Válvula de gaveta vs Válvula de esfera: Que tipo de válvula é melhor?

As válvulas industriais são cruciais para controlar o fluxo de líquidos, gases, lamas ou sólidos fluidizados numa vasta gama de aplicações. No entanto, com tantas opções à escolha, selecionar a válvula certa pode ser um desafio.

Dois dos tipos mais comuns de válvulas industriais são as válvulas de gaveta e as válvulas de esfera. À primeira vista, ambas as válvulas parecem muito semelhantes - são utilizadas para iniciar, parar e regular o fluxo. Mas existem algumas diferenças importantes na forma como são concebidas, nas suas vantagens e nos melhores casos de utilização.

Então, deve utilizar uma válvula de gaveta ou uma válvula de esfera? Aqui está um guia completo para o ajudar a decidir.

Como funcionam as válvulas de gaveta e as válvulas de esfera

Comecemos por dar uma vista de olhos rápida por baixo do capô para perceber como funcionam as válvulas de gaveta e as válvulas de esfera.

Válvulas de gaveta

Como o nome sugere, válvulas de gaveta utilizam uma "comporta" plana para controlar o caudal. Esta comporta move-se perpendicularmente ao trajeto do fluxo para iniciar, parar ou estrangular o fluxo.

Aqui estão os principais componentes de uma válvula de gaveta:

• Corpo: Aloja o portão e outros componentes
• Gorro: Cobre a haste e o empanque da glândula
• Portão: A placa que bloqueia ou permite o fluxo
• Tronco: Liga o portão ao volante
• Assento: Superfície de vedação da porta quando a válvula está fechada
• Embalagem: Evita fugas à volta da haste

Para abrir a válvula, roda-se o volante para levantar a comporta da sede. Quando totalmente aberta, a comporta deixa de obstruir o percurso do fluxo através do corpo da válvula.

O fecho implica baixar a comporta de volta para a sede para criar uma vedação apertada e parar o fluxo. A válvula também pode ser parcialmente aberta para estrangular o fluxo, se necessário.

Válvulas de esfera

Num válvula de esferaNa válvula de fluxo, em vez de uma comporta, é utilizada uma esfera rotativa com um orifício para controlar o fluxo. Ao rodar a esfera a 90 graus, o furo alinha-se com o corpo da válvula para permitir o fluxo. Rodando-a novamente 90 graus, veda o fluxo colocando a esfera perpendicular ao percurso do fluxo.

As válvulas de esfera são constituídas por:

• Corpo: Aloja a bola e a haste
• Bola: Componente rotativo com um furo
• Assentos: Superfície de vedação da esfera quando a válvula está fechada
• Tronco: Liga a esfera à pega para funcionamento
• Embalagem: Evita fugas entre o corpo e a haste

Válvula de esfera vs Válvula de gaveta: Principais diferenças

Agora que já sabe o que está dentro de uma válvula de gaveta e de uma válvula de esfera, vamos discutir algumas das principais diferenças quando comparamos os dois tipos de válvulas.

Operação

Uma das maiores diferenças reside na forma como são utilizados.

Válvulas de esfera só precisam de uma volta de 90 graus para abrir ou fechar completamente a válvula. Esta operação de 1/4 de volta torna-as muito rápidas de operar.

Válvulas de gavetaPor outro lado, as válvulas de esfera requerem que se rode o volante várias vezes a 360 graus para subir ou descer a porta. Por isso, a sua utilização exige mais tempo e esforço do que a das válvulas de esfera.

Capacidade de vedação

Ambas as válvulas proporcionam um excelente fecho quando fechadas. Mas válvulas de esfera tendem a formar vedações ligeiramente melhores, uma vez que existem menos espaços para fugas na conceção.

Isto torna-os adequados para aplicações que requerem uma fuga mínima de fluido quando inactivos durante longos períodos. Por exemplo, condutas enterradas que manuseiam líquidos voláteis como petróleo bruto ou gases.

As válvulas de gaveta continuam a vedar muito bem, mas podem permitir pequenas fugas se forem mantidas fechadas durante meses seguidos.

Classificações de pressão

Na maior parte dos casos, verifica-se que válvulas de gaveta têm valores de pressão mais elevados do que as válvulas de esfera do mesmo tamanho e material.

As válvulas de gaveta são normalmente classificadas para pressões como 200 psi, 300 psi ou mesmo 600 psi para modelos de alta pressão.

As válvulas de esfera normalmente atingem um máximo de cerca de 800 psi para modelos padrão. É possível obter válvulas de esfera especiais que suportam pressões até 1500 psi, mas estas custam mais.

Assim, se precisar de uma válvula que possa suportar pressões muito elevadas, uma válvula de gaveta é geralmente a melhor escolha.

Capacidade de controlo do fluxo

Ambos os tipos de válvulas permitem-lhe parar completamente o fluxo. Mas e quanto à regulação do caudal?

Válvulas de esfera são excelentes para iniciar rapidamente e parar completamente o fluxo. Também podem ser utilizados para estrangular o fluxo, mas apenas até um certo ponto.

O ideal para as válvulas de esfera é que estejam totalmente abertas ou fechadas. As aberturas parciais podem danificar a esfera ou as sedes ao longo do tempo em aplicações de estrangulamento.

Válvulas de gavetaPor outro lado, são adequadas para regular com precisão o caudal. O caudal pode ser regulado com precisão levantando ligeiramente a comporta do assento.

As válvulas de gaveta também tendem a ter menos problemas de erosão do que as válvulas de esfera quando utilizadas para estrangular o caudal.

Custo

Se o custo for um fator importante no seu projeto, válvulas de gaveta são geralmente a escolha mais económica.

As válvulas de gaveta simples são baratas, variando de $50 a $250, dependendo do tamanho e do material. O preço permanece relativamente baixo mesmo para modelos especiais de alta pressão ou criogénicos.

Válvulas de esfera têm quase sempre um preço mais elevado. Por exemplo, uma válvula de esfera normal de 2" pode custar cerca de $100. Este valor sobe para $250 ou mais para uma versão de alta pressão feita de aço inoxidável ou material de liga.

Assim, se a sua aplicação não exigir outras capacidades exclusivas das válvulas de esfera, as válvulas de gaveta ajudam a manter os orçamentos das válvulas sob controlo.

Aplicações mais adequadas para cada válvula

Agora que conhece as principais diferenças entre estes dois tipos de válvulas comuns, vamos discutir as aplicações para as quais são mais adequadas.

Quando utilizar uma válvula de gaveta

Eis alguns exemplos de aplicações em que uma válvula de cunha faz mais sentido:

• Redes de água: As válvulas de gaveta são extremamente comuns nos sistemas municipais de distribuição de água para iniciar e parar os caudais. O seu funcionamento mais lento evita problemas de golpe de aríete.
• Sistemas de vapor: Utilizada para isolar linhas de vapor, uma vez que o corpo da válvula de gaveta permanece mais frio em comparação com outros modelos.
• Linhas de águas residuais: O material orgânico e os sólidos não danificam a comporta tão facilmente como uma válvula de esfera.
• Aplicações de alta pressão: As válvulas de gaveta têm excelentes vedações, mesmo a pressões elevadas de cerca de 1500+ psi.
• Serviços criogénicos: As válvulas de gaveta especiais "criogénicas" permanecem operacionais mesmo a temperaturas de fluido extremamente baixas.
• Tamanhos de tubos grandes: As válvulas de gaveta estão disponíveis em diâmetros muito grandes para acomodar tubagens enormes.

Essencialmente, é preferível selecionar uma válvula de gaveta para manusear água, vapor ou outros fluidos a altas pressões, em tubos de grande diâmetro ou em condições criogénicas.

Quando utilizar uma válvula de esfera

Eis alguns exemplos em que uma válvula de esfera é normalmente a melhor opção:

• Sistemas de gás combustível: As válvulas de esfera eliminam virtualmente os problemas de fugas quando utilizadas em condutas de gás natural e de petróleo líquido.
• Linhas de processamento químico: A superfície da esfera resiste à corrosão provocada por produtos químicos. As válvulas de esfera também evitam problemas de acumulação de contaminação.
• Sistemas HVAC: O funcionamento rápido de 1⁄4 voltas permite iniciar e parar rapidamente os fluxos, conforme necessário, em sistemas de aquecimento/arrefecimento.
• Circuitos de ar comprimido: As válvulas de esfera mantêm uma vedação estanque mesmo com ciclos frequentes em linhas de ar comprimido de alta pressão.
• Aplicações de energia hidráulica: A baixa queda de pressão das válvulas de esfera é importante para a eficiência dos sistemas de transferência de potência de fluidos.

Em resumo, deve utilizar válvulas de esfera para arrancar, parar ou mudar rapidamente a direção de gases, produtos químicos perigosos e líquidos com elevadas frequências de ciclos.

Perguntas frequentes

Aqui estão as respostas a algumas perguntas comuns sobre válvulas de esfera versus válvulas de gaveta:

As válvulas de esfera são melhores do que as válvulas de gaveta?

Não existe uma opção "melhor" definitiva. Nalgumas aplicações, as válvulas de esfera são preferíveis às válvulas de gaveta devido a um funcionamento mais rápido, a menores riscos de contaminação ou a uma melhor vedação.

Mas as válvulas de gaveta têm vantagens como valores de pressão mais elevados, capacidade de estrangulamento e custo mais baixo que as tornam uma escolha superior noutras aplicações.

É necessário comparar as capacidades de cada válvula com os requisitos da sua aplicação para decidir qual é a mais adequada.

É possível utilizar uma válvula de gaveta para substituir uma válvula de esfera?

É possível substituir uma válvula de gaveta por uma válvula de esfera em algumas situações. Por exemplo, linhas de gás ou líquido de baixa pressão onde a velocidade do ciclo não é crítica.

No entanto, pode ter problemas de desempenho do fluxo se o sistema de tubagem tiver sido concebido para uma válvula de esfera. É melhor consultar um engenheiro para garantir uma permutabilidade perfeita antes de tentar trocar os tipos de válvulas.

Qual é a diferença entre uma válvula de gaveta e uma válvula de esfera?

As principais diferenças são que as válvulas de gaveta utilizam um sistema de gaveta e parafuso para controlar o fluxo, enquanto as válvulas de esfera utilizam uma esfera rotativa com um orifício. As válvulas de gaveta requerem várias voltas para funcionar, em comparação com a ação rápida de 1⁄4 voltas das válvulas de esfera.

As válvulas de gaveta também suportam pressões mais elevadas e permitem um melhor controlo do fluxo de estrangulamento. As válvulas de esfera formam normalmente vedações mais apertadas e têm uma menor probabilidade de fugas ao longo do tempo.

Porque é que as válvulas de esfera são melhores do que as válvulas de gaveta?

As válvulas de esfera são excelentes em aplicações que necessitam de um funcionamento rápido e frequente de ligar/desligar, graças à sua conceção de rotação de 90 graus. Permitem o fluxo em qualquer direção e apresentam baixos riscos de contaminação. As válvulas de esfera também tendem a manter uma vedação estanque durante muitos ciclos.

Estas vantagens tornam-nos preferíveis para gasodutos, linhas químicas, sistemas hidráulicos e outros sistemas de fluxo cíclico ou bidirecional.

Por que razão são utilizadas válvulas de gaveta em vez de válvulas de esfera?

As válvulas de gaveta têm valores de pressão mais elevados e uma capacidade de controlo de estrangulamento sofisticada em comparação com as válvulas de esfera. Isto torna-as adequadas para fluxos de vapor, água e outros líquidos ou gases que:

• Necessidade de lidar com pressões muito elevadas até 2000+ psi
• Exigem uma regulação precisa do caudal
• Possuem tubagens de grande diâmetro
• Risco de contaminação do orifício de uma válvula de esfera

Conclusão

A decisão entre uma válvula de gaveta e uma válvula de esfera depende muito das especificações e condições de funcionamento da sua aplicação específica.

As válvulas de gaveta são a opção económica para o manuseamento de fluidos a alta pressão, temperaturas criogénicas ou materiais cáusticos. A sua capacidade de estrangulamento também permite um controlo mais suave do fluxo.

As válvulas de esfera são excelentes quando é necessário iniciar, parar ou mudar frequentemente a direção do fluxo. As suas vedações estanques evitam fugas mesmo após longos períodos de inatividade.

Agora que compreende os prós e os contras das válvulas de esfera e das válvulas de gaveta, pode tomar uma decisão informada sobre qual é a melhor para as suas necessidades específicas. Utilize os exemplos de aplicação e as perguntas frequentes neste guia para escolher o tipo de válvula correto para qualquer sistema de tubagem industrial.