Seleção de válvulas de borboleta: Estilo do corpo, geometria do disco e material da sede

As válvulas de borboleta são responsáveis pela maioria das tarefas de isolamento nas infra-estruturas de distribuição e tratamento de água. A sua dimensão compacta face-a-face, a baixa perda de carga e o custo relativamente baixo por diâmetro tornam-nas a escolha prática para DN150 e superiores, onde o caudal total e o acesso direto para manutenção são prioritários. Compreender as diferenças entre estilos de corpo, geometrias de disco e materiais de sede evita o erro comum de especificar um design de uso geral para uma aplicação que necessita de algo mais específico.

Estilos de corpo: wafer, lugged e dupla-flange

As válvulas de borboleta tipo wafer situam-se entre flanges sem as suas próprias ligações finais. São a opção mais compacta e de menor custo, mas requerem que o conjunto de tubagem flangeada seja separado para remover a válvula e não podem ser utilizadas como válvulas de fim de linha ou em aplicações em que um lado possa estar despressurizado. São adequadas para instalação em linha, onde o acesso para manutenção é fácil e a disposição da tubagem não se altera.

As válvulas de borboleta com ressaltos têm inserções roscadas que aceitam parafusos de flange de cada lado de forma independente. Isto permite que a válvula permaneça no lugar enquanto um lado da tubagem é removido: útil no final de um sistema de tubagem ou quando a tubagem a jusante tem de ser desligada para manutenção. As válvulas com olhais são preferidas em colectores de bombas, derivações de contadores e em qualquer ponto onde o sistema a jusante possa ter de ser desmontado.

As válvulas de borboleta de flange dupla têm flanges integradas e dimensões face a face de acordo com a norma EN 558 Série 13 ou 14. Permitem a remoção sem perturbar as flanges dos tubos adjacentes e simplificam a instalação e a futura substituição. Para instalação enterrada, câmaras de válvulas e condutas de distribuição enterradas, a construção com flange dupla é a especificação padrão.

Geometria do disco concêntrico vs duplo excêntrico

Uma válvula de borboleta concêntrica tem o eixo do disco na linha central do disco e do furo. Quando o disco fecha, bate contra a sede de borracha num movimento circular contínuo. A sede de borracha deforma-se ligeiramente para proporcionar uma vedação, e o ajuste de interferência entre o bordo do disco e a face da sede proporciona um fecho estanque. Os modelos concêntricos são a norma para o isolamento da distribuição de água na gama DN50 a DN600. São simples, fiáveis e totalmente reparáveis no terreno.

Os modelos duplamente excêntricos deslocam o eixo do disco da linha central em dois planos, pelo que o disco se afasta da sede nos primeiros graus de abertura. Isto elimina o contacto de limpeza contínuo que desgasta as sedes concêntricas em condições de ciclo elevado e permite tolerâncias de fecho mais apertadas sob pressão diferencial. As válvulas duplamente excêntricas são adequadas quando a elevada frequência de funcionamento, as pressões superiores a PN16 ou os requisitos de fecho apertados tornam marginal a conceção concêntrica. A contrapartida é um custo mais elevado e um binário de funcionamento ligeiramente superior.

Materiais do assento

O EPDM é o material de sede padrão para o serviço de água potável. Funciona numa vasta gama de temperaturas, resiste ao cloro nas concentrações utilizadas no tratamento de água e cumpre os requisitos WRAS para o contacto com a água potável. O EPDM deve ser especificado, exceto se as condições do processo indicarem especificamente o contrário.

As sedes em NBR (nitrilo) são utilizadas quando a água pode conter baixas concentrações de hidrocarbonetos, como em estações de bombagem em áreas industriais ou quando a fonte de abastecimento pode estar contaminada. O NBR resiste a óleos minerais e derivados de hidrocarbonetos onde o EPDM incharia e perderia a eficácia da vedação.

As sedes em PTFE oferecem resistência química numa vasta gama e suportam temperaturas elevadas que degradariam as sedes em borracha. São utilizados em linhas de dosagem de produtos químicos e em instalações de processamento onde são manuseados meios agressivos, em vez de serem utilizados no serviço geral de água. As sedes de PTFE são mais duras e proporcionam um fecho mais apertado, mas o requisito de binário aumenta e a substituição no terreno é mais exigente.

Atuação

Os operadores manuais de engrenagens são padrão para DN200 e acima, onde a operação direta da alavanca é impraticável. Um acionamento por engrenagem helicoidal reduz o binário de entrada para um nível controlável e fornece indicação de posição. As válvulas acionadas por engrenagens devem ser selecionadas para dar entre duas e quatro voltas completas do volante manual para abrir ou fechar, permitindo um funcionamento suave sem tempo excessivo de atuação.

Os actuadores eléctricos são especificados quando é necessário funcionamento remoto, automação ou registo de posição. A classificação do binário do atuador deve exceder o binário de arranque da válvula em pelo menos 25%, e o atuador deve ser selecionado para o ciclo de funcionamento: o funcionamento modulante (movimento parcial frequente) requer uma classificação diferente do funcionamento on-off. A maioria das aplicações de distribuição de água são de serviço on-off.

Normas e aprovações

As válvulas de borboleta para abastecimento de água são fabricadas de acordo com a norma EN 593 na Europa. A norma abrange as dimensões face a face, as classificações de pressão, os requisitos de ensaio e os materiais de construção. As válvulas com aprovação WRAS para contacto com água potável foram testadas independentemente em termos de higiene: a sede de borracha, o revestimento do disco e o revestimento do corpo têm de estar todos em conformidade com os Regulamentos de Acessórios para Água.

Para o serviço de proteção contra incêndios, a aprovação FM e a listagem UL são exigidas na maioria das especificações. A FM 1112 abrange as válvulas de borboleta para serviço de proteção contra incêndios, e as válvulas listadas têm de ter uma caraterística de indicação de violação para mostrar se a válvula foi parcialmente fechada. O padrão do olhal tem de ser compatível com a norma de proteção contra incêndios aplicável no país de instalação.