Válvula de borboleta flangeada – Válvula personalizada por fundição principal

1. Introdução

Uma válvula de borboleta flangeada (Fbv) é uma válvula de quarto de volta amplamente reconhecida como a Vojo de trabalho de sistemas de controle de líquidos de alta pressão e líquidos permanentes.

Caracterizado por seus flanges integrais que aparecem diretamente para flanges de tubulação, Eles fornecem um rígido, à prova de vazamentos, e conexão estruturalmente estável,

Uma vantagem crítica sobre as válvulas em estilo de bolacha (economizando espaço, mas adequado para tarefas de baixa pressão) e válvulas ao estilo de lug (pressão moderada, frequentemente para serviço não crítico).

Projetado para oleodutos de médio a grande diâmetro, Válvulas de borboleta flangeada combinam desligamento apertado, Confiabilidade estrutural, e facilidade de manutenção.

Ao mesmo tempo, sua versatilidade os torna indispensáveis em tratamento de água, Redes HVAC, e processamento industrial geral, onde deles design compacto, eficiência de custos, e adaptabilidade entre as faixas de pressão e temperatura entregar valor operacional a longo prazo.

2. O que é uma válvula de borboleta flangeada?

Definição central e princípio de trabalho

UM Válvula de borboleta flangeada (Fbv) é um Quarto-turn Rotary válvula Projetado para regular ou isolar o fluxo em pipelines.

Sua característica definidora é o flanges integrais, que aparafusam diretamente para os flanges de tubo (por Ansi B16.5 ou ISO 7005), criando um rígido, estanque a vazamentos, e conexão permanente Adequado para serviço de alta pressão.

A válvula opera com um princípio simples:

• Totalmente aberto (0°): O disco está paralelo ao fluxo, minimizar a perda de pressão (Normalmente de 1 a 3 psi para uma válvula de 6 polegadas no fluxo nominal).
• Acelerar (10–80 °): A rotação parcial restringe o fluxo; Os projetos de disco excêntricos fornecem controle de fluxo mais linear do que os tipos concêntricos.
• Totalmente fechado (90°): O disco pressiona firmemente contra o assento, alcançando o fechamento apertado. FBVs são bidirecional, lidar com fluxos para frente e reverso de maneira eficaz.

Anatomia de uma válvula de borboleta flangeada

Uma válvula de borboleta flangeada é projetada para durabilidade e controle de precisão, normalmente compreendendo seis componentes principais:

Flangeado vs.. Wafer vs.. Válvulas de borboleta arruinadas

O Design de flange integral diferencia os FBVs dos tipos de bolacha e lug, Oferecendo vantagens únicas para aplicativos de alta demanda:

3. Variações de design: Concêntrico vs.. Válvulas de borboleta flangeada excêntrica

As válvulas de borboleta flangeada são classificadas principalmente por alinhamento de disco e haste, um fator crítico que influencia Classificação de pressão, desempenho de vedação, Requisitos de torque, e adequação do aplicativo.

Válvulas de borboleta flangeada concêntrica (Design padrão)

Geometria: Os eixos de disco e haste estão alinhados com o centro do furo da válvula, fazendo o design concêntrico. Durante a operação, O assento mantém contato em toda a superfície do disco.

Métricas de desempenho:

• Classificação de pressão: ANSI CLASSE 150–300 (28–70 bar a 20 ° C)
• Classe de vazamento: API 609 Classe IV (≤0,01% do fluxo nominal para líquidos)
• Requisito de torque: 60–100 n · m (6-válvula de polegada, Assento EPDM)
• Ciclo de vida: 10,000–20.000 ciclos (O assento resiliente limita a vida útil)

Vantagens:

• Simples, design econômico
• Fácil manutenção e substituição do assento
• Adequado para temperatura moderada e fluidos de pressão

Limitações:

• O atrito de alto assento de disco reduz a eficiência
• Não é adequado para serviços de gás ou aplicações de alta pressão
• Durabilidade limitada sob fluidos abrasivos ou de alta temperatura

Aplicações Típicas:

• Sistemas de água gelada HVAC
• Distribuição municipal de água
• Baixa pressão, Serviços industriais não críticos

Válvulas de borboleta flangeada excêntrica (Design de alto desempenho)

Visão geral: Designs excêntricos compensar o disco ou haste, Reduzindo o atrito de disco a assento e melhorar o desempenho de vedação.

Esses projetos são ideais para de alta pressão, alta temperatura, e aplicações de gás.

Único excêntrico (Disco offset) Válvula de borboleta flangeada

Projeto: O centro de disco está compensado do eixo do caule, que minimiza o contato com o assento durante a rotação, reduzindo o atrito.

Métricas de desempenho:

• Classificação de pressão: ANSI Classe 300–600 (70–140 bar)
• Classe de vazamento: API 609 Classe V. (≤0,001% do fluxo nominal)
• Requisito de torque: 40–70 n · m (6-válvula de polegada, Assento ptfe)- ~ 30% menor que as válvulas concêntricas

Aplicativos:

• Tratamento de água industrial
• Linhas de óleo de baixa pressão
• Aplicações que requerem controle de fluxo moderado com eficiência aprimorada

Duplo excêntrico (Disco offset + Tronco) Válvula de borboleta flangeada

Projeto: Tanto o centro de disco quanto o eixo da haste estão compensados do centro. Isso elimina o contato com o assento de disco até 80-85% do fechamento, reduzindo significativamente o atrito e o desgaste.

Métricas de desempenho:

• Classificação de pressão: ANSI CLASSE 600 (140 barra a 20 ° C.); até a aula 900 com assentos de metal
• Classe de vazamento: API 609 Classe VI (≤0,00001% do fluxo nominal) - Adequado para serviço de gás, incluindo gasodutos de gás natural
• Faixa de temperatura: -29°C a 482°C (assentos de metal)

Aplicativos:

• Processamento químico
• Óleo & oleodutos
• Sistemas de vapor
• Fluidos industriais de alta pressão que exigem desligamento apertado

Triplo excêntrico (Desvio + Disco cônico) Válvula de borboleta flangeada

Projeto: Adiciona um terceiro deslocamento Ao introduzir uma geometria cônica/cônica, alcançando um selo de metal a metal sem a necessidade de um assento elástico.

Este design permite a operação sob temperaturas e pressões extremas.

Métricas de desempenho:

• Classificação de pressão: ANSI CLASSE 900 (210 barra a 20 ° C.)
• Faixa de temperatura: -29° C a 650 ° C. (STELLITE® ou assentos de metal duro)
• Ciclo de vida: 50,000–100.000 ciclos (Durabilidade do assento de metal)

Aplicativos:

• Sistemas de resfriamento de veículos hipersônicos
• Linhas de vapor superaquecidas da usina
• Refinaria Catalíteres Catalíticos e Processamento Petroquímico
• Ambientes industriais extremos que exigem uma vida zero e longa

Resumo:

4. Materiais & Vedações de válvula de borboleta flangeada

O desempenho, confiabilidade, e longevidade de válvulas de borboleta de flange (FBVS) são fortemente influenciados por seleção de materiais para o corpo, disco, tronco, e elementos de vedação.

Os materiais adequados garantem a compatibilidade com o fluido, resistência à corrosão, manuseio de alta pressão, e adequação para extremos de temperatura.

Materiais do corpo

O corpo da válvula é o limite de pressão primário e deve suportar estresse mecânico, pressão interna, e corrosão ambiental. Os materiais corporais comuns incluem:

Materiais de disco

O disco está diretamente exposto ao fluxo e geralmente lida abrasivo, erosivo, ou fluidos corrosivos. A seleção é baseada em resistência mecânica, resistência à corrosão, e compatibilidade de vedação:

• 316 Aço inoxidável: Amplamente utilizado para produtos químicos de uso geral, água, e aplicações de vapor.
• Hastelloy C276: Resistente a oxidação e redução de produtos químicos; Adequado para ácidos agressivos.
• Ferro dúctil com revestimento de PTFE: Baixo atrito, Opção resistente à corrosão para água e produtos químicos leves.
• Estelites®-Discos revestidos: Aplicações de alta temperatura e alto desgaste, incluindo vapor superaquecido e petroquímicos.

Nota de design: O disco pode ser concêntrico, excêntrico, ou deslocamento triplo, com revestimento de metal ou resiliente para melhorar a vedação e reduzir o desgaste.

Materiais de caule

O caule transmite torque do atuador ou a roda de mão para o disco e é exposto a estresse mecânico, pressão, e contato fluido. Materiais comuns:

Materiais do assento e tipos de vedação

O o assento forma a interface de vedação crítica com o disco, Determinando a classe de vazamento, requisito de torque, e vida de serviço. A seleção depende Tipo de fluido, pressão, e temperatura.

Juntas e interfaces de atuador

• Juntas de flange: Grafite, PTFE, ou juntas de nitrila garantem Conexões de flange à prova de vazamentos entre a válvula e a tubulação.
• Sedos do atuador: O-anéis ou buchas de PTFE prevenir vazamento de fluido ao longo do caule Enquanto habilita a transferência de torque suave.

5. Fabricação & Métodos de fundição de válvulas de borboleta flangeada

A produção de Válvulas de borboleta flangeada (FBVS) requer alta precisão, Materiais robustos, e adesão estrita aos padrões internacionais, como API 609, ISO 5752, e Ansi B16.5.

Válvulas projetadas para aplicações de alta pressão e de alto desempenho-como óleo & oleodutos, plantas químicas, e geração de energia - deve ser exibida precisão dimensional, integridade estrutural, e desempenho apertado por vazamento.

Fundindo componentes da válvula de borboleta

Fundição é o principal método para moldar corpos e discos da válvula, permitindo geometrias complexas e produção econômica. Para válvulas grandes (normalmente acabou 12 polegadas), fundição em areia é amplamente utilizado.

Neste processo, Metal fundido (1450–1550 ° C.) é derramado em moldes de areia ligados a resina.

A fundição de areia oferece tolerâncias em torno de ± 0,5 mm, Tornando-o adequado para aço carbono ou válvulas de ferro dúctil usadas em água municipal ou oleodutos industriais de baixa pressão.

Para válvulas pequenas a médicas (2–12 polegadas) exigindo alta precisão dimensional e resistência à corrosão, fundição de investimento (Método de cera perdida) é empregado. Os padrões de cera são revestidos com conchas de cerâmica, derretido, e substituído por metal fundido.

Este método atinge tolerâncias apertadas (± 0,1 mm) e superfícies suaves, Ativando recursos precisos, como hubs de disco excêntrico duplo.
A fundição de investimentos é ideal para aço inoxidável 316L, Hastelloy, ou outras ligas resistentes à corrosão.

Forjamento: Componentes de alta resistência

Forjar é o método preferido para crítico, componentes de alta pressão como corpos, flanges, e hastes, Porque produz estrutura de grãos superiores e maior resistência à tração.

Metal aquecido (1100–1200 ° C.) é moldado sob prensas ou matrizes hidráulicas, resultando em 20 a 30% de partes mais fortes do que as peças peças equivalentes.

Componentes forjados são normalmente usados na classe ANSI 600 ou válvulas mais altas para petróleo & oleodutos, usinas de energia, e outras aplicações industriais exigentes.

Os métodos de forjamento incluem forjamento de morto aberto para grandes peças personalizadas, Forjamento de morto fechado para componentes de tamanho médio com dimensões precisas, e a forjamento chateado para reforçar junções críticas, como hubs de disco.

Usinagem: Acabamento de precisão

Depois de lançar ou forjar, Usinagem CNC Garante alta precisão dimensional, acabamento superficial, e alinhamento adequado:

• Rostos de flange são moídos para alcançar a planicidade dentro 0.1 MM e alinhamento do orifício do parafuso de acordo com os padrões ANSI B16.5, garantir conexões sem vazamentos.
• Bores do assento são aprimorados ou usinados para RA 1,6–3,2 μm para permitir a ligação adequada do assento e a vedação eficaz.
• Discos e cubos, Designs especialmente excêntricos, são finalizados com moagem CNC de 5 eixos para manter a planicidade dentro 0.05 mm para desligamento apertado.
• Caules e rolamentos são virados e moídos com precisão para garantir rotação suave e transferência de torque correta.

Tratamento térmico: Propriedades mecânicas e de corrosão

O tratamento térmico melhora a força, dureza, e resistência à corrosão, dependendo do material usado:

• Aço carbono (WCB): Temperado a 850 ° C e temperado a 650 ° C para obter resistência à tração ≥485 MPa.
• 316L aço inoxidável: Solução, anunciada a 1050-1100 ° C, seguida de extinção de água para restaurar a resistência à corrosão e homogeneizar a microestrutura.
• Dúplex 2205: Solução unida a 1020-1080 ° C para obter uma proporção de austenita/ferrita equilibrada (50:50), otimizando a resistência à força e da corrosão.

Tratamento de superfície: Longevidade & Resistência à corrosão

O acabamento superficial garante a durabilidade em ambientes agressivos:

• Passivação Para o aço inoxidável 316L aumenta a camada natural de óxido de cromo, melhorando a resistência à corrosão até 20%.
• Revestimentos epóxi de 100-150 μm protege corpos de aço carbono em óleo & oleodutos do solo e corrosão atmosférica.
• Eletropolimento é usado em aplicações sanitárias (comida, bebida, produtos farmacêuticos) Para alcançar RA ≤0,8 μm, eliminando fendas microscópicas e zonas mortas bacterianas.

Conjunto & Garantia de Qualidade

Após a usinagem e tratamento de superfície, As válvulas sofrem montagem e controle de qualidade rigoroso:

• Integração de assento e disco: Os assentos estão ligados ou pressionados, e discos excêntricos estão cuidadosamente alinhados para desligamento preciso.
• Instalação do STEM: Rolamentos, embalagem, e os O-rings são montados, e o torque é verificado.
• Testes hidrostáticos ou pneumáticos: Confirma o desempenho estanque de vazamento sob pressão de projeto.
• Testes não destrutivos (END): Métodos como raio-x, ultrassônico, ou inspeções penetrantes de corante detectam defeitos internos.
• Calibração do atuador: Manual, elétrico, pneumático, ou atuadores hidráulicos são testados quanto à precisão de torque e derrame.

6. Classificações de pressão, Tamanhos & Padrões

Válvulas de borboleta flangeada (FBVS) são projetados para confiabilidade em uma ampla gama de pressões, tamanhos, e padrões industriais.

A seleção adequada garante a segurança, desempenho de longo prazo, e compatibilidade com sistemas de pipeline.

Classificações de pressão

Tamanhos padrão

Dimensões presenciais: Geralmente está em conformidade com ISO 5752 Série 10 ou API 609 Para fácil intercambiável.

Padrões -chave & Certificações

7. Atuação & Sistemas de controle

As válvulas de borboleta flangeadas são Dispositivos de quarto de volta exigindo atuadores capazes de rotação de 90 °.

A seleção do atuador depende do tamanho da válvula, requisito de torque, Tipo de fluido, e controlar a sofisticação.

Tipos e especificações de atuadores comuns

Acessórios -chave para controle aprimorado

• Posicionadores: Fornecer controle de modulação preciso (± 0,5% de precisão), crucial para aplicações como HVAC refrigerado água, dosagem química, ou linhas de processo industrial.
• Interruptores de torque: Proteja o disco e o assento contra o torquivo demais, Prevenindo desgaste ou dano prematuro.
• Interruptores limitados: Entregue feedback de posição aberta/fechada aos sistemas SCADA ou DCS para monitoramento remoto e protocolos de segurança automatizados.
• Válvulas solenóides & Filtros de ar (para atuadores pneumáticos): Garanta rapidamente, Atuação confiável enquanto protege os componentes do atuador interno de contaminantes.

8. Geometria final flangeada & Interface

O Design final flangeado é a característica definidora das válvulas de flange borboleta, garantindo um rígido, seguro, e conexão estanque de vazamento para sistemas de pipeline.

A geometria é padronizada globalmente para permitir a intercambiabilidade completa entre os fabricantes.

Padrões de flange & Compatibilidade

As válvulas de borboleta flangeada são usinadas para combinar com flanges de tubulação em dimensões, Padrões de orifício do parafuso, e classificações de pressão. Os padrões mais comuns incluem:

Geometria dimensional

A geometria final flangeada normalmente inclui:

• Rosto levantado (RF): Superfície de vedação padrão, 2–6 mm de área elevada ao redor do furo, garante a compressão uniforme da junta.
• Rosto liso (Ff): Usado com oleodutos de ferro fundido para evitar flanges excessivamente estressantes.
• Junta do tipo anel (Rtj): Grooves usinados para juntas de metal, adequado para serviços de alta pressão/alta temperatura (até 210 bar, 650°C).

9. Aplicações industriais de válvulas de borboleta flangeada

As válvulas de borboleta flangeadas são versátil, Válvulas de trimestre de alto desempenho amplamente utilizado entre os setores industriais devido à sua confiabilidade, design compacto, e adaptabilidade a uma ampla gama de pressões, temperaturas, e fluidos.

Tratamento de Água e Efluentes

• Aplicativo: Isolamento de fluxo, dosagem química, e sistemas de retrolavagem.
• Vantagens: Desligamento apertado, queda de baixa pressão, assentos resistentes à corrosão para água tratada ou aditivos químicos.
• Exemplo: As redes de distribuição de água municipais empregam válvulas de flange de borboleta para diâmetros que excedem 12 polegadas, Garantir a operação amigável à manutenção.

Indústria de Petróleo e Gás

• Aplicativo: Oleodutos de petróleo bruto, produtos refinados, distribuição de gás, e plataformas offshore.
• Vantagens: Tolerância de alta pressão (ANSI CLASSE 600 e acima), capacidade de fluxo bidirecional, Compatibilidade com hidrocarbonetos e fluidos corrosivos.
• Exemplo: Válvulas de borboleta flangeada excêntrica dupla ou tripla controlam oleodutos e gasodutos, onde vazamentos mínimos e alta confiabilidade são obrigatórios.

Geração de energia

• Aplicativo: Vapor, água de resfriamento, e sistemas de alimentação em usinas térmicas e nucleares.
• Vantagens: Tolerância a altas temperaturas, Seamento apertado para linhas de vapor, Atuação rápida de um quarto de volta para segurança.
• Exemplo: As válvulas de flange de borboleta excêntrica tripla lidam com vapor superaquecido a 482 ° C em linhas de água de alimentação de usina.

Processamento químico e petroquímico

• Aplicativo: Produtos químicos agressivos, ácidos, e processos de alta temperatura.
• Vantagens: Versatilidade material (316eu, Hastelloy, Dúplex 2205), limitação precisa, atrito mínimo para fluxo controlado.
• Exemplo: Válvulas de borboleta flangeada excêntrica com assentos de metal evitam vazamentos em ácido sulfúrico ou linhas de refrigerante cáustica.

Aquecimento, Ventilação, e Ar Condicionado (AVAC) e sistemas industriais de água gelada/quente

• Aplicativo: Regulação do fluxo em loops de água gelada, torres de resfriamento, e sistemas de aquecimento.
• Vantagens: Econômico, leve, Classificação de baixa pressão adequada para aplicações não críticas, Manutenção fácil.
• Exemplo: As válvulas concêntricas de flange borboleta regulam a distribuição de água gelada em todo o edifício com eficiência.

Comida, Bebida, e indústrias farmacêuticas

• Aplicativo: Linhas de processamento sanitário, CIP (Limpeza no local) sistemas.
• Vantagens: Aço inoxidável eletropolizado, Assentos aprovados pela FDA, Superfícies suaves eliminam zonas de crescimento bacteriano.
• Exemplo: Válvulas de borboleta flangeada com focas EPDM ou PTFE garantem o controle de fluxo higiênico em plantas de engarrafamento de bebidas.

Mineração e manuseio

• Aplicativo: Oleodutos de rejeitos, transporte de chorume, e controle de água.
• Vantagens: Construção robusta, discos e assentos resistentes à abrasão, Compatibilidade com fluidos viscosos ou carregados de partículas.
• Exemplo: Aço de aço carbono Válvula de borboleta de flange.

10. Comparação com outras válvulas

11. Conclusão

O Válvula de borboleta flangeada é uma solução versátil e econômica para controle de fluidos, oferecendo um equilíbrio de design compacto, alta capacidade de fluxo, e vedação confiável.

Sua adaptabilidade a diferentes materiais, classes de pressão, e os métodos de atuação o tornam indispensável entre as indústrias que variam de água municipal a petroquímicos.

Para engenheiros e equipes de compras, Selecionar o FBV certo envolve avaliar Compatibilidade da mídia, condições operacionais, Métricas de desempenho, e custos do ciclo de vida.

Com avanços contínuos em materiais e automação, As válvulas de borboleta flangeada permanecerão uma pedra angular do controle de fluxo industrial.

Válvulas personalizadas da Deze Foundry

De estações de tratamento de água e sistemas HVAC a petróleo & oleodutos, Reatores químicos, e redes de geração de energia, As válvulas de borboleta flangeada fornecem regulação precisa do fluxo e desligamento apertado em condições exigentes.

Sua operação de trimestre, estrutura compacta, e opções de material amplo permitem a personalização para fluidos específicos, pressões, e temperaturas.

Como uma fundição profissional de válvula e fornecedor, nós fornecemos Válvulas de borboleta flangeada de engenharia personalizada e componentes de precisão-cast, atendendo aos padrões internacionais (API, ISO, Ansi) ao garantir um desempenho econômico.

Se o seu projeto requer serviço de alta pressão de grande diâmetro, ligas resistentes à corrosão, ou projetos otimizados para eficiência de manutenção, Nossa experiência em fabricação garante soluções confiáveis adaptadas ao seu setor.

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Perguntas frequentes

As válvulas de borboleta flangeadas podem lidar com o serviço de gás de alta pressão?

Sim - válvulas flangeadas excêntricas e triplas com assentos de metal (API 609 Classe VI vazamento) e as classificações da ANSI Classe 300–900 são adequadas para gás de alta pressão (por exemplo, gás natural, azoto).

Garantir a conformidade com o ISO 15848-1 Classe ah para baixas emissões fugitivas.

Qual é o tamanho máximo de uma válvula de borboleta flangeada?

A maioria dos fabricantes oferece válvulas de borboleta flangeada até 48 polegadas (1200 milímetros) de diâmetro, Adequado para grandes estações de tratamento de água e petróleo & oleodutos.

Designs personalizados podem alcançar 60 polegadas (1500 milímetros) Para aplicações especializadas.

Como faço para impedir o vazamento da junta do flange?

Use juntas compatíveis com fluido/temperatura (por exemplo, grafite para vapor, PTFE para produtos químicos); apertar os parafusos em um padrão cruzado (por ASME PCC-1) para torque uniforme (por exemplo, 70 N · m para ANSI de 6 polegadas 300 flanges); Substitua as juntas anualmente.

São válvulas de borboleta flangeadas adequadas para serviço sanitário?

Sim - selecione 316L Bodies com superfícies eletorais (RA ≤0,8 μm), Assentos de PTFE, e flanges Tri-Clamp (3-A/EHEDG compatível).

Essas válvulas são usadas em laticínios, bebida, e fabricação farmacêutica.

Qual é a diferença entre a classe ANSI 300 e 600 válvulas flangeadas?

ANSI CLASSE 300 Válvulas lidam com 70 bar (20°C), enquanto classe 600 lida com 140 bar (20°C).

Aula 600 válvulas têm corpos mais grossos (20–30 mm vs.. 15–20 mm para aula 300) e flanges mais fortes, tornando-os adequados para aplicações de alta pressão, como refinarias e pipelines offshore.