TÉCNICO(A) DE MANUTENÇÃO JÚNIOR - CALDEIRARIA

Desenho técnico. Sistemas da qualidade. Organização do trabalho e normas técnicas. Tubulações e Acessórios; - Equipamentos Estáticos –

Vasos de Pressão, Fornos, Caldeiras, Tanques, Trocadores de Calor. Soldagem. Metalurgia, metalografia e tratamentos térmicos. Ensaios de materiais. Resistência dos materiais. Metrologia. Tecnologia Mecânica. Materiais de construção mecânica. Ajustagem e controle

geométrico. Segurança do trabalho.

Equipamentos EstáticosSumário1 TUBULAÇÕES ACESSÓRIOS/LIGAÇÕES . 7 1.1 Tubulações . 7 1.2 Classificação dos Tubos . 7 1.3 Uso dos Principais Tipos de Tubos . 7 1.3.1 Tubos de Aço Carbono . 7 1.3.2 Tubos de Aço-Liga e Aço Inoxidável . 7 1.3.3 Tubos de Materiais Metálicos não Ferrosos . 7 1.4 Diâmetros Comerciais . 7 1.5 Espessuras de Paredes dos Tubos . 7 1.6 Acessórios/ligações . 8 1.6.1 Acessórios de Tubulações . 8 1.6.2 Ligações de Tubulações . 9 1.6.3 Isolamento Térmico de Tubulações . 10 2 VÁLVULAS . 11 2.1 Definição . 11 2.1.1 Classificação e Principais Tipos de Válvulas . 11 2.1.2 Válvulas que permitem o fluxo em apenas uma direção . 11 2.1.3 Válvulas que controlam a pressão a montante ou Válvulas de segurança, alívio e contra pressão . 11 2.1.4 Válvulas que controlam a pressão a jusante ou Válvulas redutoras e reguladoras de pressão . 11 2.2 Principais Componentes das Válvulas . 11 2.2.1 Corpo de Válvula . 11 2.2.2 Castelo . 12 2.2.3 Mecanismos Internos e Gavetas . 13 2.2.4 Meios de Operação de Válvulas . 13 2.3 Detalhes Particulares de cada Tipo e Válvulas . 14 2.3.1 Detalhes Particulares de cada Tipo e Válvulas . 14 2.3.1 Válvula de Gaveta . 14 2.3.2 Válvula Macho . 15 2.3.3 Válvula Globo . 16 2.3.4 Válvulas de Controle . 17 2.3.5 Válvula Borboleta . 17 2.3.6 Válvulas de Diafragma . 18 2.3.7 Válvulas de retenção . 18 2.3.8 Válvulas de Segurança e de Alívio . 19 3 PURGADORES . 20 3.1 Introdução . 20 3.1.1 Remoção do Condensado . 20 3.2 Tipos . 20 3.2.1 Purgador de Bóia . 20 3.2.2 Purgador de Panela Invertida . 21 3.2.3 Purgador Termostático de Fole . 21 3.2.4 Purgador Termodinâmico . 21 3.3 Tabela Comparativa para Purgadores . 22 3.4 Outros Dispositivos Separadores . 23 3.5 Filtros para Tubulações . 23 3.5.1 Filtros Provisórios e Permanentes . 24 4 PERMUTADORES DE CALOR . 25 4.1 Introdução . 25 4.2 Descrição Geral . 26 4.2.1 Permutador de Espelhos Fixos . 26 4.2.2 Permutador de tampa flutuante . 28 4.2.3 Permutador de

Tubos em U . 28 4.3 Materiais Usados em Permutadores de Calor . 28 4.4 Escolha do Fluido . 29 4.5 Instrumentação do Permutador de Calor . 29 4.6 Operação . 29 4.6.1 Normas de Operação . 29 4.6.2 Causas de Perda de Eficiência . 30 4.7 Manutenção . 30 4.7.1 Limpeza . 30 4.7.2 Testes de Pressão . 30 4. 8 Componentes dos Trocadores . 31 4.8.1 Componentes . 31 5 TANQUES . 32 5.1 Finalidade . 32 5.2 Classificação quanto à função . 32 5.2.1 Tanques de Armazenamento . 32 5.2.2 Tanques de Resíduo . 32 5.2.3 Tanques de Mistura . 32 5.3 Classificação quanto ao tipo de teto . 32 5.3.1 Tanques de Teto Fixo . 32 5.3.2 Tanques de Teto Flutuante . 32 5.4 Acessórios . 33 5.4.1 Respiração . 33 5.4.2 Válvula de Pressão e Vácuo . 33 5.4.3 Agitador . 33 5.4.4 Sistema de Aquecimento . 33 5.4.5 Isolamento Térmico . 33 5.4.6 Sistema de Medição . 33 5.5 Diques . 33 6 TORRES . 34 6.1 Finalidades . 34 6.2 Tipos . 34 6.2.1 Torre de Bandejas . 34 6.2.2 Bandejas com Borbulhadores . 35 6.2.3 Bandejas Valvuladas . 35 6.2.4 Bandejas Perfuradas . 35 6.2.5 Bandejas Gradeadas . 36 6.2.6 Panelas . 36 6.3 Torres Recheadas . 36 6.3.1 Recheios . 37 6.3.2 Suporte de Recheio . 37 7 FORNOS . 38 7.1 Utilização (dos fornos nas plantas de processo de petróleo) . 38 7.2 Características gerais dos fornos . 38 7.3 Classificação geral dos fornos . 38 7.3.1 Quanto à utilização . 38 7.4 Fornos Reatores . 39 7.4.1 Reformadores para unidades de hidrogênio e amônia . 39 7.4.2 Fornos de pirólise . 39 7.4.3 Quanto ao aspecto construtivo . 39 7.4.4 Cilindro vertical em seção de convecção . 39 7.4.5 Cilíndrico vertical com seção de convecção horizontal . 40 7.4.6 Tipo de cabine com tubos horizontais . 40 7.4.7 Tipo Caixa com câmara de Combustão Independente . 40 7.4.8 Tipo Caixa com Queimadores nas Paredes . 41 7.4.9 Tipo Cabine com Altar . 41 7.5 Estrutura e carcaça metálica . 41 7.6 Refratários . 41 7.7 Tubos . 42 7.7.1 Tubos de radiação . 42 7.7.2 Tubos de Convecção . 42 7.8 Curvas e cabeçote de retorno . 42 7.9 Suportes dos tubos . 42 7.10 Queimadores . 42 7.11

Chaminé e abafadores . 43 7.12 Sopradores de fuligem / ramonadores . 43 8 CALDEIRAS . 44 8.1 Considerações gerais . 44 8.2 Classificação das caldeiras . 44 8.2.1 Caldeiras Flamotubulares . 44 8.2.2 Caldeiras Aquotubulares . 45 8.2.3 Classificação quanto à tiragem . 45 8.2.4 Classificação quanto à circulação . 45 8.3 Elementos principais de uma caldeira . 45 8.3.1 Tubulão de vapor . 45 8.3.2 Tubulão de água . 46 8.3.3 Feixe convectivo . 46 8.4 Paredes de água . 46 8.5 Superaquecedores . 46 8.5.1 Generalidades . 46 8.5.2 Tipos . 46 8.5.3 Fatores de influência operacional . 47 8.6 Pré-aquecedores . 47 8.6.1 Generalidades . 47 8.6.2 Classificação . 47 8.6.3 Corrosão . 47 8.7 Economizadores . 47 8.8 Queimador . 48 8.8.1 Queimador . 48 8.8.2 Distribuidor de ar . 48 8.8.3 Queimador de óleo combustível . 48 8.9 Ramonador (ou soprador de fuligem) . 48 8.10 Internos do Tubulão . 49 8.10.1 Separadores de vapor . 49 8.10.2 Ciclones . 49 8.11 Válvulas . 49 8.11.1 Válvulas de Bloqueio . 49 8.11.2 Válvula de Retenção . 49 8.11.3 Válvulas de Controle . 49 8.11.4 Válvulas de Segurança . 49 8.11.5 Válvulas de purga de superfície . 49 8.11.6 Válvulas de purga de fundo . 50 8.11.7 Válvulas de vent . 50 8.12 Termos usuais em trabalhos de caldeiras . 506Equipamentos EstáticosTubulações Acessórios/Ligações1.1 TubulaçõesTubulações são condutos fechados destinados ao transporte de fluidos. As tubulações são constituídas de tubos de tamanhos padronizados, colocados em série. Usam-se tubulações para o transporte de todos os fluidos, materiais pastosos, líquidos e gasosos. Na prática, são chamados de tubos, somente os condutos rígidos. Os condutos flexíveis recebem a denominação de tubos flexíveis, mangueiras ou mangotes.11.3.2 Tubos de Aço-Liga e Aço Inoxidável

São usados para serviços especiais tais como fluidos corrosivos, fluidos à altas temperaturas, etc. Os elementos de liga mais usados são: Cr e Mo, para altas temperaturas e Ni para baixas temperaturas.1.3.3 Tubos de Materiais Metálicos não FerrososSão usados geralmente para fins específicos, que envolvem pequenos diâmetros (ar de instrumento, tubos de permutador, entre outros).1.2 Classificação dos TubosOs tubos podem ser classificados em metálicos ou não metálicos. a) Tubos Metálicos Ferrosos: Aço Carbono; Aço Liga (à base de Cr, Mo Ni, Si); Aço inoxidável; Ferro Fundido; Ferro Forjado. b) Tubos Metálicos não Ferrosos: Cobre e ligas de cobre (latão, bronze); Alumínio; Chumbo; Níquel; Outros metais; etc. c) Tubos Não Metálicos: Cimento-amianto; PVC; Borracha; Concreto; Vidro; Plástico; etc.1.4 Diâmetros ComerciaisOs tubos são identificados por um número chamado diâmetro nominal (DN). A unidade é a polegada (símbolo: "). Uma polegada equivale a 2,54 cm. De DN 1/8" até 12", esse valor não corresponde a nenhuma dimensão física dos tubos; e de DN 14" a 36" o diâmetro nominal coincide com o diâmetro externo (D. Ext.) dos tubos. Assim, o valor fixo dos tubos de 1/8" a 12" é o diâmetro externo, sempre maior que o diâmetro nominal. Exemplo: DN 4" DN 8"D. Ext. = 4,5" D. Ext. = 8,6"Acima de 30", os tubos são padronizados, fabricados com costura, sob encomenda.1.5 Espessuras de Paredes dos TubosPara cada um dos diâmetros nominais, fabricam-se tubos com diversas espessuras de parede. Esta espessura é padronizada e recebe o nome de Schedule (Sch). Quanto mais alto o Sch, maior será a espessura da parede do tubo. 7 Exemplo:DN 8" DN 8"D. Ext. = 8,6" Sch 40 = 0,32" D. Ext. = 8,6" Sch 80 = 0,5"

1.3 Uso dos Principais Tipos de Tubos1.3.1 Tubos de Aço CarbonoRepresentam a maior parte das tubulações utilizadas na refinaria. São usados para transferir hidrocarbonetos, vapor, água, gases, etc. Suas limitações são, no que diz respeito, a produtos químicos corrosivos e ao fator temperatura.Equipamentos EstáticosConclusão do exemplo: como o D. Ext. é fixo (8,6") para um mesmo DN (8"), então ao aumentarmos o n. de schedule a espessura de pareº de aumenta e conseqüentemente o diâmetro interno diminui. (.1).Sch. D. Ext. D. Int.Curva 90Curva 90 com péCurva 45.2 Acessórios flangelados..1 Espessura de parede de tubos.Existem tubos para outras finalidades que não simplesmente o transporte de fluidos. São os tubos usados em permutadores, fornos, caldeiras, etc, que servem também para aumentar a área de troca de calor. Exigem, na maioria dos casos especificações especiais. Para esses tubos, o diâmetro externo corresponde ao diâmetro nominal (DN), e a espessura de parede que varia grandemente, é designada pela própria medida de espessura em mm, décimo de polegada, entre outras unidades. Exemplo: Tubo DN 3/4" Tubo DN 2"Curva 90 Raio LongoCurva 45.3 Acessórios para solda do topo.Cruzeta .4 Acessórios flangelados.TêD. Ext. = 3,4" D. Ext. = 2"Sela Tê1.6 Acessórios/ligações1.6.1 Acessórios de Tubulações

Os acessórios de tubulações são os meios utilizados para conectar tubos, válvulas, outros acessórios e equipamentos. Além de ligar, os acessórios servem também para mudar a direção, variar o diâmetro da tubulação, fazer derivações, interromper ligações, etc. Os acessórios podem ser soldados, rosqueados ou flangelados. Classificam-se conforme sua função nas tubulações: a) Para mudar a direção em tubos, usa-se: (.2 e 1.3) Curvas de raio longo: 45º, 90º; Curvas de raio curto: 45º, 90º; Joelhos de 45º e 90º. b) Para derivação em tubos: (.4 e 1.5) T normal; Selas; Cruzetas. c) Para variar o diâmetro em tubos: (.6 e 1.7) Redução concêntrica; Redução excêntrica. 8 d) Para ligações de tubos entre si: (.8 e 1.9) Luvas; Uniões; Flanges..5 Acessórios para solda do topo.Redução .6 Acessório flangelado.Redução ConcêntricaRedução Excêntrica.7 Acessórios para solda do topo.Solda Luva soldadaLuva rosqueada Tubo.8 Ligações rosqueadas e ligações soldadas.Equipamentos Estáticos Tubo Tubo União soldada Porca União rosqueada Porca Soldaf) Para isolar trechos de tubulações e equipamentos; Raquetes; (.13) Figuras-Oito. (.14)FlangesTuboPorca Parafuso TuboSolda Junta .13Raqueta Lado cheio Lado vazado.9 Ligações rosqueadas e união flangelada.e) Para fechar a extremidade de um tubo: CAP; (.10.) Bujões; (.11.) Flanges cegos. (.12.).141.6.2 Ligações de Tubulações

a) Ligações Rosqueadas (.4) É um dos métodos mais antigos para ligação de tubulações, pois é de baixo custo e fácil execução. Sua utilização é limitada a tubos de pequenos diâmetros (até 4") e para ligações de baixa pressão. b) Ligações Soldadas (.5) É o sistema mais usado para a ligação de tubos, acima de 2", para aços de qualquer tipo e metais não ferrosos soldáveis. Para a execução das soldas existem normas que regulamentam o tipo de eletrodo, o tipo de inspeção, o tratamento térmico, etc..11 Bujão (cabeça quadrada)Cap .10 Acessório para solda do topo.Flange cego TuboJunta de vedaçãoc) Ligações Flangeadas (.6) As ligações flangeadas compreendem, normalmente, dois (02) flanges, jogo de parafusos, porcas e uma junta. São ligações facilmente desmontáveis, empregadas em uma série de situações, tais como: acoplar tubulação a uma válvula; acoplar tubulações aos equipamentos; permitir montagens e desmontagens fáceis. Existem diversos tipos de flanges. Os mais 9 usuais são: de pescoço, integral, sobreposto, rosqueado, de encaixe, cego, etc. Quanto à face, pode-se ter: face lisa, com ressalto, macho e fêmea, etc.Parafuso .12 Flange cego.PorcaEquipamentos EstáticosOs flanges, confeccionados de material forjado, podem ser classificados segundo a pressão nominal de projeto. As classes de pressões para flanges são: 125, 150, 300, 400, 600, 900, 1.500 e 2.500 lbs/pol2. Os flanges mais usados em refinaria correspondem às classes de 150 e 300 lbs/pol2. As dimensões dos flanges (espessura, n. º de parafusos, diâmetro externo) variam com as classes de pressão. Em todas as ligações com flanges, existe sempre uma junta que é o elemento de vedação. O material da junta deverá ser deformável e elástico, para compensar as

irregularidades das faces dos flanges, estratégia que confere vedação perfeita. Deverá também ser especificado, visando suportar as variações de temperatura e pressão. Existem diversos tipos de juntas. As mais comuns na refinaria são: Espirotálicas: Juntas planas com espiral metálico recheado de amianto. São usadas para fluidos à altas temperaturas, situação em que um vazamento torna-se extremamente perigoso. Nitripak: Juntas planas, fabricadas com papelão recheado de tela metálica. Usadas para fluidos à alta pressão e a baixas temperaturas. Papelão grafitado: Juntas planas fabricadas com papelão e grafite. Usadas para fluídos à baixa pressão e baixa temperatura.Anotações1.6.3 Isolamento Térmico de TubulaçõesOs isolamentos térmicos, com freqüência, têm por finalidade, reduzir as trocas de calor do tubo para o meio ambiente, ou vice-versa. São constituídos, geralmente, de material à base de cálcio ou lã de rocha. Os isolamentos térmicos podem ser utilizados por duas razões, com finalidades específicas diferentes: a) Motivo Econômico As perdas de calor de um fluido para o exterior, representam um desperdício da energia empregada no aquecimento. A utilização de isolamento térmico resulta, portanto, em economia de energia. b) Proteção Pessoal O isolamento térmico pode também ser necessário para evitar queimaduras caso o operador encoste-se na tubulação, ou ainda, em algumas situações, para evitar o desconforto da excessiva irradiação de calor.10Equipamentos EstáticosVálvulas2.1 DefiniçãoVálvulas são dispositivos usados para estabelecer, controlar e interromper a passagem de fluidos em tubulações. Dentro deste conceito global, as válvulas podem ter, no entanto, funções e características

específicas que permitem uma classificação segundo seu emprego.22.1.4 Válvulas que controlam a pressão a jusanteSão também conhecidas como válvulas redutoras e reguladoras de pressão2.2 Principais Componentes das Válvulas2.2.1 Corpo de VálvulaO corpo ou carcaça é a parte da válvula que se conecta à tubulação e contém o orifício de passagem do fluido. As válvulas são peças sujeitas à manutenção e, por isso, devem ser, em princípio, facilmente desmontáveis. Tanto as válvulas rosqueadas, como as flangeadas obedecem a este conceito. No entanto, com o desenvolvimento dos processos de solda, passaram também a ser empregadas válvulas com extremidades para solda de soquete e para solda de topo. A desmontagem dessas válvulas é bem mais difícil, mas em compensação, não há riscos de vazamentos na tubulação. São os seguintes os principais casos de emprego de cada tipo de extremidade em válvulas: a) Extremidades flangeadas Sistema usado em quase todas as válvulas, de qualquer material, empregado em tubulações industriais de mais de 2". (.1)Volante Pino graxeiro Haste2.1.1 Classificação e Principais Tipos de Válvulas Válvulas que controlam o fluxo em qualquer direçãoa) Válvulas de Bloqueio São aquelas que se destinam, primordialmente, a estabelecer ou interromper o fluxo, ou seja, devem só funcionar completamente abertas ou completamente fechadas. Tipos mais usados: válvula gaveta; válvula macho; válvula esfera. b) Válvulas de Regulagem de Fluxo Destinam-se para o controle de fluxo e podem, devido a isto, trabalhar em qualquer posição. Tipos mais usados: válvula globo; válvula agulha; válvula de controle; válvula borboleta; válvula de diafragma.2.1.2 Válvulas que permitem o fluxo em apenas uma direção

a) válvula de retenção de portinhola; b) válvula de retenção tipo plug; c) válvula de retenção de esfera; d) válvula de pé.Sobreposta Gaxetas Castelo Flangeado Corpo Flange Gaveta112.1.3 Válvulas que controlam a pressão a montanteSão também conhecidas como válvulas de segurança, alívio e contra pressãoSede .1 Válvula gaveta.Equipamentos Estáticosb) Extremidades para solda de soquete Sistema usado, principalmente, em válvulas de aço, de menos de 2", em que a solda de topo é ineficiente. c) Extremidades rosqueadas Sistema usado em válvulas menores de 4" em tubulações que não conduzem fluidos corrosivos ou venenosos. d) Extremidades para solda de topo Sistema usado em válvulas de aço, de mais de 2", em serviços com pressões muito altas ou com fluidos em que se exija eliminação absoluta do risco de vazamento.b) Castelo preso ao corpo por uma porca solta de união Usado para válvulas pequenas, de alta pressão. Permite uma vedação bem melhor que o castelo rosqueado. Esta válvula deve ser de boa qualidade (Figuras 2.2 e 2.3).Volante Haste c/ rosca externa SobrepostaCastelo aparafusado Tampão Sede2.2.2 CasteloO castelo é a parte da válvula que suporta e contém as peças móveis de controle de fluxo. O castelo é fixado ao corpo de maneira a permitir rápida desmontagem e fácil acesso ao interior da válvula. São três os meios usuais de ligação do castelo ao corpo: a) Castelo e corpo rosqueados É o sistema mais barato, usado apenas em pequenas válvulas de baixa pressão (.2).Volante Sentido de fluxo.3 Válvula globo.

c) Castelo aparafusado Sistema usado para válvulas grandes sob qualquer pressão, por ser mais robusto e permitir melhor vedação (Figuras 2.4 e 2.5).VolantePorca de aperto Sobreposta Gaxetas Sobrecastelo Haste com roca externa Sobreposta Castelo Rosqueado Haste c/ rosca interna Castelo aparafusado Corpo Gaveta Extremos rosqueados Gaveta Sedes Junta Corpo Gaxetas12Flanges.2 Válvula gaveta castelo rosqueado..4 Válvula gaveta castelo aparafusado.Equipamentos Estáticos Alavanca de operaçãoc) Operação automática: pelo próprio fluido; por meio de molas ou contrapesos. Para operação manual, empregam-se volantes e alavancas em válvulas de até 12". Para válvulas maiores, usam-se os sistemas de engrenagem e parafuso sem fim, com o objetivo de suavizar a operação.Volante Engrenagens de reduçãoGuia da alavanca Haste deslizante Gaxeta Castelo aparafusadoGaveta Flange .5 Válvula de fecho rápido. Castelo2.2.3 Mecanismos Internos e GavetasO mecanismo móvel interno da válvula (haste e peças de fechamento) e a sede chamase trim da válvula. São as peças mais importantes da válvula, geralmente, feitas de materiais de melhor qualidade do que os da carcaça, porque estão sujeitas a grandes esforços e à forte corrosão. Devem ter também uma usinagem cuidadosa para que a válvula tenha fechamento estanque. Na maioria das válvulas, a haste atravessa o castelo, indo para fora do corpo. Para evitar vazamento pela haste, existem gaxetas convencionais com porca de aperto, ou, mais raramente, sistemas especiais de vedação como retentores, foles, entre outros. Quando a haste é rosqueada (como acontece na maioria das válvulas), a rosca deve, de preferência,

estar por fora da gaveta, por ser um sistema de construção mais barato.Flange .6 Válvula gaveta com redução de engrenagens.Para a operação manual de válvulas situadas fora do alcance do operador, utilizam-se volantes ou alavancas com correntes, ou ainda hastes de extensão (.7).a) Válvula acima do operadorVolante para corrente Volante2.2.4 Meios de Operação de VálvulasHá uma variedade muito grande de sistemas usados para a operação de válvulas: a) Operação manual, por meio de: volante; alavancas; engrenagens; (.6) parafusos sem fim; etc. b) Operação motorizada: hidráulica; pneumática; elétrica.Piso de operaçãoHaste de extensãob) Válvula abaixo do operador13.7 Válvulas com volante com corrente e com haste de extensão.Equipamentos EstáticosA operação motorizada é empregada apenas nos seguintes casos: Em válvulas comandadas à distância; Em válvulas situadas em posições inacessíveis; Em válvulas muito grandes, cuja operação manual seja difícil. Nos sistemas de operação motorizada, hidráulica ou pneumática, a haste da válvula é comandada por um êmbolo ou um diafragma, sujeito à pressão de um líquido ou ar comprimido. O comando hidráulico, mais raro na prática do que o comando pneumático, é usado quase somente, para válvulas muito grandes.Conexões para o líquido acionador2.3 Detalhes Particulares de cada Tipo e Válvulas2.3.1 Válvula de GavetaÉ o tipo de válvula mais importante e de uso mais generalizado. São utilizadas principalmente nos serviços de bloqueio nas linhas de água, óleos e líquidos em geral

(desde que não sejam muito corrosivos ou voláteis), para quaisquer diâmetros, e também para o bloqueio de vapor e ar em linhas de diâmetro acima de 8". Em todos estes serviços, as válvulas de gaveta são usadas para qualquer pressão ou temperatura (.1). O fechamento dessas válvulas é feito pelo movimento de uma peça chamada gaveta, que se desloca paralelamente ao orifício da válvula e perpendicularmente ao sentido de escoamento do líquido. Quando completamente abertas, a perda de carga causada por este tipo de válvula é desprezível. Apenas devem trabalhar completamente abertas ou completamente fechadas, isto é, são válvulas de bloqueio e não de regulagem. Quando parcialmente abertas, causam laminagem da veia fluida, acompanhada de cavitação e violenta erosão. Observa-se que as válvulas gaveta são 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 gavetas, porque, desta maneira, pode-se controlar o efeito dos golpes de ariete. As válvulas gaveta dificilmente dão um fechamento absolutamente estanque. Por outro lado, na maioria das aplicações práticas, tal fechamento não é necessário. A gaveta das válvulas pode ser em cunha ou paralela. As gavetas de cunha são de maior qualidade e dão, devido a ação da cunha, um fechamento mais seguro do que as gavetas paralelas, embora sejam de construção e manutenção mais difícil. Emprega-se, nas válvulas gaveta, três sistemas diferentes de movimentação da haste:Cilindro HidráulicoGaxetas Haste deslizanteGaveta .8 Válvula comandada por cilindro hidráulico.A operação motorizada pneumática é o sistema mais usado nas válvulas comandadas por instrumentos automáticos. É preciso não confundir válvulas comandadas por instrumentos automáticos com válvulas de operação automática. Existem dois sistemas de operação motorizada

elétrica de uso corrente: Motor elétrico, acionando o volante da válvula por meio de engrenagens de redução. Este sistema é usado apenas em válvulas de grande tamanho para tornar a operação mais fácil e mais rápida.14Solenóide, cujo campo magnético movimenta, diretamente por atração, a haste da válvula. Este sistema pode ser empregado apenas para pequenas válvulas, freqüentemente por relés elétricos ou instrumentos automáticos.Haste ascendente com rosca externaÉ o sistema usado nas válvulas grandes e de boa qualidade. A haste tem apenas movimento de translação e o volante, preso ao castelo por uma porca fixa, apenas movimento de rotação. A rosca da haste é externa à válvulaEquipamentos Estáticosestando, assim, livre, do contato com o fluido. A extensão da haste acima do volante dá uma indicação visual imediata da posição de abertura ou de fechamento da válvula, sendo esta a principal vantagem do sistema (.4).Variantes das válvulas gavetasUma variante da válvula gaveta é a válvula de fecho rápido. Nessas válvulas, a gaveta é manobrada por uma alavanca externa fechando-se com um movimento único da alavanca (.5).Haste ascendente com rosca internaÉ a disposição mais usual em válvulas pequenas e também em válvulas grandes de qualidade inferior. A haste, dentro da válvula, juntamente com o volante, tem movimentos de translação e rotação. Não há indicação visual da posição de abertura ou fechamento (.2).2.3.2 Válvula MachoAplica-se, principalmente, nos serviços de bloqueio de gases para qualquer diâmetro, temperatura ou pressão e também no bloqueio rápido de água, vapor e líquidos em geral para pequenos diâmetros e baixas pressões (.9).

Engraxadeira Alavanca de manobraHaste não ascendenteA haste, juntamente com o volante tem apenas movimento de rotação. Somente a gaveta da válvula que se atarraxa na extremidade da haste, tem movimento de translação. É um sistema barato, de construção fácil, usado em válvulas pequenas de qualidade inferior. Alguns problemas são característicos durante a operação de válvulas gavetas: Em caso de alta pressão, é difícil a operação de uma válvula gaveta. Há casos em que se torna necessário o uso de chaves apropriadas aplicadas ao volante, há outros em que a válvula possui um desvio: na abertura ou fechamento da válvula utiliza-se o desvio para evitar alto diferencial de pressão na operação. As gaxetas requerem atenção, uma vez que podem apresentar um pequeno vazamento com o uso. É importante que sejam reapertadas ou trocadas em épocas apropriadas. Ao se abrir ou fechar completamente a válvula, ela pode se trancar. Existe uma pequena folga que permite inverter ligeiramente o sentido de rotação do volante sem que se altere a posição da gaveta. Quando a válvula não está vedando completamente não é boa norma forçar seu fechamento: as causas podem ser depósitos na sede, defeito na sede, etc. A operação indevida pode agravar o problema. Na maioria das vezes, ocorre a quebra da bucha. Tanto a má lubrificação como o aperto demasiado das gaxetas podem acarretar dificuldades na operação da válvula.Sobreposta Gaxetas Sedes Macho Orifício de passagemRasgos de LubrificaçãoVálvula machoPosição abertaPosição fechadaCortes em projeção horizontal .9 Válvula macho.Nessas válvulas, o fechamento é feito pela rotação de uma peça (macho) existente no interior do corpo da mesma. São válvulas de fecho rápido, porque bloqueiam com 1/4 de volta do macho ou da haste. As válvulas macho são,

fundamentalmente, válvulas de bloqueio. Quando totalmente abertas, a perda de carga é mínima e, quando parcialmente fechadas, a turbulência impede uma vazão regularizada. Existem dois tipos gerais de válvulas macho: com e sem lubrificação. Nas válvulas com lubrificação, há um sistema de injeção de lubrificantes sob pressão, 15 através do macho, para melhorar a vedação e evitar que o mesmo fique preso. Essas válvulas são empregadas geralmente em serviços com gases.Equipamentos EstáticosAs válvulas sem lubrificação, de boa qualidade, usadas para gases, têm sedes removíveis, feitas de material resiliente (teflon, neoprene, etc.), dando ótima vedação estanque.Variantes da válvula MachoUma das variantes da válvula macho corresponde às válvulas de esfera. Neste caso, o macho é uma esfera que gira sobre um diâmetro, deslizando entre anéis retentores. As vantagens das válvulas de esfera sobre a de gaveta são o menor tamanho, peso e custo, melhor vedação e menor facilidade de operação (.10).Haste Orifício de passagem Alavanca de manobrabem melhor que as válvulas de gaveta, de forma que é possível conseguir, principalmente em válvulas pequenas, um fechamento absolutamente estanque (.3). As válvulas globo devem ser instaladas de modo que o fluido entre sempre pela face inferior do tampão. Essa disposição tem a vantagem de poupar as gavetas, porque a pressão não fica agindo permanentemente sobre elas e também de permitir, em muitos casos, o reengaxetamento com a válvula em serviço.Variantes de válvula globoVálvulas AngularesEngaxetamentoEssas válvulas têm os bocais de entrada e saída a 90 . Permite perdas de cargas menores que a válvula globo comum. Devido à posição do orifício de passagem (.12).

Porca de aperto Gaxetas Haste com roscaMacho (esfera oca)Anéis retentores .10 Válvula de esfera.TampãoOutra variante das válvulas macho são as válvulas de 3 ou 4 vias, onde o macho nesss válvulas é furado em T em L ou em cruz, dispondo a válvula de 3 ou 4 bocais para ligação às tubulações (.11)MachoTrajetória do fluído .12 Válvula Angular.Válvula AgulhaO tampão nestas válvulas é substituído por uma peça cônica agulha, que permite um controle mais delicado da vazão. É usado em linha até 2 (.13).Posição aberta Corte em projeção horizontal .11 Válvula de 3 vias.2.3.3 Válvula GloboEm válvulas globo, o fechamento é feito por meio de um tampão que se move contra o orifício da válvula, que, geralmente, está em posição paralela ao sentido do fluxo. As vál16 vulas globo podem trabalhar em qualquer posição e fechamento, isto é, são válvulas de regulagem. Causam, entretanto, em qualquer posição de fechamento, fortes perdas de cargas. As válvulas globo dão um fechamentoCastelo de união Porca AgulhaTrajetória do fluido .13 Válvula Agulha.SedeEquipamentos EstáticosVálvula sem sedeÉ uma variante das válvulas angulares em que o tampão consiste de um êmbolo que desliza do corpo da válvula. Estas válvulas são empregadas para a descarga de caldeiras (.14).Mola regulável (para abrir a válvula) Admissão de ar comprimido (para fechar a válvula) Diafragma flexívelÊmbolo Haste SobrepostoIndicador de posição de abertura

GaxetasRetentores Sedes .14 Válvula sem sede. Tampões duplos balanceadosVálvulas em YEssas válvulas apresentam a haste a 45 com o corpo, de maneira tal que a trajetória da corrente fluida fica quase retilínea. Em conseqüência disso as perdas de carga ficam reduzidas um valor mínimo. Essas válvulas são usadas para bloqueio e regulagem de vapor (.15)..16 Válvula de Controle.2.3.5 Válvula BorboletaUsada para tubulações de grande diâmetro (mais de 20' ), sujeitas a baixas pressões, sem a exigência de vedação perfeita. O fechamento da válvula é feio por meio de uma peça circular que pivota em torno de um eixo perpendicular ao sentido de escoamento do fluido (.17).VolanteTampãoEixo Trajetória do fluidoSede .15 Válvula em Y . Corpo2.3.4 Válvulas de ControleEssas válvulas são usadas em combinação com instrumentos automáticos, que as comandam à distância, para controlar a vazão ou a pressão de um fluido. A válvula em si é quase semelhante a uma válvula globo sendo operada, na maioria das vezes, por meio de um diafragma sujeito à pressão de ar comprimido. Há um instrumento automático que comada a pressão de ar, que por sua vez faz variar a posição de abertura da válvula. A operação nas válvulas de controle é feita, geralmente, pelo diafragma em um sentido (para abrir ou fechar) e por uma mola regulável no outro sentido (.16).Disco.17 (a) Válvula Borboleta. AlavancaFe ch ad o o ert AbFlanges da tubulação17

Corpo da válvula Disco de (entre os flanges) fechamento .17 (b) Válvula Borboleta.Equipamentos Estáticos2.3.6 Válvulas de DiafragmaMuito usadas para fluidos perigosos, corrosivos, tóxicos, inflamáveis, etc, as válvulas de diafragma não apresentam gaxetas. Seu fechamento é feito por meio de um diafragma flexível apertado contra a sede. O mecanismo móvel que controla o diafragma fica completamente fora do contato com o fluido (.18).Volante HasteFlange de entradaTampaEixo Flange de saídaSedeTampão.19 Válvula de retenção de portinhola.CasteloTampãoAlgumas válvulas desse tipo têm uma alavanca externa, com a qual a portinhola pode ser aberta ou fechada, à vontade, quando necessário.Válvulas de retenção tipo plugO fechamento da válvula é feito por meio de um tampão, semelhante ao das válvulas globo, cuja haste desliza em uma guia interna. Essas válvulas causam perdas de carga muito grandes e por isso são pouco usadas em linhas de diâmetro acima de 6' . São adequadas ao trabalho com gases e vapores (Figuras 2.20).Tampa Diafragma flexível (aberto) .18 Válvula de Diafragma. Guia Pino SedePosição fechada Sede2.3.7 Válvulas de retençãoEstas permitem a passagem de fluido apenas em sentido, fechamento automaticamente, por diferença de pressões exercidas pelo próprio fluido, se houver tendência à inversão no sentido de escoamento. São, por isso, válvulas

de operação automática. Um caso típico do uso de válvulas de retenção é na linha de recalque de bombas em paralelo, para evitar o retorno do fluido através das bombas paradas. Outro caso é do uso dessas válvulas na linha de carregamento de um tanque para evitar um possível esvaziamento. Existem três tipos principais de válvula de retenção:EntradaSaídaTampão .20 Válvula de retenção tipo plug.Válvula de retenção de esferaSão semelhantes às válvulas de retenção tipo plug, sendo porém, o tampão substituído por uma esfera. É o tipo de válvula de retenção cujo fechamento é mais rápido. Essas válvulas, muito boas para fluidos de alta viscosidade, são fabricadas e usadas apenas para diâmetro de até 2 (.21).Válvula de retenção de portinholaÉ o tipo mais comum de válvula de retenção. Seu fechamento é feito por uma portinhola articulada, que se assenta no orifício da vál18 vula. As válvulas de portinhola não devem ser usadas em tubulações sujeitas a freqüentes inversões de fluxo, porque, nesse caso, têm tendência a vibrar fortemente (.19.).EntradaSaídaEsfera .21 Válvula de retenção de esfera.Equipamentos EstáticosVariantes das válvulas de retençãoVálvulas de péSão válvulas de retenção especiais para manter a escorva nas linhas de sucção de bombas. São semelhantes às válvulas de retenção tipo plug (.22).Bocal de saídaA construção dessas válvulas é semelhante à das válvulas globo angulares. O tampão é mantido fechado contra a sede pela ação de uma mola, com parafuso de regulagem, ou de um contrapeso externo de posição ajustável. Regula-

se tensão ou posição do contrapeso, de maneira a se ter a desejada pressão de abertura da válvula (.24).Pino GuiaPorca de regulagem MolaTampãoBocal de saídaTampão Sede Grade de entrada Bocal de entrada .24 Válvula de segurança..22 Válvula de pé.Válvulas de retenção e fechamentoSão semelhantes às válvulas globo, com tampão capaz de deslizar sobre a haste. Na posição aberta, funcionam como válvulas de retenção de levantamento e, na posição fechada, como válvulas de bloqueio. São usadas nas linhas de saída de caldeiras (Figuras 2.23).Haste rosqueada Haste do tampão Tampão SaídaGuia Entrada.23 Válvula de retenção e fechamento.As válvulas de mola são as mais comuns. A mola pode ser interna, dentro do castelo da válvula, ou externa, preferindo-se esta última disposição para serviços com fluidos corrosivos, muito viscosos, ou gases liqüefeitos que possam congelar, prendendo a mola. Essas válvulas são chamadas de segurança , quando destinadas a trabalhar com fluidos elásticos (vapor, ar, gases), e de alívio, quando destinadas trabalhar com líquidos, que são fluidos incompressíveis. A construção das válvulas de segurança e de alívio é basicamente a mesma, a principal diferença reside no perfil das sedes e do tampão. Nas válvulas de segurança, o desenho desses perfis é feito de tal forma que a abertura total da válvula ocorra imediatamente após a pressão de ajuste , e o fechamento repentinamente abaixo da pressão de ajuste . Nas válvulas de alívio, a abertura é gradual, atingindo o máximo com 110% a 125% da pressão de ajuste . As válvulas de segurança costumam ter uma alavanca externa com a qual é possível fazer-se manualmente o disparo da válvula para teste.

2.3.8 Válvulas de Segurança e de AlívioControlam a pressão à montante, abrindose automaticamente, quando essa pressão ultrapassa um determinado valor para o qual a válvula foi ajustada (pressão de ajuste).19Equipamentos EstáticosPurgadores3.1 IntroduçãoPurgadores são equipamentos utilizados para eliminar condensados das tubulações que transportam vapor ou ar comprimido. Os bons purgadores além de remover condensado, removem também o ar e outros gases incondensáveis que possam existir. O aparecimento de condensado em tubulações de vapor pode se dar devido à perda de calor para o meio ambiente, arraste de gotículas, colocação em operação de determinado trecho de tubulação fria ou trechos de tubulações bloqueadas. O aparecimento de condensado em tubulações de ar comprimido ocorre em conseqüência da condensação da umidade do ar ou do arraste do óleo de lubrificação dos compressores.3a) Purgadores de bóia; b) Purgadores de panela invertida. Purgadores Termostáticos Agem por diferença de temperatura. a) Purgadores de expansão metálica; b) Purgadores de expansão líquida; c) Purgadores de expansão balanceada (fole). Purgadores Especiais: a) Purgadores termodinâmicos; b) Purgadores de impulso.3.2.1 Purgador de BóiaConsiste em uma caixa com uma entrada de vapor e uma saída de condensado. A saída do condensado é fechada por uma válvula comandada por bóia; quando há condensado, a bóia flutua e abre a saída do condensado, que é expulso pela própria pressão do vapor. É necessário que a força de flutuação da bóia seja suficiente, através das alavancas, para vencer a pressão do vapor, que tende

a fechar a válvula. Esse purgador tem descarga contínua e não permite a saída de ar e de outros gases. É empregado para baixas pressões de vapor (até 35 Kgf/cm2), quando se deseja descarga rápida e contínua e quando não há necessidade de eliminação de ar (.1).Válvula termostática Entrada (vapor + condensado)3.1.1 Remoção do CondensadoRemove-se o condensado existente nas linhas de vapor pelas seguintes razões: Conservar a energia do vapor, pois o condensado