A válvula de esfera (válvula esférica) é um dispositivo de controle de fluxo que utiliza uma esfera perfurada para abrir ou bloquear a passagem de líquidos ou gases com um giro de 90°. É indicada para aplicações que exigem vedação total, operação rápida e alta confiabilidade em ambientes industriais.
Nas aplicações industriais, as válvulas de controle são essenciais, pois fazem todo o controle de passagem de fluidos líquidos ou gasosos em tubulações, suportando pressão e lidando, muitas vezes, diretamente com componentes químicos.
A válvula de esfera, com seus diversos tipos, atua nesse controle e tem funcionamento considerado seguro e eficiente.
Confira mais detalhes sobre a válvula de esfera, as características dos principais tipos, entenda seu funcionamento e saiba quando o uso é mais indicado na indústria!
O que é uma válvula de esfera?
A válvula de esfera é um tipo de válvula de controle. Ela é formada por um corpo que possui formato geralmente tubular e uma esfera furada de passagem plena ou reduzida que atua como obturador, fazendo o controle do fluxo de gases ou dos fluidos utilizados na operação.
Além disso, as extremidades ligadas ao corpo da válvula esfera possuem várias possibilidades de conexão à tubulação, como flanges, encaixe para solda, roscas ou mesmo niples extensores para solda.
Essa esfera, que pode ser oca ou maciça a depender do tamanho e classe de pressão, é pivotante e possui um furo, por onde passam os fluidos ou gases.
Como funciona uma válvula de esfera?
O furo presente na esfera é chamado de passagem, a qual, alinhada com a posição da tubulação interligada à válvula, significa que o mecanismo está acionado na posição aberta, dando vazão aos gases ou fluidos. Esta passagem pode ser plena (quando o diâmetro do furo é igual ao diâmetro nominal da válvula) ou reduzida (quando o diâmetro do furo possui redução em relação diâmetro nominal da válvula).
Quando a passagem é colocada em posição perpendicular à tubulação, ela está na posição fechada, impedindo o fluxo e a passagem das substâncias.
Além disso, esse estilo de válvula pertence ao grupo de ¼ de volta. Ou seja, para abrir ou fechar, o mecanismo só precisa criar ¼ de giro para a esfera, pois a abertura é de 90º.
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Tipos de válvulas de esfera
Existem diferentes tipos de válvulas de esfera. Neste tópico falaremos sobre dois importantes tipos: esfera flutuante e esfera guiada (trunnion).
Cada um possui características individuais que interferem nas possibilidades de aplicação, e ambos são passíveis de automação utilizando os tipos adequados de atuadores e acessórios.
Confira as características principais desses dois tipos de válvula:
Válvula de esfera flutuante (floating ball)
A válvula de esfera flutuante possui uma esfera em contato com a haste da válvula para transmissão do movimento rotativo e é apoiada por 2 assentos ou sedes de vedação podendo ser macios (soft) ou metálicos, permitindo assim a movimentação da esfera na cavidade do corpo da válvula para vedar ou liberar a passagem do fluxo.
Os modelos Samson são desenvolvidos em diferentes materiais, desde super duplex, duplex e titânio até carbono e aço inoxidável.
Esse tipo de válvula é excepcional em aplicações de vapor suportando temperaturas de até 250°C.
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Válvula de esfera guiada (trunnion ball)
Já a válvula de esfera guiada possui haste feita em peça única e guia inferior, o que gera apoio extra ao esforço do fluxo que é exercido na esfera. Isso diminui o torque da operação e estende a vida útil da peça.
Esse tipo de válvula é especialmente indicada para altas pressões, já que a esfera é guiada tanto na parte inferior quanto superior.
Além disso, ela também pode ser encontrada nos mesmos materiais de fabricação do tipo anterior.
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Onde as válvulas de esfera são utilizadas?
As válvulas de esfera são amplamente utilizadas em processos de controle de fluxo que exigem vedação eficiente, acionamento rápido e alta confiabilidade operacional.
Entre as principais aplicações das válvulas de esfera estão:
- Indústria de petróleo e gás;
- Mineração;
- Tratamento de água e efluentes;
- Indústria química;
- Indústria petroquímica;
- Indústria alimentícia;
- Sistemas de vapor;
- Transporte de gases industriais.
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Quais são as vantagens das válvulas de esfera?
Quando acionadas na posição fechada, as válvulas de esfera possuem uma vedação hermética, gerando alto nível de confiabilidade contra vazamentos.
O fechamento da valvula esfera também ocorre com rapidez, o que é importante para operações com gases e produtos químicos em momentos onde o corte do fluxo deve ocorrer imediatamente.
Além disso, outras vantagens oferecidas pela válvula esferica são:
- Ocupa menos espaço se comparada ao modelo de gaveta;
- Não exige lubrificação;
- Oferece vedação contra bolhas graças à possibilidade de encontrar modelos com sede macia;
- Por ter acionamento mais rápido (em razão do seu movimento de rotação ser de 90 graus), a válvula esferica é excelente para aplicações que requerem desligamento emergencial.
Como saber se uma válvula esférica está aberta ou fechada?
A alavanca geralmente é instalada na mesma direção do furo de passagem do fluido na esfera. Se a alavanca estiver alinhada paralelamente à tubulação, significa que a passagem interna está aberta, permitindo o fluxo do líquido ou gás.
Esse alinhamento visual intuitivo é uma das grandes vantagens da válvula esférica, facilitando a operação e o controle do fluxo com um simples olhar, o que é fundamental em situações que exigem uma resposta rápida e segura.
Como posso destravar uma válvula esférica?
Se uma válvula esférica estiver travada, o problema pode ser causado pelo acúmulo de resíduos, corrosão ou falta de uso por um longo período.
A primeira tentativa deve ser aplicar uma força gradual e firme na alavanca, sem usar ferramentas que possam danificar a haste ou o corpo da válvula. Tente movimentar a alavanca em pequenos incrementos, para frente e para trás, para tentar soltar o mecanismo.
Caso a alavanca não se mova, pode ser necessário desmontar a válvula esférica para inspecionar e limpar os componentes internos, especialmente a esfera e as sedes de vedação. É fundamental que esse processo seja realizado por um profissional qualificado, pois uma desmontagem incorreta pode comprometer a vedação da válvula.
Como escolher a válvula de esfera ideal?
A escolha das válvulas de esfera deve considerar as características do processo e as condições de operação para garantir segurança, desempenho e durabilidade.
Entre os principais fatores que devem ser avaliados estão:
- Tipo de fluido transportado;
- Pressão de operação;
- Temperatura do processo;
- Necessidade de vedação;
- Diâmetro da tubulação;
- Tipo de conexão;
- Frequência de acionamento;
- Necessidade de automação.
Uma especificação adequada contribui para aumentar a vida útil do equipamento e reduzir custos de manutenção.
Conte com a Samson para soluções em válvulas de esfera
A vasta seleção de válvulas de controle da Samson é desenvolvida com dimensões, materiais e configurações ajustados com os padrões industriais, como JIS, ANSI e DIN.
Além disso, nosso desenho modular viabiliza que as válvulas tenham flexibilidade para a seleção de componentes, a fim de suprir as demandas das mais variadas aplicações.
Conheça alguns dos principais modelos de válvula de esfera Samson:
- BR 26d – pneumático – DIN: válvula de esfera flutuante;
- BR 26d – pneumático – ANSI: válvula de esfera flutuante;
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Perguntas frequentes sobre válvulas de esfera
Confira algumas das dúvidas mais comuns sobre válvulas de esfera, suas características, aplicações e diferenças em relação a outros modelos industriais.
Qual a diferença entre válvula de esfera e válvula gaveta?
A válvula de esfera utiliza uma esfera perfurada para controlar o fluxo com um giro de 90°, enquanto a válvula gaveta opera por meio da elevação ou descida de uma gaveta interna. As válvulas de esfera costumam oferecer acionamento mais rápido e excelente vedação.
As válvulas de esfera podem ser automatizadas?
Sim. As válvulas de esfera podem ser integradas a atuadores pneumáticos, elétricos ou hidráulicos, permitindo operação remota e integração com sistemas de automação industrial.
Quando utilizar uma válvula de esfera?
As válvulas de esfera são indicadas para aplicações que exigem abertura e fechamento rápidos, vedação eficiente e alta confiabilidade no bloqueio do fluxo de líquidos ou gases.
Qual a vida útil de uma válvula de esfera?
A vida útil depende das condições de operação, da frequência de acionamento, do tipo de fluido e da qualidade da manutenção. Quando corretamente especificadas, as válvulas de esfera podem operar por muitos anos com elevado desempenho.
Qual material é mais utilizado na fabricação de válvulas de esfera?
As válvulas de esfera podem ser fabricadas em aço carbono, aço inoxidável, duplex, super duplex, titânio e outros materiais, dependendo das exigências de pressão, temperatura e compatibilidade química da aplicação.