1. Visão geral
Uma válvula de esfera é uma válvula rotativa de um quarto de volta que controla o fluxo girando um disco esférico. As principais características incluem:
- Excelente vedação (assentos metálicos atingem a Classe VI ANSI)
- Resistência mínima ao fluxo (o projeto de passagem total corresponde ao ID da tubulação)
- Operação rápida (rotação de 90° para abertura/fechamento total)
- Longa vida útil (os designs resistentes ao desgaste suportam mais de 100.000 ciclos)
2. Componentes Principais
| Componente | Descrição |
| Corpo | Construção fundida/forjada (WCB, CF8, aço duplex); conexões: flangeadas/soldadas/rosqueadas |
| Bola | Esfera polida com precisão (Ra≤0,8μm); materiais: aço inoxidável 304/316, aço carbono revestido de níquel, revestido de cerâmica |
| Assento | Vedação macia (PTFE/RPTFE) ou vedação metálica (liga Stellite) |
| Tronco | Design à prova de explosão; tratamento térmico 17-4PH; embalagem de grafite com compensação de mola SS |
| Atuação | Manual/pneumático/elétrico/hidráulico (base de montagem ISO 5211) |
3. Tipos
(1) Por Design
- Bola Flutuante
- A bola pressiona os assentos por meio da pressão do meio
- Faixa de tamanho: DN15~DN200
- Pressão: PN16~PN40
- Montado no munhão
- Bola fixada por hastes superiores/inferiores; assentos absorvem pressão
- Faixa de tamanho: DN50~DN1200
- Pressão: PN16~PN250 (ANSI 150~2500)
(2) Por furo
- Full Bore: ID = ID do oleoduto (para pigging)
- Diâmetro interno reduzido: DI ≈ 80% do DI do oleoduto (custo-efetivo)
(3) Tipos Especiais
- V-Port Ball: Entalhe em V para controle preciso (característica de porcentagem igual)
- Corpo de três peças: removível para manutenção
- Entrada superior: design reparável em linha
4. Especificações
| Parâmetro | Faixa | Notas |
| Tamanho (DN) | DN8~DN1200 | Projetos personalizados para tamanhos maiores |
| Classificação de pressão | PN10~PN420 (ANSI 150~2500) | Válvulas de munhão de alta pressão de até 2500LB |
| Temperatura | -196℃~550℃ | Tratamento criogênico para baixas temperaturas |
| Mídia | Água/óleo/gás/ácidos/pasta | Revestimento de flúor para meios corrosivos |
| Classe de vazamento | ANSI Classe IV/V/VI | Assentos de metal atingem a Classe VI |
| Velocidade de operação | Pneumático: 0,5 seg (mais rápido) | Válvulas elétricas grandes: 10-30 seg |
5. Aplicações
① Petróleo e Gás
- Válvulas de bloqueio de dutos (API 6D)
- Válvulas criogênicas de GNL (SS austenítico de -196℃)
② Química
- Meios corrosivos (revestidos com PTFE)
- Reatores de alta pressão (válvulas de munhão forjadas)
③ Poder
- Água de alimentação da caldeira (válvulas forjadas de vedação rígida)
- Linhas de vapor (válvulas seladas por fole)
④ Tratamento de Água
- Redes municipais (revestimento epóxi de passagem total)
- Águas residuais (revestimento cerâmico resistente ao desgaste)
⑤ Especializado
- Semicondutor (gás de ultra-alta pureza)
- Sistemas marítimos (válvulas de bronze para água do mar)
6. Guia de Seleção
| Aplicativo | Tipo recomendado |
| Água/gás (PN16) | Esfera flutuante + assentos de PTFE |
| Óleo de alta pressão (PN100) | Montado em munhão + assentos de metal |
| Ácidos/álcalis | Bola revestida de flúor/Hastelloy |
| GNL criogênico (-196℃) | Válvulas SS tratadas criogenicamente |
| Lamas abrasivas | Bolas revestidas de liga de face dura |
7. Prós e Contras
✔ Vantagens
- Vedação estanque (bidirecional)
- Fácil manutenção (substituição do assento em linha para alguns modelos)
- Projeto à prova de fogo (certificado API 607)
✖ Limitações
- Inadequado para estrangulamento (exceto porta V)
- Alto custo para válvulas de grande diâmetro/alta pressão
8. Padrões
- API 6D: Válvulas de dutos
- API 608: Válvulas de esfera metálicas flangeadas
- ISO 17292: Válvulas de petróleo/petroquímicas
- ASME B16.34: Classificações de pressão e temperatura
9. Manutenção
- Inspecionar a gaxeta da haste trimestralmente
- Testes anuais de integridade de vedação para válvulas de alta pressão
- Projetos com fole selado para ambientes corrosivos
Cconclusão
Válvulas de esfera se destacam pela vedação e resistência a baixas vazões, tornando-as essenciais para sistemas de tubulação industrial. A seleção adequada com base nas propriedades do fluido, pressão e frequência garante confiabilidade a longo prazo.
