Equipamento Estatico, Notas de estudo de Cultura

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CURSO DE F ORMAÇÃO DE O PERADORES DE REFINARIA

EQUIPAMENTOS ESTÁTICOS

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Módulo Equipamentos Estáticos

Ficha Técnica

UnicenP – Centro Universitário Positivo Oriovisto Guimarães (Reitor) José Pio Martins (Vice Reitor) Aldir Amadori (Pró-Reitor Administrativo) Elisa Dalla-Bona (Pró-Reitora Acadêmica) Maria Helena da Silveira Maciel (Pró-Reitora de Planejamento e Avaliação Institucional) Luiz Hamilton Berton (Pró-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa) Fani Schiffer Durães (Pró-Reitora de Extensão) Euclides Marchi (Diretor do Núcleo de Ciências Humanas e Sociais Aplicadas) Helena Leomir de Souza Bartnik (Coordenadora do Curso de Pedagogia) Marcos José Tozzi (Diretor do Núcleo de Ciências Exatas e Tecnologias)

Antonio Razera Neto (Coordenador do Curso de Desenho Industrial) Maurício Dziedzic (Coordenador do Curso de Engenharia Civil) Júlio César Nitsch (Coordenador do Curso de Eletrônica) Marcos Roberto Rodacoscki (Coordenador do Curso de Engenharia Mecânica) Carlos V. Reis (Autor) Rui Fernando Costacurta (Colaborador) Marcos Cordiolli (Coordenador Geral do Projeto) Iran Gaio Junior (Coordenação Ilustração, Fotografia e Diagramação) Carina Bárbara R. de Oliveira (Coordenação de Elaboração dos Módulos Instrucionais) Juliana Claciane dos Santos (Coordenação dos Planos de Aula) Luana Priscila Wünsch (Coordenação Kit Aula) Angela Zanin Leoni Néri de Oliveira Nantes Érica Vanessa Martins (Equipe Kit Aula) Carina Bárbara Ribas de Oliveira (Coordenação Administrativa) Cláudio Roberto Paitra Marline Meurer Paitra (Diagramação) Cíntia Mara Ribas Oliveira (Coordenação de Revisão Técnica e Gramatical) Contatos com a equipe do UnicenP: Centro Universitário do Positivo – UnicenP Pró-Reitoria de Extensão Rua Prof. Pedro Viriato Parigot de Souza 5300 81280-320 Curitiba PR Tel.: (41) 317 3093 Fax: (41) 317 3982 Home Page: www.unicenp.br e-mail: [email protected] e-mail: [email protected]

Contatos com a Equipe da Repar: Refinaria Presidente Getúlio Vargas – Repar Rodovia do Xisto (BR 476) – Km 83700-970 Araucária – Paraná Mario Newton Coelho Reis (Coordenador Geral) Tel.: (41) 641 2846 – Fax: (41) 643 2717 e-mail: [email protected] Uzias Alves (Coordenador Técnico) Tel.: (41) 641 2301 e-mail: [email protected] Décio Luiz Rogal Tel.: (41) 641 2295 e-mail: [email protected] Ledy Aparecida Carvalho Stegg da Silva Tel.: (41) 641 2433 e-mail: [email protected] Adair Martins Tel.: (41) 641 2433 e-mail: [email protected]

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Apresentação

É com grande prazer que a equipe da Petrobras recebe você. Para continuarmos buscando excelência em resultados, dife-

renciação em serviços e competência tecnológica, precisamos de

você e de seu perfil empreendedor.

Este projeto foi realizado pela parceria estabelecida entre o

Centro Universitário Positivo (UnicenP) e a Petrobras, representada

pela UN-Repar, buscando a construção dos materiais pedagógicos

que auxiliarão os Cursos de Formação de Operadores de Refinaria.

Estes materiais – módulos didáticos, slides de apresentação, planos

de aula, gabaritos de atividades – procuram integrar os saberes téc-

nico-práticos dos operadores com as teorias; desta forma não po-

dem ser tomados como algo pronto e definitivo, mas sim, como um

processo contínuo e permanente de aprimoramento, caracterizado

pela flexibilidade exigida pelo porte e diversidade das unidades da

Petrobras.

Contamos, portanto, com a sua disposição para buscar outras

fontes, colocar questões aos instrutores e à turma, enfim, aprofundar

seu conhecimento, capacitando-se para sua nova profissão na

Petrobras.

Nome:

Cidade:

Estado:

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Escreva uma frase para acompanhá-lo durante todo o módulo.

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Tubulações –

Acessórios/Ligações

1.1 Tubulações

Tubulações são condutos fechados desti- nados ao transporte de fluidos. As tubulações são constituídas de tubos de tamanhos padro- nizados, colocados em série. Usam-se tubulações para o transporte de todos os fluidos, materiais pastosos, líquidos e gasosos. Na prática, são chamados de tubos, somente os condutos rígidos. Os condutos fle- xíveis recebem a denominação de tubos flexí- veis, mangueiras ou mangotes.

1.2 Classificação dos Tubos

Os tubos podem ser classificados em me- tálicos ou não metálicos. a) Tubos Metálicos Ferrosos: Aço Carbono; Aço Liga (à base de Cr, Mo Ni, Si); Aço inoxidável; Ferro Fundido; Ferro Forjado. b) Tubos Metálicos não Ferrosos: Cobre e ligas de cobre (latão, bronze); Alumínio; Chumbo; Níquel; Outros metais; etc. c) Tubos Não Metálicos: Cimento-amianto; PVC; Borracha; Concreto; Vidro; Plástico; etc.

1.3 Uso dos Principais Tipos de Tubos

1.3.1 Tubos de Aço Carbono

Representam a maior parte das tubulações utilizadas na refinaria. São usados para trans- ferir hidrocarbonetos, vapor, água, gases, etc. Suas limitações são, no que diz respeito, a produtos químicos corrosivos e ao fator tem- peratura.

1.3.2 Tubos de Aço-Liga e Aço Inoxidável

São usados para serviços especiais tais como fluidos corrosivos, fluidos à altas tem- peraturas, etc. Os elementos de liga mais usa- dos são: – Cr e Mo, para altas temperaturas e

• Ni para baixas temperaturas.

1.3.3 Tubos de Materiais Metálicos não Ferrosos

São usados geralmente para fins específi- cos, que envolvem pequenos diâmetros (ar de instrumento, tubos de permutador, entre outros).

1.4 Diâmetros Comerciais

Os tubos são identificados por um núme- ro chamado “diâmetro nominal” (DN). A uni- dade é a polegada (símbolo: "). Uma polegada equivale a 2,54 cm. De DN 1/8" até 12", esse valor não corres- ponde a nenhuma dimensão física dos tubos; e de DN 14" a 36" o diâmetro nominal coincide com o diâmetro externo (D. Ext.) dos tubos. Assim, o valor fixo dos tubos de 1/8" a 12" é o diâmetro externo, sempre maior que o diâmetro nominal. Exemplo:

DN 4" →^ D. Ext. = 4,5" DN 8" →^ D. Ext. = 8,6"

Acima de 30", os tubos são padronizados, fabricados com costura, sob encomenda.

1.5 Espessuras de Paredes dos Tubos

Para cada um dos diâmetros nominais, fa- bricam-se tubos com diversas espessuras de parede. Esta espessura é padronizada e recebe o nome de “Schedule” (Sch). Quanto mais alto o Sch, maior será a espessura da parede do tubo. Exemplo:

DN 8" →^ D. Ext. = 8,6" →^ Sch 40 = 0,32" DN 8" →^ D. Ext. = 8,6" →^ Sch 80 = 0,5"

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Figura 1.1 – Espessura de parede de tubos. Existem tubos para outras finalidades que não simplesmente o transporte de fluidos. São os tubos usados em permutadores, fornos, cal- deiras, etc, que servem também para aumen- tar a área de troca de calor. Exigem, na maio- ria dos casos especificações especiais. Para esses tubos, o diâmetro externo cor- responde ao diâmetro nominal (DN), e a espes- sura de parede que varia grandemente, é desig- nada pela própria medida de espessura em mm, décimo de polegada, entre outras unidades. Exemplo:

Tubo DN 3/4" →^ D. Ext. = 3,4" Tubo DN 2" →^ D. Ext. = 2"

1.6 Acessórios/ligações

1.6.1 Acessórios de Tubulações

Os acessórios de tubulações são os meios utilizados para conectar tubos, válvulas, outros acessórios e equipamentos. Além de ligar, os acessórios servem também para mudar a dire- ção, variar o diâmetro da tubulação, fazer deri- vações, interromper ligações, etc. Os acessórios podem ser soldados, rosqueados ou flangelados. Classificam-se conforme sua função nas tubulações: a) Para mudar a direção em tubos, usa-se: (Figura 1.2 e 1.3)

• Curvas de raio longo: 45º, 90º;
• Curvas de raio curto: 45º, 90º;
• Joelhos de 45º e 90º. b) Para derivação em tubos: (Figura 1.4 e 1.5)
• T normal;
• Selas;
• Cruzetas. c) Para variar o diâmetro em tubos: (Fi- gura 1.6 e 1.7)
• Redução concêntrica;
• Redução excêntrica. d) Para ligações de tubos entre si: (Figura 1. e 1.9)
• Luvas;
• Uniões;
• Flanges.

Conclusão do exemplo: como o D. Ext. é fixo (8,6") para um mesmo DN (8"), então ao au- mentarmos o n.º de schedule a espessura de pare- de aumenta e conseqüentemente o diâmetro in- terno diminui. (Figura 1.1).

Tubo

Luva rosqueada

Solda

Luva soldada

Curva 90° Curva 90° com pé Curva 45°

D. Ext. (^) D. Int.

Sch. Figura 1.2 – Acessórios flangelados.

Figura 1.3 – Acessórios para solda do topo.

Figura 1.4 Acessórios flangelados.

Figura 1.5 – Acessórios para solda do topo.

Figura 1.6 – Acessório flangelado.

Figura 1.7 – Acessórios para solda do topo.

Figura 1.8 – Ligações rosqueadas e ligações soldadas.

Curva 90° Raio Longo

Curva 45°

Cruzeta “Tê”

Sela “Tê”

Redução

Redução Concêntrica

Redução Excêntrica

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Os flanges, confeccionados de material Anotações forjado, podem ser classificados segundo a pressão nominal de projeto. As classes de pres- sões para flanges são: 125, 150, 300, 400, 600, 900, 1.500 e 2.500 lbs/pol 2. Os flanges mais usados em refinaria correspondem às classes de 150 e 300 lbs/pol 2. As dimensões dos flanges (espessura, n.º de parafusos, diâmetro externo) variam com as classes de pressão. Em todas as ligações com flanges, existe sempre uma junta que é o elemento de vedação. O material da junta deverá ser deformável e elástico, para compensar as irregularidades das faces dos flanges, estratégia que confere vedação perfeita. Deverá também ser especi- ficado, visando suportar as variações de tem- peratura e pressão. Existem diversos tipos de juntas. As mais comuns na refinaria são:

• Espirotálicas : Juntas planas com es- piral metálico recheado de amianto. São usadas para fluidos à altas temperatu- ras, situação em que um vazamento torna-se extremamente perigoso.
• Nitripak : Juntas planas, fabricadas com papelão recheado de tela metáli- ca. Usadas para fluidos à alta pressão e a baixas temperaturas.
• Papelão grafitado : Juntas planas fa- bricadas com papelão e grafite. Usadas para fluídos à baixa pressão e baixa temperatura.

1.6.3 Isolamento Térmico de Tubulações

Os isolamentos térmicos, com freqüência, têm por finalidade, reduzir as trocas de calor do tubo para o meio ambiente, ou vice-versa. São constituídos, geralmente, de material à base de cálcio ou lã de rocha. Os isolamentos térmicos podem ser utili- zados por duas razões, com finalidades espe- cíficas diferentes: a) Motivo Econômico As perdas de calor de um fluido para o exterior, representam um desperdício da energia empregada no aquecimento. A utilização de isolamento térmico resul- ta, portanto, em economia de energia.

b) Proteção Pessoal O isolamento térmico pode também ser necessário para evitar queimaduras caso o operador encoste-se na tubula- ção, ou ainda, em algumas situações, para evitar o desconforto da excessiva irradiação de calor.

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Válvulas

2.1 Definição

Válvulas são dispositivos usados para es- tabelecer, controlar e interromper a passagem de fluidos em tubulações. Dentro deste concei- to global, as válvulas podem ter, no entanto, funções e características específicas que permi- tem uma classificação segundo seu emprego.

2.1.1 Classificação e Principais Tipos de

Válvulas

Válvulas que controlam o fluxo em qualquer

direção

a) Válvulas de Bloqueio São aquelas que se destinam, primor- dialmente, a estabelecer ou interrom- per o fluxo, ou seja, devem só funcio- nar completamente abertas ou comple- tamente fechadas. Tipos mais usados: válvula gaveta; válvula macho; válvula esfera. b) Válvulas de Regulagem de Fluxo Destinam-se para o controle de fluxo e podem, devido a isto, trabalhar em qualquer posição. Tipos mais usados: válvula globo; válvula agulha; válvula de controle; válvula borboleta; válvula de diafragma.

2.1.2 Válvulas que permitem o fluxo em apenas

uma direção

a) válvula de retenção de portinhola; b) válvula de retenção tipo plug; c) válvula de retenção de esfera; d) válvula de pé.

2.1.3 Válvulas que controlam a pressão a

montante

São também conhecidas como válvulas de segurança, alívio e contra pressão

2.1.4 Válvulas que controlam a pressão a jusante

São também conhecidas como válvulas re- dutoras e reguladoras de pressão

2.2 Principais Componentes das Válvulas

2.2.1 Corpo de Válvula

O corpo ou carcaça é a parte da válvula que se conecta à tubulação e contém o orifício de passagem do fluido. As válvulas são peças sujeitas à manutenção e, por isso, devem ser, em princípio, facilmente desmontáveis. Tanto as válvulas rosqueadas, como as flangeadas obedecem a este conceito. No en- tanto, com o desenvolvimento dos processos de solda, passaram também a ser empregadas válvu- las com extremidades para solda de soquete e para solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil, mas em compensação, não há riscos de vazamentos na tubulação. São os seguin- tes os principais casos de emprego de cada tipo de extremidade em válvulas : a) Extremidades flangeadas Sistema usado em quase todas as vál- vulas, de qualquer material, emprega- do em tubulações industriais de mais de 2". (Figura 2.1)

Figura 2.1 – Válvula gaveta.

Volante Pino graxeiro Haste

Sobreposta Gaxetas Castelo Flangeado

Corpo

Gaveta

Flange

Sede

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Figura 2.6 – Válvula gaveta com redução de engrenagens.

Volante

Engrenagens de redução

Castelo

Flange

Figura 2.5 – Válvula de fecho rápido.

Alavanca de operação

Guia da alavanca

Haste deslizante Gaxeta Castelo aparafusado

Gaveta Flange

c) Operação automática:

• pelo próprio fluido;
• por meio de molas ou contrapesos.

Para operação manual, empregam-se vo- lantes e alavancas em válvulas de até 12". Para válvulas maiores, usam-se os sistemas de en- grenagem e parafuso sem fim, com o objetivo de suavizar a operação.

Figura 2.7 – Válvulas com volante com corrente e com haste de extensão.

a) Válvula acima do operador

b) Válvula abaixo do operador

Volante

Volante para corrente

Piso de operação

Haste de extensão

Para a operação manual de válvulas situa- das fora do alcance do operador, utilizam-se volantes ou alavancas com correntes, ou ain- da hastes de extensão (Figura 2.7).

2.2.3 Mecanismos Internos e Gavetas

O mecanismo móvel interno da válvula (haste e peças de fechamento) e a sede chama- se “trim” da válvula. São as peças mais im- portantes da válvula, geralmente, feitas de ma- teriais de melhor qualidade do que os da car- caça, porque estão sujeitas a grandes esforços e à forte corrosão. Devem ter também uma usinagem cuidadosa para que a válvula tenha fechamento estanque. Na maioria das válvulas, a haste atravessa o castelo, indo para fora do corpo. Para evitar vazamento pela haste, existem gaxetas conven- cionais com porca de aperto, ou, mais rara- mente, sistemas especiais de vedação como retentores, foles, entre outros. Quando a haste é rosqueada (como acontece na maioria das válvulas), a rosca deve, de preferência, estar por fora da gaveta, por ser um sistema de cons- trução mais barato.

2.2.4 Meios de Operação de Válvulas

Há uma variedade muito grande de siste- mas usados para a operação de válvulas: a) Operação manual, por meio de:

• volante;
• alavancas;
• engrenagens; (Figura 2.6)
• parafusos sem fim; etc.

b) Operação motorizada:

• hidráulica;
• pneumática;
• elétrica.

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A operação motorizada é empregada ape- nas nos seguintes casos:

• Em válvulas comandadas à distância;
• Em válvulas situadas em posições ina- cessíveis;
• Em válvulas muito grandes, cuja ope- ração manual seja difícil. Nos sistemas de operação motorizada, hi- dráulica ou pneumática, a haste da válvula é comandada por um êmbolo ou um diafragma, sujeito à pressão de um líquido ou ar compri- mido. O comando hidráulico, mais raro na prá- tica do que o comando pneumático, é usado quase somente, para válvulas muito grandes.

A operação motorizada pneumática é o sis- tema mais usado nas válvulas comandadas por instrumentos automáticos. É preciso não con- fundir válvulas comandadas por instrumentos automáticos com válvulas de operação auto- mática. Existem dois sistemas de operação moto- rizada elétrica de uso corrente:

• Motor elétrico, acionando o volante da válvula por meio de engrenagens de redução. Este sistema é usado apenas em válvulas de grande tamanho para tornar a operação mais fácil e mais rá- pida.
• Solenóide, cujo campo magnético mo- vimenta, diretamente por atração, a haste da válvula. Este sistema pode ser empregado apenas para pequenas vál- vulas, freqüentemente por relés elétri- cos ou instrumentos automáticos.

2.3 Detalhes Particulares de cada Tipo

e Válvulas

2.3.1 Válvula de Gaveta

É o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. São utilizadas princi- palmente nos serviços de bloqueio nas linhas de água, óleos e líquidos em geral (desde que não sejam muito corrosivos ou voláteis), para quaisquer diâmetros, e também para o bloqueio de vapor e ar em linhas de diâmetro acima de 8". Em todos estes serviços, as válvulas de gaveta são usadas para qualquer pressão ou temperatura (Figura 2.1). O fechamento dessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça chamada gaveta , que se desloca paralelamente ao orifício da válvu- la e perpendicularmente ao sentido de escoa- mento do líquido. Quando completamente abertas, a perda de carga causada por este tipo de válvula é desprezível. Apenas devem trabalhar comple- tamente abertas ou completamente fechadas, isto é, são válvulas de bloqueio e não de re- gulagem. Quando parcialmente abertas, cau- sam laminagem da veia fluida, acompanhada de cavitação e violenta erosão. Observa-se que as válvulas gaveta são sempre de fechamento lento, sendo impossí- vel fechá-las instantaneamente: o tempo ne- cessário para o fechamento será tanto maior quanto maior for a válvula. Essa é uma grande vantagem das válvulas gavetas, porque, desta maneira, pode-se controlar o efeito dos golpes de ariete. As válvulas gaveta dificilmente dão um fechamento absolutamente estanque. Por ou- tro lado, na maioria das aplicações práticas, tal fechamento não é necessário. A gaveta das válvulas pode ser em cunha ou paralela. As gavetas de cunha são de maior quali- dade e dão, devido a ação da cunha, um fecha- mento mais seguro do que as gavetas parale- las, embora sejam de construção e manuten- ção mais difícil. Emprega-se, nas válvulas gaveta, três sis- temas diferentes de movimentação da haste:

Haste ascendente com rosca externa

É o sistema usado nas válvulas grandes e de boa qualidade. A haste tem apenas movi- mento de translação e o volante, preso ao cas- telo por uma porca fixa, apenas movimento de rotação. A rosca da haste é externa à válvula

Figura 2.8 – Válvula comandada por cilindro hidráulico.

Conexões para o líquido acionador

Cilindro Hidráulico

Gaxetas

Haste deslizante

Gaveta

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2.3.3 Válvula Globo

Em válvulas globo, o fechamento é feito por meio de um tampão que se move contra o orifício da válvula, que, geralmente, está em posição paralela ao sentido do fluxo. As vál- vulas globo podem trabalhar em qualquer po- sição e fechamento, isto é, são válvulas de re- gulagem. Causam, entretanto, em qualquer posição de fechamento, fortes perdas de car- gas. As válvulas globo dão um fechamento

Figura 2.12 – Válvula Angular.

Porca de aperto

Gaxetas Haste com rosca

Tampão

Trajetória do fluído

Castelo de união Porca Agulha

Trajetória do fluido Sede

Figura 2.11 – Válvula de 3 vias.

Figura 2.10 – Válvula de esfera.

Haste Orifício de passagem

Alavanca de manobra

Engaxetamento

Anéis retentores

Macho (esfera oca)

Posição aberta

Macho

Corte em projeção horizontal

As válvulas sem lubrificação, de boa qua- lidade, usadas para gases, têm sedes removí- veis, feitas de material resiliente (teflon, neo- prene, etc.), dando ótima vedação estanque.

Variantes da válvula Macho

Uma das variantes da válvula macho cor- responde às válvulas de esfera. Neste caso, o macho é uma esfera que gira sobre um diâ- metro, deslizando entre anéis retentores. As vantagens das válvulas de esfera sobre a de gaveta são o menor tamanho, peso e custo, melhor vedação e menor facilidade de opera- ção (Figura 2.10).

bem melhor que as válvulas de gaveta, de for- ma que é possível conseguir, principalmente em válvulas pequenas, um fechamento abso- lutamente estanque (Figura 2.3). As válvulas globo devem ser instaladas de modo que o fluido entre sempre pela face in- ferior do tampão. Essa disposição tem a van- tagem de poupar as gavetas, porque a pressão não fica agindo permanentemente sobre elas e também de permitir, em muitos casos, o reen- gaxetamento com a válvula em serviço.

Variantes de válvula globo

Válvulas Angulares Essas válvulas têm os bocais de entrada e saída a 90°. Permite perdas de cargas menores que a válvula globo comum. Devido à posi- ção do orifício de passagem (Figura 2.12).

Válvula Agulha O tampão nestas válvulas é substituído por uma peça cônica agulha, que permite um con- trole mais delicado da vazão. É usado em li- nha até 2” (Figura 2.13).

Outra variante das válvulas macho são as válvulas de 3 ou 4 vias, onde o macho nesss válvulas é furado em “T” em “L” ou em cruz, dispondo a válvula de 3 ou 4 bocais para liga- ção às tubulações (Figura 2.11)

Figura 2.13 – Válvula Agulha.

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Válvula sem sede É uma variante das válvulas angulares em que o tampão consiste de um êmbolo que des- liza do corpo da válvula. Estas válvulas são empregadas para a descarga de caldeiras (Fi- gura 2.14).

Figura 2.14 – Válvula sem sede.

Êmbolo

Retentores

Válvulas em “Y” Essas válvulas apresentam a haste a 45° com o corpo, de maneira tal que a trajetória da corrente fluida fica quase retilínea. Em conse- qüência disso as perdas de carga ficam redu- zidas um valor mínimo. Essas válvulas são usadas para bloqueio e regulagem de vapor (Figura 2.15).

Figura 2.15 – Válvula em “Y”.

Tampão

Sede

Trajetória do fluido

2.3.4 Válvulas de Controle

Essas válvulas são usadas em combina- ção com instrumentos automáticos, que as comandam à distância, para controlar a vazão ou a pressão de um fluido. A válvula em si é quase semelhante a uma válvula globo sendo operada, na maioria das vezes, por meio de um diafragma sujeito à pressão de ar compri- mido. Há um instrumento automático que comada a pressão de ar, que por sua vez faz variar a posição de abertura da válvula. A ope- ração nas válvulas de controle é feita, geral- mente, pelo diafragma em um sentido (para abrir ou fechar) e por uma mola regulável no outro sentido (Figura 2.16).

Figura 2.16 – Válvula de Controle.

Mola regulável (para abrir a válvula)

Admissão de ar comprimido (para fechar a válvula) Diafragma flexível

Indicador de posição de abertura Haste Sobreposto Gaxetas

Tampões duplos Sedes balanceados

2.3.5 Válvula Borboleta

Usada para tubulações de grande diâme- tro (mais de 20'’), sujeitas a baixas pressões, sem a exigência de vedação perfeita. O fecha- mento da válvula é feio por meio de uma peça circular que pivota em torno de um eixo per- pendicular ao sentido de escoamento do flui- do (Figura 2.17).

Figura 2.17 (a) – Válvula Borboleta.

Figura 2.17 (b) – Válvula Borboleta.

Eixo

Corpo Disco

Volante

Alavanca

Corpo da válvula fechamentoDisco de (entre os flanges)

Flanges da tubulação

Aberto

Fechado

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Variantes das válvulas de retenção

Válvulas de pé São válvulas de retenção especiais para manter a escorva nas linhas de sucção de bom- bas. São semelhantes às válvulas de retenção tipo plug (Figura 2.22).

Figura 2.22 – Válvula de pé.

Válvulas de retenção e fechamento São semelhantes às válvulas globo, com tampão capaz de deslizar sobre a haste. Na posição aberta, funcionam como válvulas de retenção de levantamento e, na posição fecha- da, como válvulas de bloqueio. São usadas nas linhas de saída de caldeiras (Figuras 2.23).

Bocal de saída

Pino Guia

Tampão

Grade de entrada

2.3.8 Válvulas de Segurança e de Alívio

Controlam a pressão à montante, abrindo- se automaticamente, quando essa pressão ul- trapassa um determinado valor para o qual a válvula foi ajustada (pressão de ajuste).

Figura 2.23 – Válvula de retenção e fechamento.

Haste rosqueada

Haste do Guia tampão Tampão Entrada Saída

A construção dessas válvulas é semelhante à das válvulas globo angulares. O tampão é mantido fechado contra a sede pela ação de uma mola, com parafuso de regulagem, ou de um contrapeso externo de posição ajustável. Regula-se tensão ou posição do contrapeso, de maneira a se ter a desejada pressão de aber- tura da válvula (Figura 2.24).

Figura 2.24 – Válvula de segurança.

Porca de regulagem Mola

Bocal de saída

Tampão

Sede

Bocal de entrada

As válvulas de mola são as mais comuns. A mola pode ser interna , dentro do castelo da válvula, ou externa, preferindo-se esta última disposição para serviços com fluidos corrosi- vos, muito viscosos, ou gases liqüefeitos que possam congelar, prendendo a mola. Essas válvulas são chamadas de “seguran- ça”, quando destinadas a trabalhar com flui- dos elásticos (vapor, ar, gases), e de alívio , quando destinadas trabalhar com líquidos, que são fluidos incompressíveis. A construção das válvulas de segurança e de alívio é basicamente a mesma, a principal diferença reside no per- fil das sedes e do tampão. Nas válvulas de se- gurança, o desenho desses perfis é feito de tal forma que a abertura total da válvula ocorra imediatamente após a “pressão de ajuste”, e o fechamento repentinamente abaixo da “pres- são de ajuste”. Nas válvulas de alívio, a aber- tura é gradual, atingindo o máximo com 110% a 125% da “pressão de ajuste”. As válvulas de segurança costumam ter uma alavanca externa com a qual é possível fazer-se manualmente o disparo da válvula para teste.

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3.1 Introdução

Purgadores são equipamentos utilizados para eliminar condensados das tubulações que transportam vapor ou ar comprimido. Os bons purgadores além de remover condensado, re- movem também o ar e outros gases inconden- sáveis que possam existir. O aparecimento de condensado em tubu- lações de vapor pode se dar devido à perda de calor para o meio ambiente, arraste de gotícu- las, colocação em operação de determinado trecho de tubulação fria ou trechos de tubula- ções bloqueadas. O aparecimento de condensado em tubu- lações de ar comprimido ocorre em conseqüên- cia da condensação da umidade do ar ou do arraste do óleo de lubrificação dos compres- sores.

3.1.1 Remoção do Condensado

Remove-se o condensado existente nas li- nhas de vapor pelas seguintes razões:

• Conservar a energia do vapor, pois o condensado não tem ação motora (má- quina a vapor) nem ação aquecedora eficiente (o vapor aquece cedendo ca- lor de condensação). A entrada de con- densado nas turbinas causa danos irre- paráveis em suas palhetas.
• Evitar vibrações e martelos hidráulicos nas tubulações causados pelo arrasta- mento do condensado e encontro do vapor com bolsões de condensado.
• Reduzir os efeitos de corrosão. Remove-se o condensado das linhas de ar comprimido, porque os arrastes de óleo ou água danificam os instrumentos e prejudicam o processo em que o ar é utilizado.

3.2 Tipos

Os purgadores podem ser classificados em:

• Purgadores Mecânicos : Agem por di- ferença de densidade.

a) Purgadores de bóia; b) Purgadores de panela invertida.

• Purgadores Termostáticos – Agem por diferença de temperatura. a) Purgadores de expansão metálica; b) Purgadores de expansão líquida; c) Purgadores de expansão balancea- da (fole).
• Purgadores Especiais : a) Purgadores termodinâmicos; b) Purgadores de impulso.

3.2.1 Purgador de Bóia

Consiste em uma caixa com uma entrada de vapor e uma saída de condensado. A saída do condensado é fechada por uma válvula co- mandada por bóia; quando há condensado, a bóia flutua e abre a saída do condensado, que é expulso pela própria pressão do vapor. É necessário que a força de flutuação da bóia seja suficiente, através das alavancas, para vencer a pressão do vapor, que tende a fechar a válvula. Esse purgador tem descarga contínua e não permite a saída de ar e de outros gases. É empregado para baixas pressões de va- por (até 35 Kgf/cm^2 ), quando se deseja des- carga rápida e contínua e quando não há ne- cessidade de eliminação de ar (Figura 3.1).

Figura 3.1 – Purgador de Bóia.

Purgadores

Válvula termostática (^) (vapor + condensado)Entrada

Bóia

Válvula de saída (^) Saída (condensado)