agarra a haste com força, causando um jogo significativo. Para reduzir o jogo, a haste é projetada para ser muito fina e materiais de baixo atrito, como PTFE, são usados para a gaxeta. No entanto, isso também significa que a haste é mais propensa a dobrar e a gaxeta tem uma vida útil mais curta. Para resolver esse problema, são usadas hastes de válvulas rotativas, que são 2-3 vezes mais espessas que as hastes de válvulas lineares. Materiais de longa duração, como amianto, são usados para a gaxeta, proporcionando melhor rigidez e maior vida útil da gaxeta com menor atrito e jogo mínimo.

A pressão diferencial mais alta para fechamento em válvulas rotativas é devido à pequena força resultante gerada pelo meio no obturador ou disco da válvula, o que minimiza o torque no eixo rotativo. Assim, as válvulas rotativas podem suportar pressões diferenciais mais altas.

A água dessalinizada contém baixas concentrações de ácidos ou álcalis que podem corroer a borracha, causando inchaço, envelhecimento e redução da resistência. Tanto as válvulas borboleta revestidas quanto as válvulas de diafragma apresentam baixo desempenho devido à suscetibilidade da borracha à corrosão. Embora as válvulas de diafragma revestidas tenham sido aprimoradas com materiais resistentes à corrosão, como revestimentos de flúor, os diafragmas ainda tendem a rachar sob flexão repetitiva, encurtando a vida útil da válvula. Atualmente, são usadas válvulas de esfera específicas para tratamento de água, que podem durar de 5 a 8 anos.

As válvulas de manga, introduzidas na década de 1960 e amplamente utilizadas na década de 1970, foram vistas como possíveis substituições para válvulas de assento único e duplo. No entanto, as válvulas de assento único, duplo e manga continuam a coexistir. Embora as válvulas de manga ofereçam melhorias no estrangulamento, estabilidade e manutenção, elas compartilham características semelhantes de peso, anti-entupimento e vazamento com as válvulas de assento único e duplo, não conseguindo, portanto, substituí-las totalmente.

As válvulas de fechamento exigem vazamento mínimo e, embora a vedação macia ofereça bom desempenho de fechamento, ela não é durável e menos confiável. A vedação rígida, como em válvulas de controle leves e multiuso com superfícies de vedação protegidas por liga resistente ao desgaste, oferece maior confiabilidade e menor vazamento, tornando-a mais adequada para aplicações de fechamento.

Em comparação com os cálculos, a seleção da válvula é mais importante e complexa porque os cálculos envolvem apenas fórmulas simples, enquanto a seleção depende da precisão dos parâmetros do processo. A seleção requer a consideração de vários fatores, e erros podem levar à seleção inadequada, resultando em desperdício de recursos e desempenho subótimo, incluindo problemas de confiabilidade, vida útil e qualidade operacional.

Para válvulas pneumáticas, os atuadores de pistão podem utilizar totalmente a pressão de alimentação de ar, resultando em um tamanho mais compacto e maior empuxo em comparação com os atuadores de diafragma. Os anéis de vedação em atuadores de pistão também são mais confiáveis do que os diafragmas, levando à sua crescente popularidade.