(Acessórios de Tubulação OK 07-03-2012)

Inspetor de Fabricação – Acessórios de Tubulação – Módulo Específico

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Inspeção de Fabricação – Acessórios de Tubulação – Módulo Específico SENAI-SP, 2011 Trabalho organizado a partir de seleção de textos técnicos extraídos do Treinamento de Inspetores de Fabricação –

Válvulas Industriais e de Controle

Coordenação Geral Marcos Antoni Togni (CFP 1.19) Equipe responsável Coordenação Roberto Sanches Cazado (CFP 1.19) Organização Cleiton Rosa Barbosa (CFP 1.19) Diagramação Cleiton Rosa Barbosa (CFP 1.19) Ilustrações

SENAI Escola Senai “Nadir Dias Figueiredo”

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São Paulo - SP

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SUMÁRIO

CAPÍTULO I

Conexões.......................................................................................................................... 4

CAPÍTULO II

Válvulas............................................................................................................................. 28

CAPÍTULO III

Anexos............................................................................................................................... 79

CAPÍTULO IV

Normas ABNT e Petrobrás................................................................................................ . 60

CAPÍTULO V

Normas Regionais e Internacionais................................................................................... 61

CAPÍTULO VI

Referências....................................................................................................................... 62


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1.Conexões São acessórios para tubulação, utilizados para unir, direcionar, derivar e interromper trechos de tubulação.

Abordaremos as principais conexões e suas aplicações na planta. Flange É uma conexão especial, utilizada para ligação entre tubos, fechamento de extremidades, conexões entre equipamentos como: válvulas, bombas, compressores, tanques, etc. Constituição

Os flanges podem ser metálicos e não-metálicos, sendo forjados e fundidos nos mesmos materiais utilizados na fabricação de tubos.

Aplicação

O flange é aplicado onde requer facilidade de montagem ou desmontagem de uma linha ou equipamento e para facilidade de manutenção.

A figura abaixo mostra uma ligação flangeada com junta, parafusos e porcas.

Tipos de flanges com rosca para tubos Pescoço (WN), sobreposto (SO), roscado (SCR), solto (lap joint), cego ou terminal, encaixe-solda, integral, cego temporário (raquete), macho e fêmea, quadrado, oval, redução e orifício.


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Flange de pescoço É bastante usado em tubulações industriais, para quaisquer pressões e temperaturas. De todos os flanges não-integrais é o mais resistente, por permitir melhor vedação e provocar menores tensões residuais em conseqüência da soldagem e das diferenças de temperatura.

Flange sobreposto

É um flange mais barato e mais difícil de instalar do que o anterior, porque a ponta do tubo encaixa no flange, facilitando o alinhamento e evitando a necessidade de corte do tubo na medida exata. O flange é ligado ao tubo por duas soldas em ângulo, uma externa e outra interna.

Esse tipo de flange é um dos mais usados em tubulações não-críticas (até 20kg/cm2 e 400ºC), porque o aperto permissível é bem menor, as tensões residuais são elevadas e as descontinuidades de seção dão origem à concentração de esforços e facilitam a erosão e a corrosão.


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Flange roscado Em tubulações industriais este flange é usado apenas para tubos de metais não soldáveis (ferro fundido e alguns aços-liga não soldáveis). Flange solto (lap joint) Esse flange não fica preso à tubulação como os demais, podendo deslizar livremente sobre o tubo quando desconectado. Para sua utilização, solda-se de topo na extremidade do tubo uma peça especial denominada virola, que servirá de batente para o flange. Em processos que exijam tubulações de materiais caros (aço inoxidável, ligas de Ni, etc.) é usado este tipo de flange, pois não tendo contato com o fluido circulante, pode ser de material de menor custo (aço ao carbono, ferro fundido, etc.). Flange cego É um flange fechado, usado para extremidades de linha ou fechamento de bocais flangeados.


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Flange de encaixe e solda Esse flange é semelhante ao sobreposto; é, contudo, mais resistente e tem um encaixe completo para a ponta do tubo, dispensando-se, por isso, a solda interna. É o tipo de flange usado para a maioria das tubulações de aço de pequeno diâmetro, até 2”. Devido à descontinuidade interna não é recomendado para serviços com materiais corrosivos.

Flange integral O flange integral é usado apenas em alguns casos para tubos de ferro fundido. É o tipo mais antigo de flange e, também, o mais resistente. O flange é ligado ao tubo no próprio processo de fabricação, ficando a face interna do tubo perfeitamente lisa, sem descontinuidade que facilitem a concentração de esforços ou corrosão.

Flange cego temporário (raquete) Instala-se o flange cego temporário entre dois flanges, quando se deseja, temporariamente, um bloqueio rigoroso e absoluto do fluxo; evidentemente, devem ser colocadas juntas em ambos os lados. A raquete possui um cabo que tem a finalidade de indicar se a linha (tubulação) está ou não bloqueada (segunda figura). Existe também um tipo de flange cego (primeira figura), denominado figura oito, que possui função idêntica à da raquete.


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Flange macho e fêmea É um flange usado em casos especiais, para fluidos corrosivos. O faceamento deste flange consiste de uma lingüeta e uma ranhura para encaixe da junta, onde a mesma está protegida por não ter contato com o fluido.

Flange quadrado O flange quadrado pode ser usado em casos especiais de ligações de equipamentos, como intercambiadores, válvulas, etc.


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Flange oval O flange oval é também usado em casos especiais, como ligações de compressores de ar, refrigeração de bombas e lubrificadores.

Flange de redução É um flange que serve para reduzir bitolas de tubos. Existe nos mesmos tipos citados anteriormente, sendo de encaixe e solda, rosca, pescoço e sobreposto. Flange de orifício É um flange que possui dois furos em sua lateral, eqüidistantes, rebaixados, roscados ou de encaixe e solda para tubos de 1/2" ou 3/4" de diâmetro, furos esses que vão do diâmetro externo até o interno. Entre dois desses flanges é colocada uma placa com orifício, que serve para realizar a medição do fluxo por meio de tomadas de impulso conectadas nas laterais dos flanges.


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Tipos de facetamento de flanges O facetamento dos flanges está padronizado na norma ANSI B.16.5. Face com ressalto; face plana; face para junta anel (RTJ) e macho e fêmea. Face com ressalto Os tipos faceados com ressalto são os mais comuns para flanges de aço, aplicáveis a quaisquer condições e temperatura. O ressalto tem 1/16” de altura para pressões até 20kg/cm2 (300 PSI) e 1/4" de altura para pressões mais altas. A superfície do ressalto apresenta geralmente uma série de pequenas ranhuras concêntricas, cuja função é melhorar a estanqueidade da junta.

Observação As ranhuras devem ser concêntricas e não espiraladas que originem vazamentos. Sob encomenda, a superfície do ressalto pode também ser fornecida com acabamento liso ou com acabamento espelhado para uso com juntas metálicas.


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Face plana É o faceamento usual nos flanges de ferro e outros materiais frágeis, como os plásticos, por exemplo. O aperto da junta é muito inferior ao obtido em igualdade de condições, com os flanges de face com ressalto. Entretanto, se os flanges de ferro fundido e outros materiais frágeis tivessem faces com ressalto, o aperto dos parafusos poderia causar fraturas nas bordas do flange em conseqüência da flexão.

Observação Para acoplar com flanges de face plana nas válvulas e equipamentos fabricados de ferro fundido, deve-se usar, também, flanges de face plana. Face para junta anel (RTJ) Esse tipo de face é usado em flanges de aço para serviços severos, de altas pressões e temperaturas, principalmente para fluidos perigosos, inflamáveis, tóxicos, etc., em que deva haver absoluta segurança contra vazamentos. A face dos flanges tem um rasgo circular profundo onde se encaixa a junta em forma de anel metálico. Consegue-se com esses flanges uma melhor vedação com o mesmo grau de aperto dos parafusos, não só devido à ação de cunha da junta de anel nos rasgos dos flanges, como também porque a pressão interna tende a dilatar a junta de anel apertando-a contra as paredes dos rasgos. As faces para junta de anel garantem também melhor vedação em serviços com grandes variações de temperatura.


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Face de macho e fêmea Face da lingüeta e ranhura. Esses faceamentos, bem mais raros do que os anteriores, são usados para serviços especiais com fluidos corrosivos, porque neles a junta está protegida, não havendo quase contato da mesma com o fluido.

Observação Com esses faceamentos os flanges que se acoplam entre si são diferentes um do outro. Nota Para maior esclarecimento de pressões em libras sobre o flange, procurar tabelas referentes. Conexões não-flangeadas São peças que servem para unir um tubo ao outro, permitindo a mudança de direção, redução de bitola, derivação, fechamento de extremidades, facilitando na montagem e desmontagem de uma linha. Constituição As conexões podem ser metálicas e não-metálicas, sendo forjadas, fundidas e pré-fabricadas nos mesmos materiais utilizados na fabricação de tubos. Tipos de conexões (com e sem rosca)

• Luvas;

• Joelhos;

• Curvas;

• Niples;

• Buchas de redução e reduções;

• Caps;

• Plug ou bujão;

• União;

• Cruzetas;

• Tês.


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Aplicação Luvas Servem para unir dois tubos, prolongar uma linha (primeira figura), conectar acessório (segunda figura) e reduzir bitola de tubo (terceira figura). Tipos de luvas roscadas

• Luva de redução concêntrica (primeira figura);

• Luva coaxial (segunda figura);

• Luva de redução excêntrica (terceira figura).


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Tipos de luvas para solda

• Luva de encaixe para solda, de redução concêntrica (primeira figura);

• Luva paralela de encaixe para solda (segunda figura). Joelhos Servem para mudar a direção de uma tubulação, podendo ser roscados ou de encaixe para solda normal ou com redução. Diferem das curvas por terem raio de curvatura mínima. Podem ser:

• Joelho de 90º (primeira figura);

• Joelho de 90º, rosca interna e externa (segunda figura);

• Joelho de 45º (terceira figura);

• Joelho de 90º, para solda de encaixe (quarta figura);

• Joelho de 45º, para solda de encaixe (quinta figura).


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Curvas Servem também para mudar a direção de uma tubulação, podendo ser roscadas, ou de encaixe para solda normal, ou de redução. A curva é mais cara do que o joelho e ocupa mais espaço; em compensação, a perda de carga é menor. A curva é sempre preferível ao joelho. As curvas também podem ser fabricadas de tubos ou de chapas, possibilitando uma variação maior de curvatura. Tipos de curvas roscadas:

• Curva de 90º, rosca externa (primeira figura);

• Curva de 90º, rosca interna (segunda figura);

• Curva de 45º, rosca interna e externa (terceira figura).

Tipos de curvas para solda

• Curva de 45º, para solda de topo (primeira figura);

• Curva de 90º, para solda de topo (segunda figura);

• Curva de 180º, para solda de topo (terceira figura).


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• Curva de 22º30’, para solda de topo (primeira figura);

• Curva de redução, para solda de topo (segunda figura).

Observação As curvas forjadas poderão ter raios curtos ou longos.

Niples São peças curtas de tubos, preparados especialmente para facilitar a ligação entre dois acessórios. Podem ser paralelos, isto é, do mesmo diâmetro, ou de redução, roscados ou para solda.

Tipos de niples roscados

• Niple excêntrico roscado (primeira figura);

• Niple concêntrico roscado (segunda figura);

• Niple paralelo, roscado, conhecido pelo diâmetro e pelo comprimento (terceira figura).


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Tipos de niples para solda

• Niple concêntrico para solda (primeira figura);

• Niple excêntrico para solda (segunda figura).

Buchas de redução e reduções Têm a mesma função do niple, mas com a finalidade de reduzir a distância e economizar material.

Tipos de redução para solda de topo

• Redução excêntrica para solda de topo (primeira figura);

• Redução concêntrica para solda de topo (segunda figura).

Tipo de buchas de redução roscada


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Caps Servem para fechar as extremidades de tubos, podendo ser roscadas ou para solda.

Plug ou bujão Serve para o fechamento de uma conexão roscada, podendo ser plug ou bujão com extremidade lisa (primeira figura) ou com extremidade quebrada (segunda figura).

União Serve para unir duas extremidades de um tubo, ou facilitar na montagem e desmontagem de uma linha. Pode ser para solda de encaixe (primeira figura) ou roscada (segunda figura).


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Cruzetas

São usadas em ramais ou derivações, podendo ser roscadas (primeira figura), para solda de encaixe (segunda figura) e para solda de topo (terceira figura).

Tê Serve para ligações de ramais, ligações de manômetros ou termômetros, fechado com plug permite derivações, podendo ser de 90º para solda de encaixe (primeira figura), de 90º com redução para solda de encaixe (segunda figura), de 45º tipo junção para solda de encaixe (terceira figura), de 90º roscado (quarta figura), com redução de 90º roscado (quinta figura), de 45º tipo junção roscado (sexta figura), de 90º para solda de topo (sétima figura), de redução 90º para solda de topo (oitava figura) e de 45º tipo junção para solda de topo (nona figura).


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Conexões pré-fabricadas São fabricadas de tubos ou chapas e têm a mesma função das conexões vistas anteriormente, ou seja, mudança de direção ou derivação de linhas. As conexões podem ser concêntricas (primeira figura), de redução excêntrica (segunda figura), em Tê 90º (terceira figura), CAP (quarta figura) e curva de 90º de gomo (quinta figura).

Vantagens das conexões roscadas

• Baixo custo de instalação;

• Não oferecem riscos durante a montagem em áreas perigosas;

• Permitem a retirada de um trecho sem afetar os demais. Desvantagens das conexões roscadas

• As roscas não são aconselháveis para média e alta pressão;

• Durante a montagem deve-se obrigatoriamente começar por uma extremidade;

• Para que não ocorra vazamento usa-se uma fita teflon na rosca para obter uma vedação

perfeita;

• Com o tempo tendem a enferrujar, o que dificulta a sua desmontagem, sendo, às vezes,

impossível o reaproveitamento das tubulações. Conexões de ferro fundido Têm a mesma finalidade das conexões de aço, sendo entretanto, limitada à classe da pressão que permite seu uso. Especificações As conexões fabricadas em ferro fundido são de uso bem mais raro em virtude do uso limitado das linhas desse material.


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São fabricadas em duas classes de pressão (125 e 250), abrangendo diâmetros de 1” até 24”. As conexões de ferro fundido são especificadas pela norma P-PB-15 da ABNT, quanto à dimensões e pressões de trabalho. Aplicação São mais empregadas em tubulações (adutoras de água), ou linhas de drenagem na montagem; requerem o processo de chumbamento, tornando-se mais difícil a montagem e desmontagem. As principais e mais usadas conexões com ponta e bo lsa são:

• Tê 45º com bolsa (primeira figura);

• Curva de 45º com bolsa (segunda figura);

• Tê de 45º com ponta e bolsa (terceira figura);

• Cruzeta com bolsa (quarta figura);

• Curva de 90º com bolsa (quinta figura);

• Curva de 90º com ponta e bolsa (sexta figura).

• Redução com bolsa (primeira figura);

• Redução com cruzeta ponta e bolsa (segunda figura);

• Tê de 90º com bolsa (terceira figura);

• Redução concêntrica com ponta e bolsa (quarta figura);

• Luva com bolsa (quinta figura);

• Tê de 90º com ponta e bolsa (sexta figura).


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As principais e mais usadas conexões flangeadas são :

• Tê de redução 90º (primeira figura);

• Curva de 45º (segunda figura);

• Cruzeta (terceira figura).

• Redução excêntrica (primeira figura);

• Cruzeta ponta bolsa e flange (segunda figura);

• Curva de 90º raio curto (terceira figura);

• Tê ponta e bolsa flange (quarta figura);

• Flange cego (quinta figura);

• Redução concêntrica (sexta figura);

• Curva de 90º raio longo (sétima figura);

• Cruzeta, bolsa e flange (oitava figura);

• Flange roscado (nona figura).


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• Tê paralelo (primeira figura);

• Tê bolsa e flange (segunda figura);

• Curva 90º com apoio vertical (terceira figura).

Conexões de plástico (PVC)

Tipos de conexões de plástico (PVC)

• Com rosca;

• Encaixe para anel de borracha;

• Encaixe para colar (soldada);

• Flangeada.

Aplicação São empregadas em instalações das construções civis, industriais, navais, etc.


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De acordo com a fabricação varia o sistema de conexão: umas são conectadas por meio de rosca; outras, coladas (soldadas), flangeadas e de encaixe com anel de borracha. Na linha de conexões mistas há uma série ampla de peças para interligações roscáveis, além de conexões especiais, dotados de roscas metálicas destinadas às ligações de tubos metálicos, adaptação de torneiras, registros, etc.

As principais conexões roscáveis são:

• Joelho 90º (primeira figura);

• Luva redução (segunda figura);

• Tê (terceira figura);

• União (quarta figura);

• Niple (quinta figura);

• • Luva paralela (sexta figura);

• Flange (sétima figura);

• Adaptador (oitava figura);

• Plug (nona figura).

•

São fabricadas em bitolas variadas para tubos soldáveis, roscáveis e ponta e bolsa de 3/8” a 6”.

As principais conexões encaixe para anel de borrach a são:

• Cruzeta com ponta e bolsa (primeira figura);

• Tê com ponta e bolsa (segunda figura);

• Adaptador bolsa e rosca (terceira figura);

• Curva ponta e bolsa 90º (quarta figura);

• Curva ponta e bolsa (quinta figura).


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As principais conexões encaixe para colar (soldar) são:

• Joelho 90º (primeira figura);

• Joelho 45º (segunda figura);

• Luva paralela (terceira figura);

• Curva 45º (quarta figura);

• União (quinta figura);

• Curva 90º (sexta figura);

• Tê 90º (sétima figura);

• Adaptador (oitava figura);

• Cruzeta (nona figura).


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Observação Essas conexões são conectadas por meio de colagem a frio (soldada).

As principais conexões flangeadas são:

• Curva de 90º (primeira figura);

• Curva de 45º (segunda figura);

• Tê 45º (terceira figura);

• Tê 90º (quarta figura);

• Cruzeta (quinta figura);

• Flange (sexta figura).


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As conexões flangeadas, são conectadas uma na outra, com uma junta entre os dois flanges e um jogo de parafusos.


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Introdução

As válvulas são dispositivos destinados a estabelecer, controlar e interromper o fluxo em uma

tubulação isto é são componentes de tubulações que servem para atuar no fluxo do fluido

transportado, ou seja, bloquear, permitir ou controlá-lo. São os acessórios mais importantes

existentes nas tubulações, e que por isso devem merecer o maior cuidado na sua especificação,

escolha e localização. Em qualquer instalação deve haver sempre o menor número possível de

válvulas, compatível com o funcionamento da mesma, porque as válvulas são peças caras, onde

sempre há possibilidade de vazamentos (em juntas, gaxetas etc.) e que introduzem perdas de

carga, às vezes de grande valor. As válvulas são, entretanto peças indispensáveis, sem as quais

as tubulações seriam inteiramente inúteis. Por esse motivo, o desenvolvimento das válvulas é tão

antigo quanto o das próprias tubulações; a Figura 1 mostra, por exemplo, alguns tipos de válvulas

projetadas no Séc. XV por Leonardo da Vinci.

Figura 1 – Válvulas projetadas por Leonardo da Vinc i

As válvulas representam, em média, cerca de 8% do custo total de uma instalação de

processamento.

2. Válvulas


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Classificação das válvulas

Existe uma grande variedade de tipos de válvulas, algumas para uso geral, e outras para

finalidades específicas. O modo mais conveniente de se classificar as válvulas é pela sua função.

Válvulas auto-operadas

São as que apresentam o elemento sensor integrado internamente ao corpo da válvula.

Apresentam diversos tipos construtivos específicos para cada finalidade. A auto-operação pode

ser feita através de sensores integrados à válvula, transmitindo energia ao elemento controlador,

ou através do próprio elemento controlador, que se desloca sob efeito direto das variações das

condições controladas.

Enquadram-se neste grupo, por exemplo, as válvulas termostáticas, pressostáticas, de alívio, de

retenção, reguladoras de pressão, etc.

Válvulas combinadas

São as que, devido à sua forma construtiva, podem apresentar, durante o seu funcionamento,

características relativas ora a um grupo, ora a outro. Como exemplo, podemos citar:

• Válvula de controle de fluxo com retenção incorporada.

Válvulas de bloqueio (block-valves)

Denominam-se válvulas de bloqueio às válvulas que se destinam primordialmente a apenas

estabelecer ou interromper o fluxo, isto é, que só devem funcionar completamente abertas ou

completamente fechadas podem eventualmente trabalhar em posições intermediárias de abertura,

fixados através de comando externo. As válvulas de bloqueio costumam ser sempre do mesmo

diâmetro nominal da tubulação, e têm uma abertura de passagem de fluido com secção

transversal comparável com a da própria tubulação. Como exemplo, podemos citar as seguintes

válvulas:

• Válvulas de Gaveta (gate valves)

• Válvula de Esfera (ball valves).

• Válvula Macho (plug, cock valves)

• Válvulas de comporta (slide, blast valves)


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Válvulas de controle ou válvulas de regulagem (thro ttling valves)

São as que apresentam capacidade inerente para modulação de características do fluxo, como

vazão, pressão e temperatura, sem intervenção manual. Como exemplo, podemos citar as

seguintes válvulas:

• Válvulas globo (globe valves);

• Válvulas de agulha (needle valves);

• Válvulas de controle (control valves);

• Válvulas borboleta (butterfly valves);

• Válvulas de diafragma (diaphragm valves).

Válvulas de regulagem são as destinadas especificamente para controlar o fluxo, podendo por

isso trabalhar em qualquer posição de fechamento parcial. Essas válvulas são às vezes, por

motivo de economia, de diâmetro nominal menor do que a tubulação. As Válvulas borboleta e de

diafragma, embora sejam especificamente válvulas de regulagem, também podem trabalhar como

válvulas de bloqueio.

Válvulas que permitem o fluxo em um só sentido

• Válvulas de retenção (check valves).

• Válvulas de retenção e fechamento (stop-check valves).

• Válvulas de pé (foot valves).

Válvulas que controlam a pressão de montante

• Válvulas de segurança e de alívio (safety, relief valves).

• Válvulas de contrapressão (back-pressure valves).

Válvulas que controlam a pressão de jusante

• Válvulas redutoras e reguladoras de pressão.

Válvulas gaveta

Esse é o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. Os principais empregos das

válvulas de gaveta são os seguintes:

1. Em quaisquer diâmetros, para todos os serviços de bloqueio em linhas de água, óleos e


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líquidos em geral, desde que não sejam muito corrosivos, nem deixem muitos sedimentos ou

tenham grande quantidade de sólidos em suspensão.

2. Em diâmetros acima de 8 in para bloqueio em linhas de vapor.

3. Em diâmetros acima de 2 in para bloqueio em linhas de ar.

São usadas para quaisquer pressões e temperaturas. Não são adequadas para velocidades de escoamento muito altas. O fechamento nessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça chamada de gaveta, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula, e perpendicularmente ao sentido geral de escoamento do fluido (Figura 2, Figura 3, Figura 7,

Figura 5,


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Figura 6, Figura 7 e Figura 8).

Figura 2 – Válvula gaveta de pequeno

diâmetro, conexão rosqueada ou de encaixe

para solda, castelo aparafusado

Figura 3 – Válvula de gaveta, grande,

castelo aparafusado, do tipo "OS & Y",

conexão flangeada


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Figura 4 – Válvula gaveta de pequeno diâmetro, rosq ueada, castelo rosqueado, conexão

rosqueada (nomenclatura em inglês)

Figura 5 – Válvula de gaveta, pequena, castelo apar afusado, para conexão soldada

(nomenclatura em inglês)


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Figura 6 – Válvula gaveta, conexão flangeada

Quando totalmente aberta a perda de carga causada é muito pequena. Só devem trabalhar

completamente abertas ou completamente fechadas. Quando parcialmente abertas, causam

perdas de carga elevadas e também laminagem da veia fluida, acompanhada muitas vezes de

cavitação e violenta corrosão e erosão.

Este tipo de válvula é sempre de fechamento lento, sendo impossível fechá-las instantaneamente:

o tempo necessário para o fechamento será tanto maior quanto maior for a válvula. Essa é uma

grande vantagem das válvulas gaveta, porque assim controla-se o efeito dos golpes de aríete.

As válvulas de gaveta dificilmente dão uma vedação absolutamente estanque (bubble-tight

closing); entretanto, na maioria das aplicações práticas, tal vedação não é necessária.

As válvulas gaveta, como têm o fechamento de metal contra metal, são consideradas de

segurança em caso de incêndio, desde que os metais empregados sejam de alto ponto de fusão

(mais de 1.100ºC). Uma válvula qualquer é considerada à prova de fogo (fire safe) desde que seja


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capaz de manter a vedação mesmo quando envolvida por um incêndio. Para que uma válvula seja

assim considerada, deve ser qualificada como tal, sendo realizados inúmeros ensaios em

laboratório, em protótipos, para certificação do projeto e da construção.

A gaveta das válvulas pode ser em cunha ou paralela. As gavetas em cunha são de melhor

qualidade e dão, devido à ação de cunha, um fechamento mais seguro do que as gavetas

paralelas, embora sejam de construção e de manutenção mais difíceis. Na maioria das válvulas, a

gaveta é uma peça única maciça. Nas válvulas de qualidade ou para serviços severos, as sedes

são postiças e substituíveis, sendo a construção preferível os anéis integrais rosqueados no corpo

da válvula. As válvulas de gaveta de tamanho grande para altas pressões costumam ter, integrada

à válvula, uma pequena tubulação contornando a válvula (by-pass), fechada por uma válvula.

Antes de se abrir à válvula principal abre-se à pequena válvula do contorno para equilibrar as

pressões nos dois lados da gaveta, facilitando desse modo à operação da válvula. As válvulas de

gaveta, de 8 in ou maiores, de classe de pressão 400#, ou acima, devem ter tubulação de

contorno (by-pass).

Figura 7 – Válvula de gaveta, com acionamento por v olante e redução de engrenagens


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Figura 8 – Válvula comandada por cilindro hidráulic o

Variantes das válvulas de gaveta

Válvulas de comporta ou de guilhotina (slide valves )

São válvulas em que a gaveta é uma comporta que desliza livremente entre guias

paralelas. Essas válvulas, que não dão fechamento estanque, são usadas em grandes

diâmetros, para ar, gases e água em baixa pressão, e também em quaisquer diâmetros,

para produtos espessos ou de alta viscosidade (pasta de papel, por exemplo), e para

fluidos abrasivos.

Válvulas de fecho rápido (quick-acting valves)

Nessas válvulas a gaveta é manobrada por uma alavanca externa fechando-se com um

movimento único da alavanca (Figura 9). As válvulas de fecho rápido são usadas apenas

em serviços em que se exija o fechamento rápido (enchimento de tanque de carros,

vasilhames etc.), porque pela interrupção brusca do movimento do fluido, podem causar

violentos choques nas tubulações.

Válvulas de passagem plena (through conduit valves)

As válvulas de passagem plena, muito empregadas em oleodutos, têm uma gaveta

volumosa e contendo um orifício exatamente do mesmo diâmetro interno da tubulação


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(Figura 10). A válvula é construída de tal forma, que quando aberta, o orifício da gaveta

fica em rigorosa continuação da tubulação, fazendo com que a perda de carga através da

válvula seja extremamente baixa. Essa disposição tem ainda a vantagem de facilitar a

limpeza mecânica interna da tubulação, bem como com a passagem dos "pigs" de

separação de fluidos, muito usados em oleodutos. A carcaça dessas válvulas tem uma

protuberância inferior para alojar a gaveta quando a válvula estiver fechada.

Válvulas macho

As válvulas macho representam em média cerca de 10% de todas as válvulas usadas em

tubulações industriais. Aplicam-se principalmente nos serviços de bloqueio de gases (em

quaisquer diâmetros, temperaturas e pressões), e também no bloqueio rápido de água, vapor e

líquidos em geral (em pequenos diâmetros e baixas pressões). As válvulas macho são

recomendadas também para serviços com líquidos que deixem sedimentos ou que tenham sólidos

em suspensão. Uma das vantagens dessas válvulas sobre as de gaveta, é o espaço muito menor.

Nessas válvulas o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho), onde há um orifício

broqueado, no interior, do corpo da válvula. São válvulas de fecho rápido, porque se fecham com

¼ de volta do macho ou da haste (Figura 11). Essas válvulas só devem ser usadas como válvulas

de bloqueio, isto é, não devem funcionar em posições de fechamento parcial. Quando totalmente

abertas, a perda de carga causada é bastante pequena, porque a trajetória do fluido é também

reta e livre.

Figura 9 – Válvula de fecho rápido Figura 10 – Válvula de passagem plena


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O macho é quase sempre tronco-cônico, dispondo, exceto em válvulas muito pequenas, de um

meio qualquer de ajustagem na sede, tal como mola, parafuso etc.

Existem dois tipos de válvulas macho:

válvulas com e sem lubrificação. Nas válvulas com lubrificação há um sistema de injeção de graxa lubrificante sob pressão através do macho para melhorar a vedação e evitar que o macho possa ficar preso; são as válvulas geralmente empregadas em serviços com gases. O lubrificante usado deve ser tal que não se dissolva nem contamine o fluido conduzido. O macho tem sempre rasgos para a distribuição do lubrificante por toda superfície de contato com as sedes.

As válvulas sem lubrificação, de boa qualidade, usadas para gases têm o macho e as

sedes endurecidos e retificados, ou sedes removíveis de material resiliente (borracha,

neoprene, teflon etc.); essas últimas não são à prova de fogo, só podendo ser empregadas

até o limite de temperatura permitido pelo material das sedes.

Essas válvulas, que dão todas ótima vedação, são de uso mais raro do que as com

lubrificação; empregam-se, por exemplo, para temperaturas com fluidos para os quais não

haja lubrificante adequado.

São comuns também válvulas macho pequenas e baratas, não lubrificadas, chamadas de

"torneiras" (cocks), nas quais o macho é integral com a haste; empregam-se as torneiras

para drenos e outros serviços secundários com água, vapor e óleos.

As válvulas macho com diâmetros nominais até 4 in até 6 in costumam ser manobradas

por alavanca, como mostra o exemplo da Figura 11; para diâmetros maiores empregam-se

volantes com parafuso sem fim, com a finalidade de facilitar a operação.


39

Figura 11 – Válvula macho

Variantes das válvulas macho

Válvulas de esfera O macho nessas válvulas é uma esfera que gira sobre um diâmetro, deslizando entre anéis retentores de material resiliente não-metálico, tornando a vedação estanque (

Figura 12 e Figura 13). As vantagens das válvulas de esfera sobre as de gaveta são o

menor tamanho, peso e custo, melhor vedação, maior facilidade de operação e menor


40

perda de carga. Essas válvulas são também melhores para fluidos que tendem a deixar

depósitos sólidos, por arraste, polimerização, coagulação etc., pois a superfície interna lisa

da válvula dificulta a formação desses depósitos, enquanto que, para a válvula de gaveta,

o depósito pode impedir o fechamento completo ou a própria movimentação da gaveta.

Algumas válvulas de esfera são "à prova de fogo", com dispositivos especiais de dupla

sede garantindo completa vedação, mesmo no caso de destruição dos anéis retentores,

estando a válvula envolvida por um incêndio.

As válvulas de esfera podem ser de "passagem plena" ou de "passagem reduzida"; nas

primeiras, o orifício da válvula é equivalente à seção interna do tubo e, nas outras, é

menor.

Essas últimas são bastante usadas por motivo de economia.

Existem também válvulas desse tipo que têm o furo na esfera em forma de "V" e que

podem ser empregadas tanto para bloqueio como para regulagem.

Figura 12 – Válvula de esfera, conexões encaixe par a solda e flangeada


41

Figura 13 – Válvula esfera, conexão flangeada, nome nclatura em inglês

Figura 14 – Válvula esfera, construção tripartida ( ou "em sanduíche"), conexões encaixe

para solda, soquete e rosqueada flangeada, nomencla tura em inglês

Tanto as válvulas macho como as de esfera são muito facilmente adaptáveis à operação por meio

de atuadores pneumáticos ou elétricos, com comando remoto.


42

Válvulas de 3 ou 4 vias (three & four way valves)

O macho nessas válvulas é furado em "T", em "L" ou em cruz, dispondo a válvula de 3 ou 4 bocais para ligação às tubulações (

Figura 15). As válvulas de 3 e 4 vias são fabricadas e empregadas apenas em diâmetros

pequenos, até 4 in.

Figura 15 – Válvula de 3 vias

Válvulas Globo

Nas Válvulas globo o fechamento é feito por meio de um tampão que se ajusta contra uma única

sede, cujo orifício está geralmente em posição paralela ao sentido geral de escoamento do fluido

(Figura 17). As Válvulas globo podem trabalhar em qualquer posição de fechamento, isto é, são

válvulas de regulagem. Causam, entretanto, em qualquer posição, fortes perdas de carga devido

às mudanças de direção e turbilhonamento do fluido dentro da válvula.

As Válvulas globo apresentam vedação bem melhor do que as válvulas de gaveta, podendo-se

conseguir, principalmente em válvulas pequenas, uma vedação absolutamente estanque. Na

maioria das Válvulas globo o fechamento é de metal contra metal, o que torna essas válvulas à

prova de fogo desde que todos os metais sejam de alto ponto de fusão (mais de 1.100ºC).

Em algumas válvulas, de tamanhos pequenos, tem-se o tampão com um anel não metálico, de

borracha, neoprene, plásticos etc. Essas válvulas, que estão limitadas às temperaturas de

trabalho dos materiais não metálicos do tampão, apresentam uma vedação muito boa e destinam-

se, entre outras aplicações, a serviços com fluidos corrosivos. O tampão pode ser integral com a

haste, que é o sistema usado em válvulas pequenas e baratas, ou desmontável, que é a

disposição usual nas válvulas maiores de melhor qualidade. Exceto em válvulas pequenas e

baratas, a sede costuma ser um anel substituível rosqueado no corpo da válvula.


43

Como regra geral, as Válvulas globo devem ser instaladas de forma que o fluido entre pela face

inferior do tampão.

As válvulas globo são usadas principalmente para serviços de regulagem e de fechamento

estanque em linhas de água, óleos, líquidos em geral (não muito corrosivos), e para o bloqueio e

regulagem em linhas de vapor e de gases. Para todos esses serviços as válvulas globo são

empregadas para quaisquer pressões e temperaturas, em diâmetros até 8 in. Não é usual o

emprego de válvulas globo em diâmetros maiores porque seriam muito caras e dificilmente dariam

uma boa vedação.

Figura 16 – Válvula globo conexão flangeada


44


45

Figura 17 – Válvula globo conexão flangeada, nomenc latura em inglês

Variantes das válvulas globo

Válvulas angulares (angle valves)

As válvulas angulares têm os bocais da entrada e de saída a 90º, um com o outro, tendo

por isso perdas de carga bem menores do que as válvulas globo normais (Figura 18).

Essas válvulas têm pouco uso em tubulações industriais porque uma válvula, em princípio,

não deve sofrer os esforços aos quais as curvas e joelhos estão geralmente submetidos.

Por essa razão, só se devem usar válvulas angulares, quando localizadas em uma

extremidade livre da linha, principalmente tratando-se de linhas quentes.


46

Figura 18 – Válvula angular

Válvulas em "Y"

Essas válvulas têm a haste a 45º com o corpo, de modo que a trajetória da corrente fluida

fica quase retilínea, com um mínimo de perda de carga (Figura 19). Essas válvulas são

muito usadas para bloqueio e regulagem de vapor, e preferidas também para serviços

corrosivos e erosivos.


47

Figura 19 – Válvula em "Y"

Válvulas de agulha (needle valves)

O tampão nessas válvulas é substituído por uma peça cônica, a agulha, permitindo um

controle de precisão do fluxo (Figura 20). São válvulas usadas para regulagem fina de

líquidos e gases, em diâmetros até 2 in.

Figura 20 – Válvula de agulha

Válvulas de retenção

Essas válvulas permitem a passagem do fluido em um sentido apenas, fechando-se

automaticamente por diferença de pressões, exercidas pelo fluido em consequência do próprio

escoamento, se houver tendência à inversão no sentido do fluxo. São, portanto, válvulas de

operação automática.

Empregam-se as válvulas de retenção quando se quer impedir em determinada linha qualquer

possibilidade de retorno do fluido por inversão do sentido de escoamento. Como todas essas

válvulas provocam uma perda de carga muito elevada, só devem ser usadas quando forem de

fato imprescindíveis. Citaremos três casos típicos de uso obrigatório de válvulas de retenção:


48

1. Linhas de recalque de bombas hidráulicas (imediatamente após a bomba), quando se tiver

mais de uma bomba em paralelo descarregando no mesmo tronco. As válvulas de retenção

servirão nesse caso para evitar a possibilidade da ação de uma bomba que estiver operando

sobre outras bombas que estiverem paradas.

2. Linha de recalque de uma bomba hidráulica para um reservatório elevado. A válvula de

retenção evitará o retorno do líquido no caso de ocorrer uma paralisação súbita no

funcionamento da bomba.

3. Extremidade livre de uma linha de sucção de bomba hidráulica (válvula mergulhada no

líquido), no caso de sucção positiva. A válvula de retenção (válvula de pé) servirá para manter

a escorva da bomba (ver 0 à página 48).

As válvulas de retenção devem sempre ser instaladas de tal maneira que a ação da gravidade

tenda a fechar a válvula. Por esse motivo, quase todas essas válvulas (com exceção de alguns

modelos de portinhola dupla com mola) só podem ser colocadas em tubos verticais, quando o

fluxo for ascendente.

Principais tipos de válvulas de retenção:

Válvulas de retenção de levantamento (lift-check va lves)

O fechamento dessas válvulas é feito por meio de um tampão, semelhante ao das válvulas

globo, cuja haste desliza em uma guia interna. O tampão é mantido suspenso, afastado da

sede, por efeito da pressão do fluido sobre a sua face inferior. É fácil de entender que caso

haja tendência à inversão do sentido de escoamento, a pressão do fluido sobre a face

superior do tampão, aperta-o contra a sede, interrompendo o fluxo. Existem modelos

diferentes para trabalhar em posição horizontal e em posição vertical. As válvulas de

retenção de pistão (piston-check valves) são uma variante desse tipo nas quais a peça de

fechamento é um pistão deslizante.

Figura 21 – Válvula de retenção de levantamento


49

Todas essas válvulas causam perdas de carga bastante elevadas, não sendo por isso

fabricadas nem usadas para diâmetros acima de 6 in.

As válvulas desse tipo são adequadas ao trabalho com gases e vapores. Não devem ser

usadas para fluidos que deixem sedimentos ou depósitos sólidos. Essas válvulas podem

ser empregadas para tubulações com fluxo pulsante ou sujeitas a vibrações.

Válvulas de retenção de portinhola (swing-check val ves)

É o tipo mais usual de válvulas de retenção; o fechamento é feito por uma portinhola

articulada que se assenta no orifício de passagem. Existem também modelos para

trabalhar em posição horizontal (mais comum), Figura 22, ou vertical. As perdas de carga

causadas, embora elevadas, são menores do que as introduzidas pelas válvulas de

retenção de levantamento, porque a trajetória do fluido é retilínea. Essas válvulas são

empregadas para serviços com líquidos; não devem ser usadas em tubulações sujeitas a

frequentes inversões de sentido de fluxo, porque nesse caso têm tendência a vibrar

fortemente (chattering).

Para diâmetros muito grandes, acima de 12 in, essas válvulas costumam ter a portinhola

balanceada, isto é, o eixo de rotação atravessa a portinhola que fica assim com uma parte

para cada lado do eixo. A finalidade dessa disposição é amortecer o choque de

fechamento da válvula quando houver inversão do fluxo.

Figura 22 – Válvula de retenção de portinhola


50

Algumas válvulas de retenção desse tipo têm uma alavanca externa, com a qual a portinhola pode

ser aberta ou fechada quando necessário. Estão atualmente muito em uso, principalmente para

grandes diâmetros, válvulas de portinhola tipo "wafer", que são muito mais leves e mais curtas do

que as válvulas de construção convencional. Existem também válvulas tipo "wafer" de portinhola

dupla bipartida (válvulas "duo-deck"), que apresentam, em relação às válvulas convencionais,

menor tamanho e menor perda de carga; algumas dessas válvulas, com fechamento por mola,

podem trabalhar em tubos verticais com fluxo para baixo.

Válvulas de retenção de esfera (ball-check valves)

São semelhantes às válvulas de retenção de levantamento, sendo porém o tampão substituído

por uma esfera (Figura 23). É o tipo de válvula de retenção cujo fechamento é mais rápido. Essas

válvulas, que são muito boas para fluidos de alta viscosidade, são fabricadas e usadas apenas

para diâmetros até 2 in.

Figura 23 – Válvula de retenção de esfera

Figura 24 – Válvula de pé

Variantes das válvulas de retenção

Válvulas de pé (foot valves)

São válvulas de retenção especiais para manter a escorva (linha com líquido) nas linhas de

sucção de bombas; devem ser instaladas na extremidade livre da linha, ficando

mergulhadas dentro do líquido no reservatório de sucção. Essas válvulas são semelhantes

às válvulas de retenção de levantamento, tendo geralmente no tampão um disco de

material resiliente (plásticos, borracha etc.), para melhorar a vedação. Possuem também

uma grade externa de proteção (Figura 24).


51

Válvulas de retenção e fechamento (stop-check val ves)

Semelhantes às válvulas globo, tem o tampão capaz de deslizar sobre a haste. Na posição

aberta, funcionam com válvula de bloqueio. Usadas nas linhas de saída de caldeiras.

Figura 25 – Válvula de retenção e fechamento

Válvulas de segurança e de alívio

Essas válvulas controlam a pressão a montante abrindo-se automaticamente, quando essa

pressão ultrapassar um determinado valor para o qual a válvula foi ajustada, e que se denomina

"pressão de abertura" da válvula (set-pressure). A válvula fecha-se em seguida, também

automaticamente, quando a pressão cair abaixo da pressão de abertura.

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 porca de regulagem (Figura 26). Regula-se a

tensão da mola de maneira que a pressão de abertura da válvula tenha o valor desejado.


52

Figura 26 – Válvula de segurança

A mola pode ser interna, dentro do castelo da válvula, ou externa, preferindo-se essa última

disposição para serviços com fluidos corrosivos ou viscosos, para que o fluido não fique em

contato com a mola. Existem ainda válvulas que em lugar da mola têm um contrapeso externo de

posição ajustável, que mantém a válvula fechada. Essas válvulas, muito empregadas no passado,

estão atualmente quase desaparecidas.

Todas essas válvulas são chamadas "de segurança" quando destinadas a trabalhar com fluidos

elásticos (vapor, ar, gases), e "de alívio" quando destinadas a 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 perfil da sede e do tampão.

Devido à compressibilidade e à força elástica, para fazer cair a pressão de um gás é necessário

que um grande volume do gás possa escapar em um tempo muito curto. Por essa razão, o

desenho dos perfis da sede e do tampão nas válvulas de segurança é feito de tal forma que a

abertura total se dê imediatamente após ser atingida a pressão de abertura. Nas válvulas de

alívio, ao contrário, a abertura é gradual, atingindo o máximo com 110% a 125% da pressão de

abertura, porque uma pequena quantidade de líquido que escape faz logo abaixar muito a

pressão.

As válvulas de segurança devem ser instaladas sempre acima do nível do líquido, para que não

sejam atravessadas pelo líquido. Estas válvulas costumam ter uma alavanca externa com a qual é

possível fazer-se manualmente o disparo da válvula para teste. Modernamente, foram


53

desenvolvidas válvulas de segurança que tanto podem servir para líquidos como para gases (pop-

safety valves), de forma que, para essas válvulas, a antiga distinção entre válvulas de segurança

e de alívio é um conceito ultrapassado.

A recomendação API1 RP-5202, contém fórmulas e procedimentos de cálculo para o

dimensionamento de válvulas de segurança e de alívio. Essas válvulas costumam ser

consideradas como instrumentos, e não como componentes de tubulação. As válvulas de quebra

de vácuo (ou ventosas) destinadas a evitar a formação de vácuo em tubulações, são também

semelhantes às válvulas de segurança, com a diferença de que se abrem de fora para dentro

admitindo ar, quando há um vácuo, em lugar de se abrirem de dentro para fora. Essas válvulas

são empregadas principalmente em tubulações de grande diâmetro, tanques de armazenamento

ou de transporte e nas onde a formação acidental de vácuo pode causar o colapso em

consequências da pressão atmosférica.

Figura 27 – Vácuo formado no interior de tanques ca usam acidente

Válvulas de controle Essas válvulas são usadas em combinação com instrumentos automáticos, e comandadas à distância por esses instrumentos, para controlar a vazão ou a pressão de um fluido. A válvula tem sempre um atuador (pneumático, hidráulico ou elétrico), que faz movimentar a peça de fechamento, em qualquer posição, em determinada proporção, por um sinal recebido de uma fonte motriz externa. Esse sinal (a pressão do ar comprimido, por exemplo) é comandado diretamente pelo instrumento automático. A válvula em si é quase sempre semelhante a uma válvula globo. Para diminuir o esforço necessário à operação, e assim facilitar o controle, essas válvulas têm frequentemente dois tampões superpostos na mesma haste, que se assentam em duas sedes colocadas de tal maneira que a pressão do fluido exercida sobre um tampão contrabalança a pressão exercida sobre o outro (

Figura 28). 1 API – American Petroleum Institute 2 API RP-520 – Manual of Petroleum Measurement Standards


54

A

Figura 28 mostra um modelo muito comum dessas válvulas, com atuador pneumático. Em geral, o

atuador opera em um só sentido (para abrir ou para fechar), sendo a ação inversa feita por uma

mola de tensão regulável. Na mesma figura, notasse que a pressão do ar sobre a face superior do

diafragma faz fechar a válvula, enquanto que a mola faz abrir.

Existem ainda válvulas de controle cujo corpo é uma válvula de esfera, com o furo na esfera em

forma de "V", e outras com o corpo de válvulas borboleta ou de diafragma. As válvulas de

controle, embora dificilmente tenham vedação completa, são sempre de construção e usinagem

cuidadosas, e de materiais da melhor qualidade.

Figura 28 – Válvula de controle


55

Figura 29 – Curvas características de fechamento de válvulas (percentagem de fluxo

permitido em função da percentagem de abertura)

Outros tipos importantes de válvulas

Válvulas borboleta

As válvulas borboleta são basicamente válvulas de regulagem, mas também podem trabalhar

como válvulas de bloqueio. O fechamento da válvula é feito pela rotação de uma peça circular

(disco), em torno de um eixo perpendicular à direção de escoamento do fluido. A válvula mostrada

na Figura 30 é do tipo "wafer", que é um modelo leve e econômico, destinado a ser instalado entre

dois flanges da tubulação, com os parafusos passando em torno do corpo da válvula. Existem

também válvulas de construção convencional, com extremidades flangeadas, que são

evidentemente mais pesadas, mais compridas e mais caras do que o modelo da figura citada.

Estas válvulas são empregadas para altas pressões e para diâmetros grandes, onde a montagem

das válvulas do tipo "wafer" pode ser difícil.

Quase todas as válvulas borboleta têm anéis de sede não metálicos (teflon, neoprene, buna N

etc.), com os quais se consegue uma vedação muito boa. Algumas válvulas possuem um punho

com catraca na alavanca, permitindo a fixação da alavanca nas posições aberta ou fechada, bem


56

como em várias posições intermediárias.

Existem válvulas com revestimento anticorrosivo tanto no corpo como no eixo e no disco de

fechamento, que podem ser usadas em serviços de alta corrosão.

As válvulas borboleta são empregadas principalmente para tubulações de grande diâmetro, baixas

pressões e em temperaturas moderadas, tanto para líquidos como para gases, inclusive para

líquidos sujos ou contendo sólidos em suspensão, bem como para serviços corrosivos.

O emprego dessas válvulas tem aumentado muito, por serem leves e baratas, e também por

serem facilmente adaptáveis a comando remoto.

Figura 30 – Válvula borboleta (tipo "wafer")

Válvula de diafragma

São válvulas sem gaxeta muito usadas para regulagem ou bloqueio com fluidos corrosivos,

tóxicos, inflamáveis, ou perigosos de um modo geral. O fechamento da válvula é feito por meio de

um diafragma flexível que é apertado contra a sede; o mecanismo móvel que controla o diafragma

fica completamente fora do contato com o fluido (Figura 31). Existem também algumas válvulas de

diafragma que têm a passagem reta, próprias para serviços que necessitam eventualmente de

desobstrução mecânica através da válvula.


57

Figura 31 – Válvula de diafragma

As válvulas de diafragma são quase sempre válvulas pequenas (até 6 in), geralmente de materiais

não metálicos ou de metais com revestimentos internos especiais contra a corrosão (ebonite,

borracha, plásticos, vidro, porcelana etc.). A temperatura limite de trabalho da válvula está em

geral na dependência do material empregado no diafragma, que varia conforme o fluido conduzido

(borracha natural, borrachas sintéticas, neoprene, teflon etc.).

Válvulas redutoras de pressão

As válvulas redutoras de pressão regulam a pressão a jusante da válvula, fazendo com que essa

pressão mantenha-se dentro de limites preestabelecidos.

Essas válvulas são automáticas, isto é, funcionam sem intervenção de qualquer ação externa. Em

muitas delas o funcionamento se faz através de uma pequena válvula-piloto, integral com a

válvula principal e atuada pela pressão de montante, que dá ou não passagem ao fluido para a

operação da válvula principal. Tanto a válvula-piloto como a principal fecham-se por meio de

molas de tensão regulável de acordo com a pressão desejada.


58

Inspeção de válvulas

Inspeção de fabricação

Os parâmetros básicos para a inspeção de fabricação de válvulas industriais, deverão ser de

conhecimento do profissional, dentre os principais, podem ser citadas, em conformidade com as

principais normas de construção e de testes em válvulas, tais como API STD-5983, API STD-6004,

BS 18735, BS 53516 e BS 6755 partes 1 e 27:

1- Dados de projeto

- Norma de projeto

- Norma de construção da válvula

- Materiais utilizados, incluindo o "trim"8

- Procedimentos de soldagem aplicados

- Tratamentos térmicos utilizados

- Espessuras mínimas

- Cálculos estruturais

2- Montagem, alterações e reparos durante a fabricação

- Controle de material

- Requisitos de códigos de projeto e montagem

- Controle de qualidade

- Procedimentos qualificados

- Pessoal qualificado

- Projetos das alterações efetuadas

- Especificação dos reparos aplicados

3- Características operacionais

- Temperatura

- Pressão

- Vazão

- Fluido

- Contaminantes

- Carregamentos cíclicos

3 API STD-598 – Valve Inspection and Testing 4 API STD-600 – Bolted Bonnet Steel Gate Valves for Petroleum and Natural Gas Industries 5 BS 1873 – Steel globe and globe stop and check valves (flanged and butt-welding ends) for the petroleum, petrochemical and allied industries 6 BS 5351 – Steel ball valves for the petroleum, petrochemical and allied industries 7 BS 6755 part 1 – Specification for production pressure testing requirements Part 2 – Specification for fire type-testing requirements 8 Trim � é definido como sendo os componentes internos da válvula: a haste, e as superfícies de assento da sede e as superfícies de contra vedação da haste.


59

Planejamento e programação de inspeção

Todas as atividades de inspeção de fabricação devem ser planejadas. O objetivo do planejamento

é a previsão de quais tarefas de inspeção devam ser aplicadas para cada caso específico. Para

isso há a necessidade do inspetor conhecer todos os parâmetros operacionais do processo de

fabricação. Para tanto, inicialmente é necessária a elaboração de um plano da qualidade onde são

previstas todas as tarefas de inspeção. Em geral, os Planos de Inspeção e Testes, documento

pertencente ao Plano da Qualidade, são emitidos pelo fornecedor ou fabricante e aprovados pelo

cliente. O planejamento da inspeção de fabricação é então fixado e o inspetor deverá, em comum

acordo com o fornecedor, efetuar as inspeções previamente fixadas.

O inspetor, de posse do Plano da Qualidade e, por conseguinte, do Plano de Inspeção e Testes,

deve elaborar o planejamento da inspeção. Uma sugestão para esse planejamento é fornecida

nos anexos 1 até 4 (páginas 56 até 59), nas Planilhas de Preparação de Inspeção de Válvulas.

O levantamento das medidas prévias a serem tomadas para realização da inspeção, deverá ser

identificado neste item, como, por exemplo, as seguintes necessidades:

• Pontos ou regiões para inspeção visual;

• Tipos e quantidade de testes hidrostático;

• Iluminação adequada;

• Técnicas de inspeção a serem aplicadas;

Recursos

Consideramos como "Recursos" para execução de inspeção de fabricação de válvulas industriais

a disponibilidade técnica de equipamentos, instrumentos e pessoas, para o desenvolvimento das

tarefas de inspeção de acordo com a especificação, procedimentos normas que foram

considerados na elaboração do Plano da Qualidade.

A especificação dos instrumentos e dos equipamentos deverá estar de acordo com as técnicas de

inspeção a serem utilizadas para a verificação do correto enquadramento das válvulas

inspecionadas à especificação de projeto.

Os instrumentos devem estar calibrados de acordo com padrões rastreáveis e certificados por

órgãos idôneos, com validade definida em função da frequência de utilização e das condições de

preservação.


60

Os inspetores e operadores das bancadas de testes hidrostáticos deverão estar

convenientemente trajados com seus respectivos equipamentos de proteção individual (EPI) para

evitar acidentes.

Na rotina de inspeção de fabricação de válvulas industriais, os inspetores utilizam-se dos

seguintes equipamentos e ferramentas:

� Equipamentos de ultrassom (medidor de espessura, detector de descontinuidade);

� Lanterna e lâmpadas;

� Calibradores de espessura, de roscas, paquímetros e micrômetros;

� Compassos, réguas, trenas, níveis e transferidores;

� Lentes, lupas, borescópio, fibroscópio, espelhos;

� Medidor de dureza;

� Equipamento para inspeção com partículas magnéticas;

� Equipamento para inspeção com líquidos penetrantes;

� Equipamentos para teste por pontos;

� Equipamento para réplica e macrografia;

� Máquina fotográfica;

� Medidor de película de tinta;

� Materiais para teste de aderência de pintura;

� Detector de falhas em películas não-magnéticas ("holliday detector");

� Detector de vazamentos;

� Imã;

� Marcador industrial.

Plano da qualidade

A elaboração, aprovação e o rigoroso cumprimento e controle do Plano da Qualidade, e do Plano

de Inspeção e Testes são tarefas importantes no processo de inspeção de fabricação pois delas

depende a aferição da qualidade desejada pelo cliente, devendo ter a sua ação centrada na

criticidade dos parâmetros do processo de fabricação aliado á segurança, agressão ao meio

ambiente, continuidade operacional e redução de carga, em caso de falha. Este Plano deve definir

a natureza e a extensão da inspeção de fabricação.

Para o cumprimento do Planejamento e Programação de Inspeção, é necessária a existência de

procedimentos atualizados para o seu controle e registro.


61

Qualificação de Pessoal

O Inspetor de Fabricação destinado ao trabalho com válvulas industriais deverá possuir a

formação e a experiência adequadas para garantir o atendimento dos requisitos da inspeção

especificados nos Planos da Qualidade. Algumas exigências técnicas para o atendimento aos

requisitos de inspeção de válvulas, podem ser citadas:

• Aptidão física e visual, comprovada por exames médicos, de acordo com as exigências de

cada empresa;

• Formação técnica, contemplando conhecimentos em:

o Processos de fabricação;

o Soldagem;

o Corrosão;

o Revestimentos protetivos;

o Técnicas de inspeção;

o Identificação de materiais;

o Normalização;

o Metrologia dimensional

o Desenho técnico;

o Segurança e higiene do Trabalho;

o Proteção ambiental.

Procedimento básico para a Inspeção de fabricação

O objetivo deste item é de fornecer diretrizes básicas necessárias para a realização da inspeção

de fabricação, assegurando uma avaliação precisa das condições físicas das válvulas ao longo do

processo de fabricação.

Antes de qualquer tipo de verificação, o inspetor deve assegurar-se de que todos os documentos

que foram gerados pelo cliente são do seu conhecimento.

Inspeção Visual

O exame visual consiste numa avaliação das condições físicas das válvulas por meio de técnicas

definidas pela norma de inspeção o mesmo poderá ser complementado através de videoscospia,

borescopia e fibroscopia. Regiões que não permitam o exame interno e nem o externo, devem ser


62

submetidas a exames alternativos com confiabilidade equivalente.

A inspeção visual é o método de inspeção mais básico e também um dos mais eficientes, desde

que o inspetor tenha capacidade visual, treinamento e experiência adequados. Pode ser realizada

diretamente ou auxiliada por ferramentas e instrumentos, como lanternas, lentes de aumento,

espelhos fixos e articulados, e micro câmeras com comando remoto.

Inspeção visual da parte interna

A inspeção visual interna permite determinar as condições físicas internas das válvulas.

Em situações nas quais podemos realizar a inspeção visual interna diretamente ou com

uso de equipamentos óticos, devem ser observadas as condições dos seguintes itens:

a) Revestimentos Internos: objetiva a busca da visualização de fissuras, porosidade,

contaminação, desprendimento ou exposição da superfície metálica devido a defeitos

de aplicação;

b) Superfície Interna de Válvulas: objetiva a busca da visualização de defeitos de

fabricação e a qualidade das juntas soldadas.

Inspeção visual da parte externa

A inspeção visual externa permite determinar as condições físicas externas das válvulas,

integridade de fundidos e forjados, pintura ou revestimentos e verificar sinais de corrosão,

vazamentos, desalinhamentos ou deformações e ocorrência de defeitos superficiais.

O acesso, a limpeza e a iluminação são fatores críticos na eficácia desta inspeção.

O inspetor de fabricação deve possuir a experiência adequada para correta interpretação

dos parâmetros indicados. Para a avaliação da integridade de fundidos, parâmetros de

referência (normalmente padrões fotográficos) são utilizados, por exemplo, para materiais

fundidos, os padrões da MSS SP-559.

9 MSS SP-55: Quality Standard for Steel Castings for Valves, Flanges, Fittings, and Other Piping Components Visual Method for Evaluation of Surface Irregularities.


63

c)

Figura 32 – Exemplo de fotos de referência (fac-sím ile da norma MSS SP-55)

Figura 33 – Defeito visual encontrado em válvula na preparação do teste hidrostático


64

Medição de Espessura

A medição de espessura dos vários componentes de uma válvula é um dos mais efetivos métodos

de inspeção. Ela deve ser realizada na maior quantidade de locais possível, levando-se em conta

a criticidade de cada uma das partes. A medição de espessura deverá ser realizada pelo inspetor,

segundo procedimento escrito, para garantir a confiabilidade e repetibilidade das medições, bem

como uma boa rastreabilidade futura. A localização e extensão das medições e técnicas serão

comentadas nas seções subsequentes.

Medições de Espessura por Ultrassom

É um dos método de investigação mais utilizados. Suas principais vantagens são:

1. Precisão e exatidão das medidas;

2. Equipamentos portáteis de baixo peso;

3. Baixo custo dos equipamentos;

4. Facilidade de manuseio dos equipamentos;

5. Relativo baixo tempo necessário para treinamento dos inspetores.

Calibradores

Neste caso as medições de espessuras são diretas e esse método é o mais utilizado.

Existem calibradores de pinça, ou de transferência de medidas, que permitem o acesso a

componentes de geometria complexa, como em fundidos e forjados.

A exatidão desse método é alta desde que executada por pessoal treinado e com

equipamentos devidamente calibrados.

Permite uma varredura ampla na área de acesso, permitindo identificar áreas localizadas

com reduções de espessura.

Micrômetros de profundidade também podem ser utilizados.


65

(a)

(b)

Figura 34 – Utilização de pinça para medição de esp essura de fundido

(a) – calibração do instrumento;

(b) – medição da espessura de corpo de válvula

Testes de Pressão

Testes de pressão fazem parte da rotina de inspeção de fabricação de válvulas industriais, e são

regidos por normas específicas e que exigem o tipo e a quantidade de testes de pressão.

O objetivo dos testes de pressão é verificar a integridade das partes sujeitas a pressão e também

a existência de vazamentos, verificação de estanqueidade, para detectar vazamentos através de

juntas soldadas, gaxetas e ligações rosqueadas, realizados com pressões máximas de operação

normal.

Teste Hidrostático

É um ensaio realizado para verificar a existência de vazamento e a comprovação da

conformidade estrutural da válvula com os requisitos de projeto (atendimento à resistência

mecânica definida pela norma de dimensionamento da válvula). A pressão do fluido de

teste hidrostático (normalmente água limpa, isenta de contaminantes), deve ser a definida

pelo código de projeto da válvula.

A pressão do fluido durante o teste de estanqueidade é definida pelo código de projeto,

norma de construção do componente, em função do tipo de válvula, diâmetro nominal,

temperatura de trabalho e classe de pressão.


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O teste hidrostático é uma exigência na fabricação de válvulas industriais que comporão

sistemas de tubulação.

Em válvulas de aço inoxidável austenítico, deve-se tomar cuidado para a presença de

cloretos que poderão contribuir para a geração de corrosão sob tensão, ou ainda "pittings".

Nesse caso limita-se o teor de cloreto máximo na água de teste. Uma referência usual é o

valor de 50 ppm, porém a norma de projeto da válvula é sempre mandatória.

Atenção especial deverá ser dada à temperatura do fluido de teste utilizado, em função do

material da válvula, devido ao risco da ocorrência de fratura frágil.

Procedimento genérico para teste hidrostático

1- Antes da realização dos testes, as válvulas são inspecionadas e liberadas pelo

Controle da Qualidade do fabricante, obrigatoriamente.

2- Para a execução dos testes de válvulas são utilizados os seguintes equipamentos ou

dispositivos auxiliares:

a) Bomba de pistão;

b) Manômetros com visores de diâmetro 4 in;

c) Anéis "O" Ring de Buna N para fins de vedação;

d) Flanges cegos,

e) Tês de redução;

f) Adaptadores e conexões em geral;

Antes do início dos testes, as seguintes condições deverão ser verificadas e

providenciadas:

• Os manômetros utilizados são calibrados e validade dessa calibração, em geral,

é de no máximo 03 (três) meses ou em conformidade com a norma de

construção da válvula ou como o PQ do fabricante;

o Em geral, os manômetros são utilizados no terço médio da sua escala.

• São verificados o tipo e a bitola das válvulas, para utilização do equipamento de

teste adequado;


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• São verificados, para as válvulas globo, válvulas agulha e válvulas de retenção,

a indicação do sentido de fluxo em seu corpo;

• As superfícies externas das partes sujeitas a pressão devem estar livres de

óleo, graxa, ou qualquer outro material que possa obstruir vazamentos; a

pintura das partes sujeitas a pressão, antes do teste hidrostático, não é

permitida;

• A superfície de trabalho entre o obturador e a sede deve estar limpa, isenta de

graxa, óleo ou qualquer outro material que possa "mascarar" o resultado do

teste na válvula;

• Devem ser adotadas as medidas de segurança necessárias, principalmente em

locais, onde em caso de falha, coloque em risco o pessoal ou instalações

adjacentes;

O inspetor deverá estar trajando seus EPI's (óculos de segurança, no mínimo);

Atenção especial deve ser dada para o teste pneumático, onde o perigo é

maior;

• As bancadas para teste hidrostático ou pneumático devem ter, no mínimo, dois

manômetros, os quais devem estar calibrados.

A discrepância entre os valores lidos nos dois manômetros poderá invalidar o

teste;

• A válvula deverá ser fixada à bancada por uma das extremidades somente;

• O fluido a ser utilizado deve ser água limpa, que deve conter um inibidor de

corrosão, com temperatura máxima do fluido de 52ºC.


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Figura 35 – Pressão dos testes de pressão (fac-sími le da norma API 598)

• A pressão deve ser aplicada gradativamente, prevenindo a ocorrência de acidente;

• Deve haver garantias de que todo o ar foi purgado antes da aplicação da pressão de

teste;

• O teste hidrostático do corpo deve ser realizado com válvula parcialmente aberta e com

preme gaxeta apertado;

• Ao ser atingida a pressão de teste e após o tempo de duração indicado, o inspetor

deverá verificar a integridade do material sob inspeção, verificando com a iluminação

adequada, e por toda a superfície sob ensaio, a ausência de vazamentos, o que

comprova a integridade física da válvula;


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Figura 36 – Tempo de duração dos testes de pressão (fac-símile da norma API 598)

• A pressão deve ser retirada do produto com o cuidado devido, prevenindo a ocorrência

de acidente;

• As válvulas projetadas para operarem com fluxos em dois sentidos, devem ser

testadas em ambos os lados.

• O fechamento do obturador sobre a sede não deve ser realizada com auxílio de

ferramentas, utilizando-se somente o volante (caso ele esteja previsto no projeto da

válvula). A força necessária para o fechamento da válvula não deverá exceder o

recomendado na norma MSS SP-9110;

Critérios de aceitação

Para o teste hidrostático do corpo, não são permitidos vazamentos;

Para o teste de estanqueidade, não deve ocorrer vazamento quando a sede for de material

resiliente (polímero, borracha, etc.);

Para válvulas com vedação metal contra metal, prevalecem o estabelecido na norma de fabricação ou Plano da Qualidade. Os valores mostrados na (

10 MSS SP-91 Guidelines for Manual Operation of Valves


70

Figura 37) referem-se à API STD 598.

Figura 37 – Vazamento máximo permitido no teste de estanqueidade (fac-símile da norma

API 598)

Teste hidrostático de contra vedação da gaxeta

• O teste deve ser feito aplicando-se pressão no interior da válvula com as

extremidades fechadas, a válvula totalmente aberta e o flange do preme da gaxeta

(sobreposta) solto;


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• O fluido a ser utilizado deve ser água, que deve conter um inibidor de corrosão,

com temperatura máxima de fluido 52 ºC;

• A pressão e o tempo de duração do teste devem estar de acordo com a norma de

fabricação ou o Plano da Qualidade (

• •

• Figura 35 e • •


72

• Figura 36);

• A válvula deve estar completamente livre de ar, durante a realização do teste.

Teste Pneumático

Utilizado normalmente m válvulas para verificação de estanqueidade, ou então válvulas

que possam ter seu revestimento ou elementos internos prejudicados pelo teste

hidrostático, ou ainda pela incompatibilidade do fluido transportado com a água do teste

associado à impossibilidade técnica de purga e secagem posterior.

Teste pneumático de vedação da sede

• O fluido a ser utilizado deve ser ar ou gás inerte;

• O teste deverá ser feito com a sede limpa e livre de óleo, entretanto, se necessário,

para prevenir danos, a sede poderá ser coberta com uma película de óleo menos

denso que o querosene;

• O teste deve ser realizado com os obturadores das válvulas totalmente fechadas tendo

uma de suas extremidades abertas para inspeção;

• As válvulas projetadas para operarem com fluxo somente em um sentido, devem ser

testadas no sentido do fluxo;

• As válvulas projetadas para operarem com fluxos nos dois sentidos, devem ser

testadas em ambos os lados;

• Durante a realização do teste deverá ser aplicada uma solução formadora de bolhas,


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nas regiões onde possam ocorrer vazamentos.

Outras verificações importantes

Tendo em vista que as válvulas gaveta são as mais importantes pois são encontradas em maior

quantidade numa tubulação, detalha-se a seguir alguns pontos importantes a serem

inspecionados durante a fabricação.

1) Haste

a) Devem ser fabricadas numa única peça e possuir superfície de contravedação que permita

novo engaxetamento com a válvula em operação;

b) A superfície em contato com as gaxetas deve ser polida; a rugosidade nesta região deve

ser no máximo Ra = 0,80 µm;

c) Deve ser projetada de tal forma que, estando a válvula totalmente aberta, não ocorra

obstrução da passagem pela cunha;

d) Em geral a rosca da haste deve ser conforme a ANSI-B-1.5 ou B-1.8 (ACME), ou a rosca

métrica trapezoidal correspondente;

e) A dureza deve ser no mínimo de 200 BHN para o material AISI (13 % Cr);

f) O comprimento deve ser de forma tal que na posição fechada esteja acima da porca do

volante, no mínimo, o valor definido do percurso de desgaste, e, no máximo, 3 fios de

rosca.

2) Anel de sede

a) Quando especificado revestimento com Stellite o material base deve ser AISI 304 ou 316.

Este revestimento deverá ter espessura mínima de 1,5 mm após usinado.

i) Requisitos de aceitação para o material da sede, que devem estar declarados no

procedimento de soldagem qualificado:

(1) Dureza requerida;

A dureza mínima da superfície de vedação é de 250 BHN para o material AISI 410

(13 % Cr) devendo ser mantido o diferencial de 50 BHN mínimo entre estes e a


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superfície de vedação da gaveta. Quando o anel for soldado ao corpo, este deve

ter dureza superior ao da gaveta;

(2) Composição química;

(3) Espessura do revestimento de Stellite ou outro, quando aplicável.

b) Os anéis devem ter as bordas chanfradas para evitar que danifiquem a superfície da

cunha;

c) A superfície de vedação deve ser retificada de modo que permita a vedação com desgaste

normal da superfície de contato;

3) Corpo

a) Marcações

i) Marca ou símbolo ao fabricante;

ii) Especificação do material do corpo;

iii) Diâmetro nominal;

iv) Classe de pressão.

v) Deve ter uma passagem que permita o máximo fluxo e o mínimo turbilhonamento do

escoamento através da válvula;

vi) Devem ter a forma esférica com exceção da classe 150;

b) As válvulas forjadas poderão ter o flange de ligação corpo/tampa quadrado ou retangular;

c) A espessura deve estar conforme a tabela da Figura 38;


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Figura 38 – Espessura mínima do corpo (fac-símile d a norma API-600)

d) Para se evitar danos às superfícies de vedação durante a operação, o corpo deve ser

provido de guias com folgas que possibilitem o contato entre as superfícies de vedação

somente quando já estiver bem próximo ao ponto de vedação, e simultaneamente, nas

duas sedes. A folga total deverá ser, no máximo, de:

i) Diâmetros até 2 in: 1mm;

ii) Diâmetros entre 3 in” e 8 in: 2mm;


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iii) Diâmetros entre 10 in e 24 in: 3mm;

iv) Diâmetros acima de 24 in: 4mm.

e) Devem ser previstos ressaltos no corpo das válvulas fundidas a fim de permitir a instalação

de conexões de drenagem ou contorno da válvula (Figura 39);

f) Caso a conexão seja flangeada do tipo anel, deverá estar marcado de modo indelével nos

flanges o número do anel para fins de manutenção.

4) Volante

a) Devem ser em aço-carbono fundido ASTM-A-216 WCB;

b) Devem possuir nervuras radiais. Nos volantes de menores dimensões quando não houver

entre as nervuras, local suficiente para colocação de uma chave, estes podem ter ressaltos

na sua periferia;

c) Devem ter setas indicativas do sentido de abertura da válvula, sempre no sentido contrário

aos ponteiros do relógio, e gravados em alto relevo o sentido de fechamento da válvula;

d) Devem ser acoplados à bucha da haste e fixados por porca em aço-carbono SAE-1020 ou

do mesmo material da bucha da haste;


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Figura 39 – Ressaltos a serem previstos em fundidos (fac-símile da norma API 600)

5) Elementos de fixação

a) Parafusos ou prisioneiros da união corpo-tampa devem ser em ASTM-A-193 Gr.B7;

b) Porcas em ASTM-A-194 Gr. 2H, exceto quando especificado em contrário.

Note-se a importância da garantia de que os elementos de fixação sejam dos materiais

especificados, pois graves acidentes podem ocorrer caso esta diretriz não seja fielmente

observada (Figura 40 e Figura 41).

6) Placa de identificação

a) Ser fabricada em Alumínio;


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b) Fixada como segue:

i) Para as válvulas fundidas, deve ser fixada à face do flange de ligação ao corpo ou da

tampa;

ii) Para as válvulas forjadas, deve ser fixada ao volante por meio de sua porca.

c) Elementos de fixação

i) Verificar se o fornecedor está utilizando os materiais previamente especificados

d) A placa de identificação deve conter, no mínimo, as seguintes informações:

i) Marca ou símbolo do fabricante;

ii) Especificação do material do corpo;

iii) Especificação do material dos internos;

iv) Diâmetro nominal;

v) Classe de pressão;

vi) Número de série sempre que especificado.

Figura 40 – Válvula antes e após acidente no teste hidrostático por causa de elementos de

fixação de material inferior ao especificado

Preservação

Após a válvula ser testada, deverão ser realizadas operações de preservação. Recomenda-se

que, no mínimo:

• As válvulas devem ser enxutas com o ar comprimido seco, na posição totalmente aberta;


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• Em seguida, as válvulas devem ser fechadas e suas superfícies internas devem ser

recobertas com graxa neutra em todas as partes não pintadas, tais como, roscas, porcas,

parafusos, biséis, etc. As válvulas tipo esfera devem ser condicionadas na posição

totalmente aberta;

• Não é necessário proteger com graxa as válvulas de bronze, aço inoxidável e outras ligas

metálicas, desde que todos os componentes sejam, sabiamente, não oxidáveis. Caso

contrário, esses componentes devem ser protegidos com graxa não corrosiva (neutra);

• As válvulas testadas devem receber uma proteção com madeira nas suas extremidades

(Figura 41).

Figura 41 – Proteção para transporte e armazenament o de válvulas de grande diâmetro


80

Ensaios de líquido penetrante ou partículas magnéti cas

Além dos métodos mencionados, podem ser aplicados a componentes específicos de válvulas,

ensaios de líquido penetrante ou partículas magnéticas, para a verificação de descontinuidades

superficiais e sub-superficiais, conforme o caso. Se descontinuidades são detectadas em

fundidos, normalmente remove-se por esmerilhamento até o limite permitido por norma (a

espessura mínima das partes sujeitas a pressão deve ser preservada).

Outros tipos de ensaios não destrutivos aplicáveis

Outros métodos de inspeção tem sido desenvolvidos e são ferramentas úteis. Dentre eles

podemos destacar:

• Ensaio radiográfico

• Ensaio por ultrassom

• Metalografia por réplica

Inspeção dimensional

Através da inspeção dimensional, as dimensões importantes nas válvulas são verificadas, tais

como:

• Espessura de parede;

• Dimensão entre faces de extremidades;

• Dimensões de passagem do fluido;

• Quando as extremidades são flangeadas:

o Espessuras de flanges;

o Dimensões de furação de flanges e circulo de furação;

• Quando as extremidades são biseladas:

o Dimensões do bisel;

• Quando as extremidades são rosqueadas:

o Calibração das roscas

• Geometria dos corpos (ovalização, concentricidade, etc.).


81

Reparos com solda

Na determinação dos limites de retirada de material para correção de descontinuidades ou sua

visualização, a quantidade de material removido deve ser a menor possível. Embora quando o

reparo com solda deva ser realizado, uma quantidade suficiente de metal base deve ser removida

para o acesso do metal de adição e a remoção de toda tensão residual causada pelo defeito.

Os reparos com solda devem ser executados conforme procedimentos qualificados, utilizando-se

soldadores também qualificados, considerando as normas de construção do componente.

Devido à sinergia dos efeitos provocados pelos elementos de ligas e as temperaturas envolvidas

nos processos de soldagem, produzindo uma grande variedade de propriedades físicas e

estruturais finais ao término da realização de uma junta soldada, uma análise cuidadosa deve ser

executada antes da realização da soldagem, fazendo constar com parte integrante do registro do

procedimento de soldagem/reparo.

A soldagem deve ser supervisionada por profissional devidamente qualificado.

Controle de qualidade dos reparos

Todo reparo soldado deve ser verificado, no mínimo, pelo mesmo ensaio não destrutivo

que o revelou, em conformidade com a norma de fabricação, material, projeto, Plano da

Qualidade ou exigência contratual. O correto registro, através de Relatório de Não

Conformidade deve ser emitido para controle.

Registros de inspeção

Uma das principais ferramentas para análise futura sobre a evolução das condições físicas das

válvulas e de qualquer outro tipo de inspeção, são os Relatórios.

Relatórios detalhados permitirão uma avaliação da evolução das deteriorações dos seus vários

componentes, por exemplo: corpo, castelo, tampas, acessórios, pintura, revestimentos. Quando

devidamente organizado tais relatórios formam um registro permanente de espessuras, taxas de

corrosão, previsões de reparos e substituições, previsão de vida útil remanescente e alterações de

projeto.

Esses registros deverão conter no mínimo os seguintes dados:

• Data da inspeção;


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• Os materiais utilizados na construção;

• As medições de espessuras do corpo, dos vários componentes e sua localização;

• Reparos realizados durante a fabricação e seu respectivo mapeamento;

Essas e outras informações de inspeção pertinentes devem ser organizadas de modo a fornecer

um fiel retrato das condições físicas das válvulas logo após a fabricação.

Toda a documentação gerada deve ser compilada, em ordem previamente estabelecida, formando

o data book do equipamento.

Bibliografia

Normas Internacionais

a) ANSI/ASME B.1.20.1 – Pipe Threads, General Purpose (inch);

b) ANSI/ASME B16.5 – Pipe Flange and Flanged Fittings NPS ½ Through NPS 24

c) ANSI/ASME B16.10 – Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves;

d) ANSI/ASME B16.25 – Buttwelding Ends;

e) ANSI/ASME B16.34 – Valves – Flanged, Threaded, and Welding End;

f) ANSI/ASME B16.47 – Large Diameter Steel Flanges NPS 26 Through NPS 60

g) ANSI/ASME B31.1 – Power Piping

h) ANSI/ASME B36.10 – Welded and Seamless Wrought Steel Pipe,

i) ANSI/ASME B36.19 – Stainless Steel Pipe;

j) MSS SP-44 – Steel Pipeline Flanges;

k) MSS SP-55 – Quality Standard for Steel Castings for Valves, Flanges, Fittings, and Other

Piping Components Visual Method for Evaluation of Surface Irregularities;

l) MSS SP-91 Guidelines for Manual Operation of Valves;

m) ASTM Section 1 – Iron and Steel Products, Volume 01.01 Steel – Piping, Tubing, Fittings

n) API RP-520 – Manual of Petroleum Measurement Standards;

o) API STD 598 – Valve Inspection and Testing;

p) API STD-600 – Bolted Bonnet Steel Gate Valves for Petroleum and Natural Gas Industries;

q) API 609 – Butterfly Valves;

r) BS 1873 – Steel globe and globe stop and check valves (flanged and butt-welding ends) for the

petroleum, petrochemical and allied industries;

s) BS 5146 – Specification for Inspection and Test of steel Valves for the Petroleum e and Allied

industries;

t) BS 5351 – Steel ball valves for the petroleum, petrochemical and allied industries;

u) BS 6755 part 1 – Specification for production pressure testing requirements;

v) BS 6755 part 2 – Specification for fire type-testing requirements.


83

1. Anexo 1 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas esfera; 2. Anexo 2 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas de retenção; 3. Anexo 3 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas gaveta; 4. Anexo 4 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas globo.

3. Anexos


56

1. Anexo 1 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas esfera;


57

2. Anexo 2 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas de retenção;


58

3. Anexo 3 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas gaveta;


59

4. Anexo 4 – Planilha de preparação de inspeção de válvulas globo.


60

a) PETROBRAS N-76, N-115, N-250, N-2368 e N-2668; b) ABNT NBR 15827 e NBR ISO 5208.

4. Normas ABNT e PETROBRAS


61

a) API RP 576, SPEC 6D, STD 594, STD 598, STD 600, STD 602, STD 607 e STD 609; b) ASME B16.5, B16.9, B16.10, B16.11, B16.20, B16.25, B16.34, B16.36, B16.47, BPVC Section VIII Div. 1, BPVC Section VIII Div. 2 e BPVC Section IX; c) BSI BS 1868, BS 1873, BS EN 12266-1, BS EN ISO 17292 e BS EN 558; d) ISO 10434, 10497, 14313 e 15761; e) MSS SP-6, SP-25, SP-44, SP-55, SP-61, SP-80.

5. Normas Regionais e Internacionais


62

Válvulas Industriais e de Controle - Treinamento de Inspetores de Fabricação.

6. Referências


63

Documents

(Acessórios de Tubulação OK 07-03-2012)