Válvula de retención de pistón

29 de junio de 2024 Roberto Magalhães

O que é uma válvula de retenção de pistão?

Uma válvula de retenção de pistão é um tipo de válvula usada para evitar o refluxo de fluidos. Este tipo de válvula é mecanicamente automática e, portanto, não requer acionamento ou operador de válvula. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão projetam esta válvula para permitir o fluxo de fluido em apenas uma direção. Uma válvula de retenção de pistão é equipada com um amortecedor composto por um cilindro e um pistão para proporcionar um efeito de amortecimento durante a operação da válvula. Existem guias dentro da válvula de retenção do pistão que ajudam a melhorar o alinhamento adequado do disco e a configuração da sede à medida que o pistão fecha. O líquido flui através da válvula por baixo do disco da válvula. Este design ajuda a vazão e a pressão do fluido a forçar o disco da válvula a flutuar na sede, permitindo que o fluido flua através da válvula. A válvula de retenção do pistão fecha quando o fluido tenta reverter a direção do fluxo, com o disco sustentando-o pelo seu peso e gravidade. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão produzem diferentes variantes dessas válvulas para uso em diferentes aplicações, como altas e baixas temperaturas. As válvulas de retenção de pistão usadas em baixas temperaturas possuem sedes feitas de materiais macios, como borracha e plástico. Nas válvulas utilizadas para aplicações em altas temperaturas, as sedes são feitas de materiais metálicos como latão, bronze e aço.

Figura: Válvula de retenção do pistão.

Componentes de uma válvula de retenção de pistão

Corpo da válvula

Esta é a parte da válvula de retenção do pistão que contém as partes internas da válvula. O corpo da válvula é fabricado em materiais robustos como ferro dúctil, ferro fundido, aço inoxidável e aço carbono, entre outros. O corpo também serve como principal barreira de pressão para garantir que nenhuma pressão do fluido seja perdida. O corpo contém as aberturas das válvulas de entrada e saída através das quais o líquido passa pela válvula até o sistema de tubulação.

Capô do motor

Esta é a parte superior de uma válvula de retenção de pistão. O exaustor é colocado no corpo da válvula e os dois são conectados entre si usando vários métodos, como parafusos e porcas, roscas ou soldas. As conexões soldadas e aparafusadas são adequadas para uso em aplicações de alta pressão, pois proporcionam uma vedação hermética. Com conexões roscadas ou aparafusadas, o corpo e o capô são conectados por roscas. A conexão soldada garante uma vedação muito estanque apesar da alta pressão. Contudo, a conexão soldada dificulta a abertura da válvula no local para inspeção, limpeza ou reparo.

Desconto

Esta é a parte de uma válvula de retenção de pistão usada para fechar e abrir a válvula.

Primavera

A mola serve para fechar a válvula imediatamente quando a pressão de sucção diminui.

Assento

Esta peça serve como vedação entre o corpo da válvula e o disco para evitar vazamento de fluido.

Figura: Componentes de uma válvula de retenção de pistão.

Como funciona uma válvula de retenção de pistão?

Uma válvula de retenção de pistão funciona com base no princípio da diferença de pressão. Para abrir uma válvula de retenção de pistão, a pressão do fluido deve ser superior à pressão de saída. Neste caso, a energia da pressão do fluido torna-se suficientemente elevada para levantar o disco da válvula da sede da válvula. À medida que o disco sobe, ele libera espaço para o fluido fluir através da válvula. O líquido continua a fluir através da válvula de retenção do pistão até que a pressão de sucção caia. Neste momento, devido à baixa pressão de entrada, o líquido começa a inverter o sentido do fluxo da saída para o lado de sucção. No entanto, os fabricantes de válvulas de retenção de pistão projetam essas válvulas com alta sensibilidade à pressão, de modo que a válvula feche imediatamente antes que uma quantidade significativa de fluido comece a fluir de volta. O refluxo do líquido causa danos a equipamentos como caldeiras ou bombas. Também pode levar a perdas devido a contaminação desnecessária. Portanto, o uso de válvulas de retenção de pistão é essencial em determinadas aplicações industriais.

Figura: Como funciona uma válvula de retenção de pistão no estado aberto (lado esquerdo) e no estado fechado (lado direito).

Tipos de válvulas de retenção de pistão

Válvula de retenção de pistão em forma de Z

Esta é uma válvula de retenção de pistão com uma partição em forma de Z dentro da válvula. A sede da válvula é fixada em forma de Z. Esta é uma das válvulas de retenção de pistão mais famosas e simples. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão fazem a sede horizontalmente. Este tipo de projeto permite que o disco se mova perpendicularmente ao eixo da tubulação. As válvulas de retenção de pistão em forma de Z são mais fáceis de manter, instalar e limpar.

Figura: Válvula de retenção de pistão em forma de Z.

Válvula de retenção de pistão carregada em Y

É uma válvula de retenção de pistão na qual o disco e o eixo horizontal formam um ângulo de aproximadamente 45 graus.^Ó Grau. Este projeto permite que a válvula seja inspecionada e limpa sem desconectá-la do sistema de tubulação. O princípio de funcionamento desta válvula de retenção de pistão é o mesmo da válvula de retenção de pistão em forma de Z. A única diferença é que no tipo carregado em Y, o pistão se move para cima e para baixo em um ângulo de cerca de 45 graus.^ÓA válvula de retenção de pistão carregada em Y é pesada e requer mais espaço quando instalada.

Figura: Válvula de retenção de pistão Y.

Válvula de retenção de pistão com conexão de flange

Esta é uma válvula de retenção de pistão conectada à tubulação com parafusos e porcas. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão projetam essas válvulas com extremidades de flange com orifícios. Além disso, a extremidade do tubo a ser conectada à válvula de retenção do pistão possui uma extremidade flangeada com furos para permitir uma conexão eficaz entre o tubo e a válvula. Uma vedação é usada entre a válvula de retenção do pistão e o tubo para garantir uma conexão firme sem vazamento de fluido. Existem três tipos de superfícies de flange: formato de anel, superfície elevada e superfície plana. A superfície anular do flange é usada em válvulas de retenção de pistão destinadas ao uso em aplicações de alta pressão. A maioria das válvulas de retenção de pistão são projetadas com extremidades flangeadas. Este projeto é fácil de instalar e permite que a válvula de retenção do pistão seja facilmente removida do sistema de tubulação para reparo, manutenção ou substituição. As válvulas de retenção de pistão com extremidades flangeadas conectam-se à tubulação com vários parafusos e porcas, o que significa que requerem menos torque para apertar em comparação com outros tipos de válvula. Devido aos múltiplos parafusos e porcas utilizados, essas válvulas possuem uma conexão firme com a tubulação, tornando-as livres de vazamentos de fluido. As válvulas de retenção de pistão com extremidades flangeadas são mais pesadas do que outros tipos de válvulas de retenção de pistão devido aos parafusos, porcas e extremidades do flange.

Válvula de retenção com pistão e extremidade flangeada.

Válvula de retenção de pistão com extremidade roscada

Esta é uma válvula de retenção de pistão conectada ao tubo por meio de roscas. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão projetam este tipo de válvula com roscas internas ou externas. Uma válvula de retenção de pistão com rosca externa é conectada a um tubo com rosca interna. As válvulas de pistão roscado são geralmente menores em comparação com as válvulas de pistão flangeadas. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão desenvolvem essas válvulas para uso em aplicações de baixa e média pressão. Estas válvulas são fáceis e rápidas de instalar e montar.

Figura: Válvula de retenção com pistão e extremidade roscada.

Válvula de retenção de pistão com extremidade soldada

Esta é uma válvula de retenção de pistão conectada ao tubo por soldagem. Tanto a válvula quanto o tubo são feitos de material compatível para obter alta resistência após a soldagem. As válvulas de retenção de pistão com extremidades soldadas são adequadas para uso em aplicações de alta pressão. Isso ocorre porque o processo de soldagem fornece uma vedação muito estanque e a válvula e o tubo formam uma unidade após a soldagem, de modo que não pode ocorrer vazamento de fluido. Entretanto, não é possível abrir a válvula de retenção do pistão para inspeção, reparo e limpeza enquanto ela estiver em campo. Os fabricantes de válvulas de retenção de pistão projetam essas válvulas para uso em aplicações que não exigem reparos e manutenção frequentes e/ou onde o meio controlado é perigoso, como ácidos e/ou produtos inflamáveis, como petróleo e gás. As válvulas de retenção de pistão com extremidades soldadas são mais leves em comparação com os tipos com extremidades flangeadas. Essas válvulas podem ter tamanhos diferentes, de pequeno a grande, dependendo da localização.

Aplicações de válvulas de retenção de pistão

As válvulas de retenção de pistão são usadas na indústria de petróleo e gás.
As válvulas de retenção de pistão são usadas no abastecimento de água doce.
Eles são usados em estações de tratamento de esgoto.
Eles são usados para controlar a água de alimentação em usinas a vapor.
Essas válvulas são utilizadas na fabricação de produtos farmacêuticos.
Eles são usados na produção de produtos químicos.
As válvulas de retenção de pistão são usadas no processamento de alimentos e bebidas.
Essas válvulas são usadas em sistemas de ar condicionado para evitar o refluxo do meio de resfriamento.

Vantagens das válvulas de retenção de pistão

As válvulas de retenção de pistão são duráveis porque podem ser usadas por um longo período de tempo sem necessidade de substituição. Além disso, essas válvulas são reparáveis, portanto ainda podem ser utilizadas após reparos em caso de defeito.
As válvulas de retenção de pistão são versáteis, pois podem ser usadas em diferentes aplicações industriais.
Essas válvulas impedem o fluxo de fluido na direção oposta. Isto evita a contaminação do fluido e danos aos equipamentos de tubulação, como caldeiras e bombas.
As válvulas de retenção de pistão são automáticas, poupando ao proprietário a despesa adicional de contratar um operador de válvula ou integrar um atuador de válvula.
Estas válvulas são adequadas para uso em aplicações de alta pressão e alta temperatura.
Estas válvulas apresentam baixa queda de pressão, o que melhora o desempenho do bombeamento e, portanto, economiza energia.
As válvulas de retenção de pistão funcionam rapidamente e sem vazamento de fluido.
Essas válvulas podem manter a pressão necessária no sistema de tubulação.
Eles são fáceis de instalar, reparar e manter.

Desvantagens das válvulas de retenção de pistão

As válvulas de retenção de pistão permitem que o fluido flua apenas em uma direção.
Estas válvulas não são adequadas para uso em aplicações de fluxo de fluido pulsante.
Essas válvulas tendem a causar problemas de golpe de aríete.

Solução de problemas de uma válvula de retenção de pistão

Vazamento de fluido da conexão válvula-tubo

O parafuso ou conexão roscada está solto. Aperte a conexão.
Selo desgastado. Substitua a junta.
Anéis de vedação danificados ou desgastados. Substitua os anéis de vedação.

Nenhum fluxo de fluido através da válvula de retenção do pistão

A válvula foi instalada na direção errada. Remova a válvula do sistema de tubulação e conecte-a de acordo com as instruções do fabricante da válvula de retenção do pistão.
A linha de conexão à válvula de retenção do pistão está bloqueada. Verifique se há bloqueios na linha e remova quaisquer detritos que bloqueiem o fluxo de fluido.

Vazamento de fluido quando a válvula está totalmente fechada

Partículas sólidas se alojaram na válvula de retenção do pistão. Limpe a válvula de quaisquer partículas sólidas que estejam causando o bloqueio.
Os anéis de vedação estão danificados. Substitua os anéis de vedação.
A sede da válvula está danificada. Substitua a sede da válvula ou válvula.

Uma válvula de retenção de pistão é uma válvula usada para evitar o refluxo de fluidos. Uma válvula de retenção de pistão funciona automaticamente com base no princípio da diferença de pressão. De acordo com este princípio, a válvula de retenção do pistão abre quando a pressão de sucção é superior à pressão de saída. A alta pressão resulta em energia de alta pressão que é usada para abrir a válvula. Se a pressão de sucção for inferior à pressão de saída ou se a bomba parar, o líquido tenta fluir de volta, mas a válvula fecha imediatamente. Portanto, este tipo de válvula não requer acionamento ou operador de válvula. Existem diferentes tipos de válvulas de retenção de pistão, incluindo válvulas de retenção de pistão em forma de Z, válvulas de retenção de pistão carregadas em Y, válvulas de retenção de pistão com extremidade flangeada, válvulas de retenção de pistão com extremidade roscada e válvulas de retenção de pistão com extremidade soldada. As aplicações dessas válvulas incluem, mas não estão limitadas a, indústria de petróleo e gás, indústria farmacêutica, fabricação de produtos químicos, processamento de alimentos e bebidas, abastecimento de água, ar condicionado e geração de energia a vapor. As vantagens do uso de válvulas de retenção de pistão são durabilidade, versatilidade, ausência de refluxo de fluidos, operação automática, capacidade de manter pressão, baixa queda de pressão e zero vazamento de fluido. No entanto, as válvulas de retenção de pistão só permitem o fluxo de fluido em uma direção e são suscetíveis ao golpe de aríete.