O que é uma válvula gaveta de água?

O que é uma válvula gaveta de água
Uma válvula gaveta de água é uma válvula de movimento linear que usa um levantamento e abaixamento vertical da comporta para abrir ou fechar totalmente o fluxo de água. Não é adequado para regulação de fluxo e só deve ser usado nas posições totalmente aberta ou totalmente fechada. Quando a comporta está totalmente levantada, o canal de água passa direto-, resultando em perda mínima de pressão; quando a comporta está totalmente abaixada, o fluxo de água é interrompido por superfícies de vedação de metal-com-metal ou resilientes entre a comporta e a sede da válvula.

 

Princípio de funcionamento e componentes principais
A parte móvel central da válvula gaveta é a gaveta, acionada pela haste para realizar movimento alternativo linear ao longo das ranhuras guia dentro do corpo da válvula. Para o projeto de haste ascendente, a haste e a comporta sobem e descem juntas, permitindo ao operador determinar visualmente a posição da válvula pelo comprimento da haste exposta. Para oválvula de gaveta não ascendente(também conhecida como válvula gaveta de haste escura), a porca da haste é fixada na comporta e a haste apenas gira sem levantar; o portão se move para cima e para baixo ao longo das roscas da haste. Esse projeto mantém a altura geral da válvula quase constante, tornando-a adequada para instalação em câmaras subterrâneas, túneis ou sistemas de tubulação-com espaço restrito.

 

Os materiais do corpo da válvula são normalmente ferro dúctil (QT450-10) ou aço fundido (WCB). Nas tubulações de abastecimento de água, o ferro dúctil representa mais de 85% (de acordo com as estatísticas padrão AWWA C515). As superfícies de vedação podem ser feitas de latão, aço inoxidável (como 13Cr ou 304) ou revestimento de borracha EPDM. A diferença de dureza entre os materiais determina o diferencial de pressão máximo permitido: válvulas com sede-de metal sob condições de classe 150 (PN20) podem atingir taxas de vazamento que atendem à norma A da norma ISO 5208 (vazamento visível zero), enquanto estruturas com sede resiliente mantêm vazamento zero mesmo a 1,5 vezes a pressão nominal.

 

Principais parâmetros técnicos e padrões da indústria
A válvula de portão de abastecimento de águaem conformidade com os padrões internacionais de abastecimento de água normalmente tem as seguintes faixas de parâmetros:

• Diâmetro nominal: DN50 – DN1200 (DN100 a DN600 comum para ramais urbanos de água)
• Classificações de pressão: PN10, PN16, PN25 (correspondente à classe ANSI 125/150)
• Temperatura operacional: -10 graus a 80 graus (assento resiliente-); -29 graus a 425 graus (com sede de metal)
• Coeficiente de fluxo (Cv): Para DN200 totalmente aberto, Cv ≈ 7000, com coeficiente de resistência ζ apenas 0,05–0,1, muito inferior às válvulas borboleta (ζ ≈ 0,3) ou válvulas globo (ζ Maior ou igual a 4,0)
• Torque operacional: Para uma válvula gaveta de haste ascendente DN300 sob PN16, o torque medido é de cerca de 450 N·m; por umválvula de gaveta não ascendente, devido à menor eficiência do par roscado, o torque é normalmente 15%–20% maior

 

Os padrões de fabricação incluem: ISO 5208 (teste de pressão), EN 1074-1 (requisitos para válvulas de abastecimento de água), AWWA C509 (padrão americano para válvulas gaveta de água), BS 5163 (padrão britânico para válvulas gaveta de haste não ascendente). A BS 5163 exige especificamente que umválvula de gaveta não ascendentedeve ter vedação de haste confiável e um design de haste à prova de ruptura, com a conexão da porta da haste fixada por uma ranhura em T-ou ranhura anular para evitar o desengate em qualquer grau de abertura.

 

Tipos de válvula gaveta para abastecimento de água
Com base em cenários de aplicação e diferenças estruturais, otipos de válvula gaveta para abastecimento de águapodem ser categorizados em três tipos:

 

Válvula gaveta resiliente em cunha
A comporta é uma placa sólida-em formato de cunha que forma um ângulo de cunha (normalmente de 5 a 8 graus) com as superfícies de vedação em ambos os lados do corpo da válvula. Quando fechado, é gerada pressão específica de vedação suficiente pela ação de cunha. Adequado para redes de abastecimento de água de média e baixa pressão DN50–DN600. A vantagem é que o desgaste do par de vedação pode ser compensado ajustando a porca da haste; a desvantagem é a alta precisão de usinagem necessária para o ângulo da cunha – uma tolerância superior a ±0,2 mm pode causar emperramento ou vazamento.

 

Válvula de gaveta paralela
Duas portas independentes são pressionadas contra superfícies de vedação paralelas por molas ou mecanismos flutuantes, comumente encontrados em aplicações de alta-pressão ou alta-temperatura. No abastecimento de água, as válvulas de gaveta paralela são frequentemente usadas em saídas de bombas ou onde é necessário um desligamento rápido-frequente, porque seu curso de abertura/fechamento é cerca de 30% mais curto do que o das válvulas de gaveta em cunha.

 

Válvula de gaveta com haste-não ascendente
Como representante doválvula de gaveta não ascendente, é amplamente utilizado em instalações enterradas em redes de abastecimento de água. A haste apenas gira e o portão sobe/desce através de roscas internas. Como não há haste exposta, evita-se a flexão da haste causada pelo esmagamento da tampa do bueiro ou pelo emaranhamento de detritos. Segundo dados doRegulamento de Operação e Manutenção da Rede Urbana de Abastecimento de Água, nas regiões frias do norte, a taxa de falha-induzida por congelamento de válvulas de gaveta com haste não{1}}ascendente é 42% menor do que a das válvulas de gaveta com haste ascendente.

 

Aplicação Prática deVálvula gaveta no abastecimento de água
Ao discutirválvula de gaveta no abastecimento de água, o foco deve estar na funcionalidade de isolamento. Numa rede de abastecimento de água em circuito DN400, são instaladas válvulas de gaveta a cada 500–800 metros para dividir a rede em zonas de manutenção independentes. Quando ocorre um rompimento de tubulação em uma zona, apenas as válvulas gaveta a montante e a jusante precisam ser fechadas para isolar o ponto de falha, enquanto outras áreas continuam o abastecimento normal de água. Este projeto baseia-se nas características de baixo vazamento das válvulas gaveta – de acordo com EN 1074-2, após 200 ciclos completos de abertura e fechamento, o vazamento de uma válvula gaveta de abastecimento de água a 1,1 vezes a pressão nominal não deve exceder 0,1 L/min·mm (perímetro da superfície de vedação).

 

Na seleção prática, oválvula de portão de abastecimento de águatambém deve considerar os efeitos das partículas de areia, cloro residual e biofilmes no meio. As paredes internas dos corpos das válvulas de ferro dúctil são normalmente revestidas com pó epóxi (espessura maior ou igual a 250 μm), passando por um teste de névoa salina neutra de 240 horas (ASTM B117) sem ferrugem vermelha. O material da haste é preferencialmente aço inoxidável 420 ou 431, com dureza de HRC 35–45, capaz de resistir ao desgaste abrasivo causado por repetidos ciclos de abertura/fechamento.

 

Pontos de manutenção e dados de vida
De acordo com um inquérito realizado a 42 empresas europeias de abastecimento de água, publicado emMundo da Válvula(Edição 4, 2022), em condições normais de qualidade da água, o tempo médio entre falhas (MTBF) de válvulas gaveta manuais abaixo de DN200 é de 12 a 15 anos. Entre os modos de falha, o vazamento da vedação da haste é responsável por 58%, o travamento da comporta é responsável por 27% e a perfuração por corrosão do corpo da válvula é responsável por 15%. Adotar um projeto de haste não{10}}ascendente e realizar uma operação de abertura-de curso completo anualmente (para evitar a solidificação de sedimentos) pode estender a vida útil da vedação da haste para mais de 20 anos.

Para enterradoválvula de gaveta não ascendentes, recomenda-se fornecer um orifício de drenagem na parte inferior do poço da válvula para evitar imersão prolongada. Uma tampa contra poeira e um bico de lubrificação regular devem ser instalados no topo da haste, com 0,5 g de graxa à prova d'água injetada a cada seis meses. Quando o torque operacional exceder 1,5 vezes o valor de fábrica, a válvula deverá ser desmontada para verificar se há detritos entre a comporta e o corpo da válvula.

 

Conclusão da seleção
Para selecionar a válvula gaveta de água apropriada, três pontos devem primeiro ser esclarecidos: diâmetro do tubo e classificação de pressão, se o local de instalação permite uma haste exposta e a temperatura e limpeza do meio. Para aplicações-acima do solo que não exigem operação frequente, a válvula gaveta de haste ascendente é mais recomendada devido à sua indicação visual de posição e facilidade de manutenção. Para ramais subterrâneos, de câmara ou{3}}de abastecimento de água limitados, umválvula de gaveta não ascendenteem conformidade com BS 5163 ou AWWA C515 deve ser preferido. Além disso, para atender às necessidades de isolamento da zona de rede, a válvula selecionada deve ter capacidade de-fechamento de vazamento-zero (metal-selado pelo menos ISO 5208 Taxa C, resiliente-selado Taxa A). Compreender as diferenças entretipos de válvula gaveta para abastecimento de águae os dados operacionais reais deválvula de gaveta no abastecimento de águapermite decisões de engenharia confiáveis ​​e econômicas.

 

*Os dados técnicos neste artigo fazem referência ao Manual Técnico de 2023 deMundo da Válvula, padrão AWWA C509-2018 e especificação de teste ISO 5208:2015.*