A válvula borboleta é um dispositivo de controle de fluxo composto por um disco que gira em torno de 90° para abrir, fechar ou regular a passagem de fluidos em uma tubulação. Leve, compacta e rápida de operar, ela pode ser utilizada com líquidos, gases e vapores em diferentes aplicações industriais.
Sua construção simples e versátil faz com que seja empregada em diversos sistemas de tubulação, especialmente em setores como indústria química, saneamento e energia. A escolha do modelo adequado depende das características do processo e das condições de operação.
Neste artigo, entenda o que é uma válvula borboleta, como ela funciona, seus tipos mais comuns e suas principais aplicações na rotinas das indústrias. Acompanhe!
O que é a válvula borboleta?
A válvula borboleta é um dispositivo de controle de fluxo utilizado em sistemas de tubulação para permitir, restringir ou interromper a passagem de líquidos, gases e vapores. Sua construção é formada principalmente por um corpo, um disco e um eixo de acionamento.
O nome “borboleta” está relacionado ao formato do disco, que fica instalado no interior do corpo da válvula e se movimenta em torno de um eixo. Essa configuração resulta em uma estrutura relativamente simples e compacta, característica que contribui para sua utilização em diferentes aplicações industriais.
Por sua simplicidade construtiva, a válvula borboleta é uma solução econômica e eficiente para muitas aplicações. Dependendo do modelo e das condições do processo, pode ser empregada em sistemas que trabalham com diferentes tipos de fluidos, pressões e temperaturas.
Como funciona a válvula borboleta?
O funcionamento da válvula borboleta está relacionado ao movimento de rotação do disco instalado no interior da tubulação. A partir do acionamento da válvula, esse disco muda de posição e controla a passagem do fluido, permitindo abrir, restringir ou interromper o fluxo conforme a necessidade do processo.
Quando o atuador ou a alavanca é acionado, o disco da válvula gira ao redor de seu eixo. Quando está alinhado com a tubulação, a área disponível para a passagem do fluido é maximizada, embora o disco permaneça no interior do caminho do escoamento. Ao ser girado em aproximadamente 90°, o disco restringe ou interrompe a passagem do fluido conforme a construção e a capacidade de vedação do modelo.
Esse movimento de um quarto de volta permite uma operação rápida, sendo uma das características que tornam a válvula borboleta útil em sistemas nos quais é necessário abrir ou interromper a passagem do fluido com agilidade.
Por esse motivo, a válvula borboleta também é chamada de válvula de um quarto de volta, uma vez que seu acionamento ocorre por meio de um giro de 90°.
Quais são os componentes de uma válvula borboleta?
A válvula borboleta possui uma construção relativamente simples, mas cada componente exerce uma função importante para garantir o controle eficiente do fluxo.
Os principais componentes de uma válvula borboleta são:
- Disco — elemento responsável por abrir ou bloquear a passagem do fluido;
- Eixo — conecta o disco ao sistema de acionamento;
- Corpo — estrutura principal que abriga os componentes internos;
- Sede de vedação — responsável por evitar vazamentos quando a válvula está fechada;
- Atuador ou mecanismo de acionamento — permite a abertura e o fechamento da válvula de forma manual ou automatizada.
A qualidade desses componentes influencia diretamente a durabilidade, a vedação e o desempenho operacional da válvula borboleta.
Quais os tipos de válvula borboleta?
Existem diferentes tipos de válvula borboleta, cada um projetado para atender a necessidades específicas em sistemas de tubulação. A escolha do tipo adequado depende de fatores como o tipo de aplicação, pressão, temperatura e requisitos de vedação. Saiba mais a seguir!
Válvula borboleta concêntrica
Na válvula borboleta concêntrica, o eixo atravessa aproximadamente o centro do disco, que também fica centralizado em relação ao corpo da válvula. Essa construção é utilizada em diferentes aplicações e normalmente trabalha com uma sede resiliente responsável pela vedação.
Sua adequação depende das condições de pressão, temperatura, fluido e frequência de acionamento, assim como ocorre com as demais configurações de válvula borboleta.
Válvula borboleta Lug
A válvula borboleta Lug é projetada para ser instalada entre dois flanges. Ela possui furos nas extremidades para fixação, permitindo que a válvula seja montada de forma simples e prática.
O design Lug utiliza pontos de fixação independentes ao redor do corpo e pode facilitar intervenções em determinados trechos da tubulação. As condições para isolamento, remoção ou manutenção da válvula dependem, porém, da configuração da instalação, da classe do equipamento e dos procedimentos previstos para o sistema.
Essa válvula é muito usada em sistemas onde há necessidade de fácil manutenção e de uma configuração de instalação que favoreça intervenções na tubulação. Além disso, determinados modelos podem oferecer níveis elevados de vedação conforme sua construção e especificação.
Válvula borboleta Wafer
A válvula borboleta Wafer, ao contrário da versão Lug, não possui flanges de fixação nas extremidades. Ela é projetada para ser instalada entre dois flanges existentes, oferecendo uma solução mais compacta e econômica.
A válvula Wafer é uma das mais comuns e versáteis, mas seus limites de pressão e temperatura dependem do projeto, dos materiais, da classe de pressão e das especificações de cada modelo. A configuração Wafer, por si só, não determina que a válvula esteja restrita a aplicações de baixa ou média pressão.
A LTR 43 da SAMSON, por exemplo, possui opções de extremidade Wafer e pode ser configurada para diferentes classes de pressão, conforme a versão.
Válvula borboleta Tri-excentrica
A válvula borboleta Tri-excentrica, ou de tripla excentricidade, possui um design inovador, com três desalinhamentos específicos entre o disco e a sede.
Esse design garante uma vedação superior, além de reduzir o contato e o atrito entre as superfícies de vedação durante parte significativa do movimento, minimizando o desgaste e o risco de vazamentos, principalmente em sistemas de alta pressão e temperatura.
Essa válvula é projetada para oferecer uma vedação mais confiável e durável, ideal para aplicações exigentes em indústrias como petróleo, gás e energia. A geometria de tripla excentricidade reduz o atrito entre o disco e a sede durante a operação, contribuindo para menor desgaste dos componentes.
A válvula borboleta LTR 43 da SAMSON utiliza construção triplo excêntrica e está disponível com diferentes configurações de extremidade, incluindo Wafer, Lug, flange dupla e soldagem.
Válvula borboleta bi-excêntrica
A válvula borboleta bi-excêntrica é um tipo de válvula utilizada para controlar o fluxo de líquidos ou gases em tubos.
Nessa construção, existem dois deslocamentos geométricos entre o disco, o eixo e o centro da válvula. Essa configuração faz com que o disco se afaste da sede mais rapidamente durante a abertura, reduzindo o contato entre as superfícies de vedação.
Isso permite uma vedação mais eficiente, que reduz o desgaste do material e melhora o desempenho em sistemas de alta pressão ou temperaturas elevadas.
A BR 14b/BR 14c da SAMSON, por exemplo, utiliza construção de dupla excentricidade e está disponível em corpos Lug e Wafer.
Válvula borboleta revestida em PTFE ou PFA
A válvula revestida em PTFE ou PFA é uma válvula borboleta que possui um revestimento especial de politetrafluoretileno (PTFE) ou perfluoroalcóxido (PFA). Esses são materiais conhecidos pelas suas excelentes propriedades de resistência química e térmica.
Esse revestimento é usado para proteger a válvula contra produtos agressivos, como ácidos ou solventes, garantindo que ela possa ser utilizada em processos industriais com substâncias altamente corrosivas.
A compatibilidade química, os limites de pressão e temperatura e a adequação do revestimento devem ser verificados para cada fluido e modelo.
Esses modelos substituem no bloco de produtos as válvulas redutoras e de excesso de pressão que apareciam no conteúdo original, pois elas não pertencem à categoria de válvula borboleta. Atualmente, a SAMSON Brasil apresenta a 3331, a BR 14b/BR 14c e a LTR 43 como soluções dessa categoria.
Onde a válvula borboleta é utilizada?
A válvula borboleta é amplamente utilizada em sistemas que exigem controle rápido de fluxo, baixa necessidade de manutenção e excelente relação custo-benefício. Sua construção compacta permite aplicações em diferentes setores e sistemas de tubulação.
Entre as principais aplicações da válvula borboleta estão:
- Sistemas de tratamento de água e efluentes: utilizada para controlar e interromper o fluxo de água e outros fluidos em diferentes etapas do tratamento e da distribuição.
- Indústria química: aplicada no controle de fluidos e produtos químicos, desde que os materiais da válvula sejam compatíveis com as características do processo.
- Indústria petroquímica: empregada em sistemas de transporte e controle de fluidos, atendendo a diferentes condições de pressão e temperatura conforme a especificação do modelo.
- Indústria alimentícia e de bebidas: utilizada em sistemas de processamento e transporte de fluidos, com modelos e materiais adequados aos requisitos sanitários da aplicação.
- Papel e celulose: aplicada no controle de água, produtos químicos e outros fluidos presentes nas diferentes etapas do processo industrial.
- Sistemas de climatização (HVAC): utilizada para controlar o fluxo de água, ar e outros fluidos em sistemas de aquecimento, ventilação e ar-condicionado.
- Usinas de energia: empregada em diferentes sistemas de controle e circulação de fluidos, de acordo com as condições de operação da instalação.
- Redes de distribuição de água industrial: utilizada para controlar o fluxo em tubulações de diferentes diâmetros, especialmente em aplicações que exigem operação rápida e eficiente.
Sua versatilidade permite o uso em diferentes condições operacionais, desde processos simples até aplicações com elevados requisitos de segurança e confiabilidade.
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Automação da válvula borboleta
O acionamento da válvula borboleta pode ser feito de forma manual ou automatizada, conforme as características e as necessidades da aplicação industrial. Cada alternativa apresenta características próprias e deve ser escolhida de acordo com o nível de controle exigido pelo processo.
Acionamento automatizado
No acionamento automatizado, a válvula pode utilizar atuadores elétricos, hidráulicos ou pneumáticos. Essa configuração permite integrar o equipamento a sistemas de automação, facilitando o controle remoto do fluxo e a operação de processos que exigem maior precisão e repetibilidade.
Em aplicações modulantes, o conjunto também pode incorporar posicionadores e outros acessórios responsáveis por auxiliar no controle da posição do disco conforme o sinal recebido pelo sistema de automação.
Acionamento manual
No acionamento manual, a abertura e o fechamento da válvula são realizados por meio de uma alavanca ou, no caso de válvulas de grande porte, de um volante. Essa alternativa pode ser adequada para instalações que não exigem automação ou controle remoto do equipamento.
Vantagens das válvulas borboleta
As vantagens da válvula borboleta são significativas para os setores que dependem de um controle eficiente de fluxo, especialmente em aplicações nas quais construção compacta, operação de ¼ de volta e redução de peso são características relevantes. Em grandes diâmetros, esses aspectos podem se tornar ainda mais importantes para instalação e acionamento.
Entre as vantagens, estão:
- Design compacto e leve, exigindo menos espaço para instalação;
- Construção com número relativamente reduzido de componentes móveis, o que pode simplificar determinadas atividades de manutenção;
- Rápida ação com capacidade de abertura e fechamento total do fluxo;
- Possibilidade de menor custo de aquisição e instalação em determinadas aplicações, dependendo do diâmetro, materiais e configuração selecionada;
- Ampla variedade de construções, materiais e formas de acionamento para diferentes aplicações industriais.
Limitações da válvula borboleta
As principais limitações da válvula borboleta estão relacionadas ao seu uso em condições mais severas, já que a adequação da válvula depende de sua construção, materiais, sede, geometria e condições do processo.
Entre as principais limitações da válvula borboleta estão:
- Modelos convencionais podem apresentar limitações em determinadas condições de alta pressão ou temperatura, enquanto construções específicas são desenvolvidas para serviços mais severos;
- Em algumas aplicações de controle muito preciso, outras geometrias, como válvulas globo, podem oferecer características de regulagem mais adequadas;
- Aplicações com quedas de pressão significativas devem ser avaliadas quanto ao risco de cavitação e aos efeitos sobre o disco e demais componentes;
- Fluidos abrasivos exigem atenção especial à seleção de materiais, revestimentos, sede e geometria da válvula para reduzir o desgaste.
A existência de modelos como a LTR 43, destinada também a serviços de alta pressão e com opções de guarnições anticavitação, demonstra por que essas limitações não devem ser generalizadas para toda a categoria.
Agora que você conhece as principais características, vantagens e limitações da válvula borboleta, aproveite para explorar nosso catálogo de válvulas de controle para operações industriais!
Como escolher a válvula borboleta ideal?
A escolha da válvula borboleta influencia diretamente a eficiência operacional, a segurança do processo e a vida útil dos equipamentos. Para garantir a especificação correta, é importante avaliar alguns fatores técnicos antes da instalação.
- Tipo de fluido utilizado: analise as características do fluido que será transportado, como líquidos, gases, vapores ou substâncias corrosivas. Dependendo da aplicação, pode ser necessário optar por materiais mais resistentes para garantir durabilidade e segurança.
- Diâmetro nominal (DN): o diâmetro da tubulação deve ser compatível com as dimensões da válvula borboleta. Essa avaliação é fundamental para garantir o desempenho adequado do sistema e evitar restrições no fluxo.
- Temperatura e pressão de operação: cada modelo de válvula borboleta possui limites específicos de pressão e temperatura. Verificar esses parâmetros ajuda a selecionar um equipamento compatível com as condições do processo.
- Tipo de acionamento: a válvula borboleta pode ser acionada manualmente ou por sistemas automatizados, como atuadores pneumáticos, elétricos ou hidráulicos. A escolha depende do nível de controle e automação exigido pela aplicação.
- Frequência de acionamento: aplicações com ciclos frequentes exigem válvulas com elevada resistência mecânica e sistemas de vedação de alta qualidade. Nesses casos, modelos automatizados costumam oferecer melhor desempenho.
- Compatibilidade e normas técnicas: verifique se a válvula borboleta atende às normas aplicáveis, como ABNT, DIN e API, além de garantir compatibilidade com flanges, conexões e demais componentes da instalação;
- Capacidade de vazão e dimensionamento: em aplicações de controle, também é necessário avaliar a vazão requerida e o coeficiente de vazão (Cv), considerando a perda de carga, a pressão diferencial e as condições reais do processo.
Normas e padrões da válvula borboleta
As válvulas borboleta são fabricadas de acordo com diferentes normas e referências técnicas, conforme o projeto, a aplicação, o mercado e as características de cada modelo.
Entre as principais normas estão API 609, ISO 5752, MSS SP-67 e EN 593, cada uma com escopo próprio relacionado a aspectos construtivos, dimensionais, de aplicação ou desempenho das válvulas borboleta.
Para aplicações em saneamento, padrões como ABNT NBR 15768 e série ISO-5752 linha 20 podem ser considerados conforme a especificação do equipamento. Já para instalações com atuadores diretos, a norma ISO 5211 estabelece requisitos para a interface de montagem entre válvulas rotativas e atuadores.
Essas normas e referências técnicas contribuem para definir requisitos de projeto, compatibilidade e desempenho, mas a relação aplicável deve ser verificada para cada modelo e instalação.
No portfólio da SAMSON, por exemplo, a BR 14b/BR 14c utiliza interface DIN ISO 5211 como padrão, conforme a configuração publicada atualmente.
Comparativo: válvulas borboleta, esfera, gaveta e globo
Embora diferentes tipos de válvula possam ser utilizados para controlar o fluxo em sistemas industriais, suas características construtivas determinam o desempenho em cada aplicação.
A tabela abaixo apresenta as principais diferenças entre as válvulas borboleta, esfera, gaveta e globo em aspectos como operação, vedação e controle de vazão. Essas características ajudam a identificar o modelo mais adequado para cada processo.
| Tipo de válvula | Vantagens | Quando escolher |
| Válvula borboleta | Construção compacta e leve, movimento de ¼ de volta, possibilidade de automação e disponibilidade em grandes diâmetros. Pode atuar tanto em bloqueio quanto em controle, conforme o modelo. | Aplicações em que espaço, peso, velocidade de acionamento e grandes diâmetros sejam fatores relevantes. A adequação à pressão, temperatura e precisão de controle depende da construção selecionada. |
| Válvula esfera | Operação de ¼ de volta, passagem com baixa restrição em determinadas configurações e possibilidade de elevados níveis de estanqueidade conforme sede e projeto. | Serviços de bloqueio que exigem acionamento rápido e boa estanqueidade. Modelos específicos, como esfera segmentada, também podem ser utilizados em controle modulante. |
| Válvula gaveta | Baixa obstrução do escoamento quando totalmente aberta e configuração apropriada principalmente para isolamento da linha. | Aplicações predominantemente on/off nas quais a válvula permanece totalmente aberta ou fechada por longos períodos e a baixa perda de carga na posição aberta é importante. |
| Válvula globo | Boa capacidade de estrangulamento e controle, com geometria favorável ao ajuste da vazão em diferentes condições de processo. | Aplicações que exigem modulação e controle mais preciso de variáveis como vazão, pressão ou temperatura, considerando a maior perda de carga característica de sua geometria. |
Encontre válvulas de qualidade na SAMSON
Para aplicações industriais que exigem segurança, precisão e confiabilidade no controle de fluxo, a SAMSON oferece diferentes soluções em válvulas de controle. A empresa conta com um amplo catálogo de válvulas de controle para atender às necessidades de diferentes processos e setores industriais.
Na SAMSON, você encontra válvulas borboleta de diferentes tipos, com opções de acionamento por energia pneumática ou elétrica. As soluções são projetadas para atender às características de cada aplicação e proporcionar desempenho confiável e longa vida útil.
Entre as soluções disponíveis estão a válvula borboleta 3331, a BR 14b/BR 14c de dupla excentricidade e a LTR 43 de tripla excentricidade. Cada modelo possui características próprias de tamanho, classe de pressão, construção e condições de aplicação, que devem ser consideradas durante a seleção.
Conheça o catálogo completo de válvulas da SAMSON e descubra a solução mais adequada para as necessidades do seu processo industrial.
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FAQ: Perguntas frequentes sobre válvula borboleta
Confira algumas das principais dúvidas sobre válvulas borboleta, seu funcionamento e aplicações industriais.
1. Qual a posição ideal para instalar uma válvula borboleta?
A posição de instalação depende do modelo da válvula, das características da tubulação e das orientações do fabricante. Além de respeitar o sentido do fluxo, é importante considerar o espaço disponível, o acesso ao sistema de acionamento e as condições necessárias para inspeção e manutenção.
2. A válvula borboleta pode controlar a vazão?
Sim. A válvula borboleta pode operar em posições intermediárias para restringir parcialmente a passagem do fluido e controlar a vazão. No entanto, a eficiência desse controle depende do modelo, das características construtivas da válvula e das condições específicas do processo.
3. Qual é a vida útil de uma válvula borboleta?
A vida útil varia conforme o modelo e as condições de operação. Frequência de acionamento, pressão, temperatura, características do fluido, materiais dos componentes e manutenção estão entre os fatores que influenciam sua durabilidade. Quando corretamente especificada e operada dentro dos parâmetros recomendados, a válvula borboleta pode apresentar longa vida útil.
4. A válvula borboleta pode ser automatizada?
Sim. A válvula borboleta pode ser equipada com atuadores pneumáticos, elétricos ou hidráulicos para automatizar sua operação. Isso permite integrar o equipamento aos sistemas de controle da instalação, facilitando o acionamento remoto e a automação dos processos.
5. Quando a válvula borboleta não é recomendada?
A válvula borboleta pode não ser a opção mais adequada para aplicações que exigem controle extremamente preciso da vazão, envolvem condições de abrasividade incompatíveis com os materiais selecionados ou apresentam condições severas de pressão e temperatura para o modelo considerado. Nesses casos, é necessário avaliar as características do processo para definir o tipo de válvula mais apropriado.