1. Introdução
UM válvula de porta é um linear, válvula liga/desliga projetada para abrir ou fechar completamente o fluxo de fluido através de um oleoduto.
Emprega um portão deslizante (ou cunha) que se move perpendicularmente ao caminho do fluxo, Oferecendo obstrução mínima quando selações totalmente abertas e apertadas quando fechadas.
Ao contrário das válvulas de aceleração, As válvulas de portão não se destinam à regulamentação do fluxo, mas para fins de isolamento.
Desenvolvimento Histórico e Evolução
Válvulas de portão Rastreie as aplicações precoces de vapor nos anos 1800.
À medida que os sistemas industriais cresciam em complexidade e escala, As válvulas de portão evoluíram-de corpos de ferro fundido e cunhas artesanais a projetos de liga de alto desempenho com assentos usuridos por precisão.
A ciência moderna de fabricação e materiais ativou válvulas que suportam pressões extremas (> 250 bar) e temperaturas (–196 ° C a 600 ° C.), Servindo petróleo exigente & gás, poder, e processos químicos.
2. O que é uma válvula de portão?
UM portão válvula é uma válvula de fechamento de pérola completa que usa um portão de metal (ou cunha) para bloquear o fluxo de fluido.
Em sua posição totalmente aberta, O portão se retira inteiramente do caminho do fluxo, Criando uma passagem igual em diâmetro para o oleoduto.

Esta configuração "direta" minimiza a resistência ao fluxo e a perda de pressão, Fazendo válvulas de portão ideal para aplicações onde a capacidade máxima de fluxo e o mínimo de ΔP são críticos.
As válvulas de portão são fabricadas em tamanhos da DN 10 (¾ ”) para dn 2000 (80″) e aulas de pressão que variam de classe 125 (≈ 19 bar) até a aula 2500 (≈ 413 bar).
Atributos -chave:
- Somente de serviço on/off: Não destinado a acelerar; traços parciais podem causar erosão no assento.
- Isolamento bisdirecional: Fornece selagem igualmente apertada se o fluxo é a montante ou a jusante.
- Indicação da posição visual: Rising -Stem e OS&Y Designs permitem que os operadores vejam de relance se a válvula está aberta ou fechada.
Princípio da operação
Mecânica de portão e assento
A operação de uma válvula de porta é baseada na interação entre o portão e os assentos dentro do corpo da válvula.
Quando a válvula é fechada, O portão desce e assentos contra duas superfícies de vedação (assentos) no corpo da válvula.
Em portões do tipo Wedge, A forma cônica do portão a força firmemente contra os assentos enquanto se move para baixo, criando um selo.

Os portões do tipo paralelo dependem da pressão do fluido ou de uma força externa para pressionar o portão contra os assentos.
Quando a válvula é aberta, O portão é levantado do caminho do fluxo, permitindo que o fluido passe pela válvula com obstrução mínima.
Características de controle de fluxo
Na posição totalmente aberta, As válvulas de portão oferecem um caminho de fluxo direto, resultando em uma queda de pressão muito baixa.
Isso os torna ideais para aplicações em que a manutenção de altas taxas de fluxo com perda mínima de energia é crucial, como em oleodutos de longa distância.
No entanto, As válvulas de portão não são adequadas para aplicações de limitação.
Quando parcialmente aberto, O portão cria uma passagem estreita para o fluido, que pode causar fluxo de alta velocidade, turbulência, e desgaste excessivo no portão e assentos.
Isso pode levar ao ruído, vibração, e uma vida útil da válvula reduzida. Como resultado, As válvulas de portão são usadas principalmente para serviço on-off, em vez de regulando continuamente as taxas de fluxo.
3. Projeto e construção da válvula de porta
A confiabilidade e a longevidade de uma dobradiça da válvula de portão no design meticuloso de seus componentes, Seleção criteriosa de material, e métodos adequados de conexão final.
Componentes principais
| Componente | Função & Características |
| Corpo | Abriga peças internas e sustenta a pressão da linha. Normalmente fundido ou forjado; A espessura da parede corporal segue a ASME B16.34 para resistir à aula 2500 (≈ 413 bar). |
| Capô | Cobre e sela a câmara do corpo. Junta de capô-corpo pode ser aparafusada, rosqueado, ou soldado. Fornece acesso para manutenção. |
| Portão (Disco) | A barreira em movimento. Os desenhos incluem cunha sólida, cunha flexível (cortes axiais para absorver a expansão térmica), e divisão de cunha (duas metades independentes para auto -alinhamento). |
| Assentos | Superfícies montadas em precisão nas quais o portão se veda. Pode ser integral (metal -metal) ou anéis macios substituíveis (PTFE, níquel). |
| Tronco | Transmite movimento do atuador para o portão. Geralmente 20 Mnv6 ou aço inoxidável para resistência à corrosão. Padrões de thread (por exemplo, Acme ou trapezoidal) Certifique -se de viajar suave. |
| Embalagem & Glândula | Selando ao redor do caule. As embalagens de grafite ou PTFE atingem taxas de vazamento ≤ 10⁻⁶ m³/s; As porcas da glândula compactam as embalagens uniformemente. O re -embalagem periódico restaura a integridade do selo. |
| Wheel Wheel/Atuator | Converter entradas de controle manual ou remoto no movimento do portão. Atuadores elétricos fornecem até 10 000 NM Torque para DN > 300 mm ou classe 1500+ válvulas. |
Seleção de materiais
A escolha do material é impulsionada pela pressão, temperatura, Química de fluidos, e custo. Abaixo está um resumo dos materiais comuns e seus envelopes de serviço:

| Material | Aplicações Típicas | Faixa de temperatura | Resistência à corrosão |
| Ferro fundido (EM 1561) | Água, vapor de baixa pressão | –10 ° C a 150 °C | Moderado; Não é adequado para meios ácidos/alcalinos |
| Aço carbono (A216 WCB) | Óleo & gás, vapor industrial geral | –29 ° C a 425 °C | Bom; suscetível à corrosão co₂/h₂s, a menos que seja revestido |
| Aço inoxidável (304/316) | Comida, farmacêutico, água do mar | –196 ° C a 550 °C | Excelente; resiste a um amplo espectro de produtos químicos |
| Aços de liga (WC6/CRMO) | Vapor de alta temperatura, petroquímico | 450 ° C a 600 °C | Alta resistência; resiste à fluência e sulfidação |
| SS duplex/super duplex | Óleo offshore & gás, cloretos | –50 ° C a 300 °C | Resistência excepcional ao corrosão de coroção e estresse |
| Plásticos (PVC/CPVC/PP) | Ácidos, cáusticos, água de baixa temperatura | 0 ° C a 65 °C | Bom para ácidos/bases fortes; faixa de temperatura limitada |
ENCONSTRAÇÕES (flangeado, rosqueado, soldagem)
Flangeado
As conexões flangeadas são o padrão da indústria para válvulas de portão.
Cada extremidade da válvula apresenta um plano, Flange circular que se compara a um flange correspondente no oleoduto através de parafusos e juntas.
Este arranjo oferece uma vedação de vazamento capaz de suportar altas pressões e temperaturas, ao mesmo tempo em que permite a rápida instalação e remoção para manutenção ou inspeção.
Rosqueado
Extremidades rosqueadas - internas (fêmea) ou externo (macho)- são comuns em válvulas pequenas (normalmente ≤ dn 50). Eles oferecem rápido, Make -up simples sem a necessidade de juntas ou parafusos.
No entanto, O envelope de serviço deles é limitado: As conexões de rosca podem se soltar ou vazar sob cargas cíclicas, temperaturas extremas, ou balanços de alta pressão, e, portanto, são inadequados para sistemas críticos ou de alta pressão.
Soldado
A soldagem funde permanentemente a válvula na tubulação - por meio de soquete soldado (para ≤ dn 50) ou bumbum -lado (para tamanhos maiores).
Este método produz um excepcionalmente forte, junta zero - ideal para alta pressão, alta temperatura, ou serviços críticos de segurança.
A troca é a complexidade de manutenção: A remoção normalmente requer corte e re -esclarecer o oleoduto.
Variações do caule: Rising vs.. haste não ridícula; parafuso externo & jugo (OS&S)
Rising -Stem vs.. Sistema de rroir
- Rising -Stem: O tópico da haste envolve o portão, Assim, quando a válvula abre o tronco visivelmente se estende acima do capô.
Isso fornece um inequívoco, AT -A -GLANCE Indicação da posição da válvula - valiosa em grandes instalações ou onde são necessárias verificações rápidas de status. - Sistema de rroir: O caule permanece em uma altura fixa e gira dentro do capô; O portão se move internamente.
Este design compacto se adapta a espaços confinados ou tubulação aérea, eliminar as preocupações de liberação e proteger o caule de riscos externos.
Parafuso externo & Jugo (OS&S)
OS&Y As válvulas são um subtipo de projeto de hastes nascentes, no qual as roscas dos parafusos permanecem externas ao limite de pressão, Apoiado por um garfo soldado. As vantagens incluem:
- Manutenção acessível: Os fios expostos permanecem limpos e lubrificados, Simplificando a substituição e lubrificação da embalagem.
- Indicação de posição clara: O deslocamento do parafuso exposto corresponde diretamente à posição do portão.
- Capacidade de alta pressão: Comumente especificado para grande diâmetro ou classe 600+ instalações quando confiável, O isolamento visível é crítico.
4. Tipos e classificação da válvula de porta
As válvulas de portão são projetadas em diversas configurações para se adequar à pressão variável, temperatura, e características da mídia.
Baseado no design do corpo e do disco
As válvulas de portão diferem principalmente na geometria e na construção de seu disco (portão) e como esse disco interage com os assentos do corpo.

Sólido (Rígido) Válvula de portão de cunha
- Geometria: Solteiro, O disco cônico usinado com um ângulo de cone de 3 ° –5 °.
- Mecanismo de vedação: Contato de metal -metal, pois o disco preso é forçado a entrar nos assentos cônicos correspondentes.
- Pontos fortes:
-
- Durabilidade excepcional em serviços de temperatura constante.
- O design mais simples gera o menor número de caminhos de vazamento e o menor custo de fabricação.
- Limitações:
-
- Suscetível a encadernação ou bloqueio quando confrontado com expansão térmica ou desalinhamento do assento; O torque de atuação pode subir até 30 %.
- Não é ideal para ciclismo térmico frequente.
Válvula flexível de portão de cunha
- Geometria: Disco de uma peça com um ou mais slots axiais (Geralmente 1-2 cortes) permitindo flexionar 0,5-1 mm.
- Mecanismo de vedação: Os rostos cônicos mantêm contato total mesmo sob expansão diferencial entre disco e corpo.
- Pontos fortes:
-
- Compensa automaticamente o desalinhamento ou a distorção automaticamente das mudanças de temperatura (± 50 °C).
- Mantém pressão uniforme de vedação, reduzindo o risco de vazamento sob ciclismo térmico.
- Limitações:
-
- Custos de material e usinagem um pouco mais altos (Aproximadamente 10-15 % Premium sobre cunhas sólidas).
- A fadiga flexural deve ser considerada em aplicações muito de alto ciclo.
Dividir (Dual) Válvula de portão de cunha
- Geometria: Dois meios-discos independentes conectados vagamente por uma mola, alfinete, ou tie -rod.
- Mecanismo de vedação: Cada metade se alinha independentemente ao seu respectivo assento, Garantir o contato uniforme de metal -metal.
- Pontos fortes:
-
- Tolerantes a imperfeições e desalinhamento do assento 1 mm sem comprometer o selo.
- Ideal para alta pressão (Classe 600–1500) e ambientes de vibração de alta.
- Limitações:
-
- Maior contagem de peças e complexidade; O tempo de inventário e de manutenção de peças de reposição pode dobrar.
- Componentes de primavera ou pino introduzem pontos de desgaste potenciais adicionais.
Válvula de porta de lâmina paralela
- Geometria: Plano, faces paralelas no disco; Sem duplicação inerente.
- Mecanismo de vedação: Molas externas ou pressão do sistema empurre o disco no assento a jusante; Um ombro usinado geralmente impede o excesso de troca.
- Pontos fortes:
-
- Força de assento uniforme em toda a face do disco, Independentemente da posição do portão, reduzindo o estresse localizado e o desgaste.
- Bem adequado para serviços abrasivos ou de chorume, À medida que as forças de cunhagem mais baixas minimizam a incorporação de partículas..
- Limitações:
-
- Requer hardware auxiliar (fontes ou portas de manutenção de pressão), Adicionando custos e possíveis caminhos de vazamento.
- A integridade de vedação depende da força de mola ou pressão diferencial suficiente; não pode selar de maneira confiável a pressões muito baixas.
Com base nas classificações de pressão -temperatura
As válvulas de portão devem ser especificadas para corresponder à pressão operacional máxima e temperatura do sistema.

Os padrões definem "classes" ou "classificações" discretas que garantem a capacidade de pressão de uma válvula a uma temperatura de referência (geralmente 38 °C), junto com um envelope de pressão -temperatura permitido além desse ponto.
Selecionar a classificação correta garante seguro, Desempenho sem vazamento sob todas as condições de serviço esperadas.
Padrões de classificação comuns
| Padrão | Designação | Pressão @ 38 °C | Faixa de temperaturapós | Materiais típicos |
| ANSI/ASME B16.34 | Aula 150 | ≤ 19 bar | –29 ° C a 425 ° C² | WCB, CF8M, WC6 |
| Aula 300 | ≤ 51 bar | –29 ° C a 425 ° C² | WCB, CF8M, WC6 | |
| Aula 600 | ≤ 124 bar | –29 ° C a 425 ° C² | WCB, WC6, CRMO | |
| Aula 900 | ≤ 196 bar | –29 ° C a 550 ° C³ | WC6, CRMO | |
| Aula 1500 | ≤ 258 bar | –29 ° C a 550 ° C³ | WC6, CRMO, Liga 625 | |
| Aula 2500 | ≤ 413 bar | –29 ° C a 550 ° C³ | Liga 625, SS Duplex | |
| ISO 5208 / De PN | Pn 6 | ≤ 6 bar | 0 ° C a 120 °C | Ferro dúctil, PVC |
| Pn 10 | ≤ 10 bar | 0 ° C a 120 °C | Ferro dúctil, PP | |
| Pn 16 | ≤ 16 bar | –10 ° C a 150 °C | Ferro fundido, WCB | |
| Pn 25 | ≤ 25 bar | –10 ° C a 200 °C | WCB, WC6 | |
| Pn 40 | ≤ 40 bar | –10 ° C a 225 °C | WC6, CRMO |
Válvulas de portão de propósito especial

Válvulas de portão criogênicas
- Recursos de design: Capatos estendidos (até 2 × altura da válvula) para isolar a embalagem de –196 ° C criogênio; ligas de baixa temperatura (A351 CF8M, ASTM A182 F304L).
- Dados -chave: Vazamento ≤ 1 × 10⁻7 m³/s; subsídios de contração térmica até 2 milímetros.
- Casos de uso: Processamento de GNL, Distribuição de gás industrial.
Válvulas de portão de alta temperatura
- Recursos de design: Corpos de liga WC6 ou CRMO, As embalagens de grafite/metálico classificadas para 600 °C, Jaquetas opcionais com aquecimento a vapor.
- Dados -chave: Força de fluência ≥ 30 MPA em 550 °C; vazamento de assento classe IV (≤ 0.1 % capacidade) em temperaturas elevadas.
- Casos de uso: Linhas de vapor superaquecidas, fornos de refinaria.
Válvulas abrasivas e de service
- Recursos de design: Encontras de rosto rígido (estrelito, Sobreposições WC -CO), revestimentos de cerâmica/pu, Anéis de assento de sacrifício substituíveis em menos de uma hora.
- Dados -chave: Taxas de erosão < 0.05 mm/ano em 10 M/s Velocidade de pasta; Melhoria da vida > 5× sobre acabamentos não forçados.
- Casos de uso: Rejeitos de mineração, polpa & Linhas de estoque em papel, água carregada de areia.
Resistente à corrosão / Válvulas forradas
- Recursos de design: PTFE/FEP FORNINGS até 3 mm de espessura, peças molhadas de aço inoxidável ou hastelloy, embalagem de lip duplo para lidar com produtos químicos agressivos.
- Dados -chave: Compatibilidade com 98 % H₂so₄, 50 % Naoh; taxas de vazamento ≤ 1 × 10⁻6 m³/s.
- Casos de uso: Dosagem ácida/cáustica, Serviço de cloro, Linhas de CIP farmacêuticas.
Válvulas de portão balanceadas por pressão
- Recursos de design: Os canais de desvio interno equalizam a pressão no disco; Os projetos de disco equilibrados reduzem as forças de fechamento desequilibradas em 60-80 %.
- Dados -chave: Redução de torque de atuação de 5 000 Nm para 1 000 Nm em um dn 600 Aula 900 válvula.
- Casos de uso: Mains de água de grande diâmetro, oleodutos de hidrocarbonetos de alta pressão.
5. Parâmetros de desempenho da válvula de porta
Seleção de válvulas de portão e dobradiça de dimensionamento em três principais métricas de desempenho: quanto fluxo eles passam (CV e queda de pressão),
Como eles selarão (Classe de vazamento), e quanta força ou torque é necessário para operá -los (Requisitos de atuação).

Queda de pressão e coeficiente de fluxo (Cv)
Coeficiente de fluxo (Cv):
Definido como o número de EUA. galões por minuto (GPM) de água em 60 ° f que passará pela válvula com um 1 Psi queda de pressão.
Valores típicos de CV:
| Tamanho da válvula (Dn/in) | Kv (m³/h) | Cv (gpm/ps^½) |
| Dn 50 (2″) | 50–70 | 60–85 |
| Dn 100 (4″) | 200–240 | 240–290 |
| Dn 200 (8″) | 800–1 000 | 960–1 200 |
| Dn 300 (12″) | 2 500–3 000 | 3 000–3 600 |
Queda de pressão:
As válvulas de portão são integradas, Então, o coeficiente de risco de cabeça (K) na posição totalmente aberta é muito baixa - tipicamente 0,03-0,08.
Por exemplo, um dn 100 Passagem da válvula 20 m³/h de água produz ΔP ≈ 0.05 bar. Δp baixo minimiza a energia de bombeamento e os custos operacionais em grandes sistemas de tubulação.
Taxas de vazamento e aula de aperto
ANSI/FCI 70-2 Classes de vazamento:
| Aula | Vazamento máximo (% de capacidade de válvula por minuto) |
| Classe I. | ≤ 10 % |
| Classe II | ≤ 1 % |
| Classe III | ≤ 0.1 % |
| Classe IV | ≤ 0.01 % |
| Classe V. | ≤ 0.001 % |
| Classe VI | ≤ 0.00001 % |
- Classe IV - nós As válvulas são usadas para serviços críticos (por exemplo, isolamento do vapor, fluidos tóxicos ou perigosos).
- API 598 Teste:
-
- Teste de casca: Corpo de válvula pressurizado a 1,5 × pressão nominal, nenhum vazamento permitido.
- Teste de assento: Válvula fechada contra a pressão nominal (Lado a montante), com vazamento permitido de acordo com a classe ANSI/FCI (água ou ar).
Vs com tratamento suave. Cometido por metal:
- Assentos macios (PTFE, Elastômeros) geralmente alcançam o aperto da classe VI a temperaturas baixas a moderadas (< 200 °C).
- Assentos de metal confie na usinagem precisa e na pressão da linha para selar, normalmente classe IV em serviço de alta temperatura.
Métodos de torque e atuação operacionais
- Operação manual (Roda de mão):
-
- O torque necessário aumenta com o tamanho da válvula, classe de pressão, e aperto do assento.
- Torques manuais típicos:
| Tamanho da válvula (Dn) | Aula 150 Torque (Nm) | Aula 600 Torque (Nm) |
| Dn 50 | 15–30 | 30–60 |
| Dn 200 | 150–250 | 300–450 |
| Dn 600 | 800–1 200 | 2000–3000 |
- Atuadores elétricos:
-
- Forneça controle preciso e torque até ~ 10 000 NM para válvulas de diâmetro grande ou de alta pressão.
- Os recursos incluem feedback de torque/posição, velocidade variável, e integração com DCS/SCADA.
- Atuadores pneumáticos:
-
- Use ar comprimido (4–8 suprimento de barra) Para dirigir um pistão ou diafragma, entregando operação de alta velocidade e torques até ~ 5 000 Nm.
- Comum em designs seguros de falhas (Spring -Return) Para fechamento de emergência.
- Atuadores hidráulicos:
-
- Empregar fluido incompressível para gerar torques muito altos (5 000–20 000 Nm) e ciclismo rápido em condições extremas.
- Adequado para instalações remotas ou offshore, onde a energia elétrica ou o ar pode ser limitada.
6. Aplicações em todos os setores
Isolamento robusto/desligado das válvulas de portão, vedação bisdirecional, e a resistência mínima do fluxo os torna indispensáveis em um amplo espectro de indústrias de processo.

Óleo & Gás
A montante:
- Isolamento da cabeça de poço: Válvulas de portão (DN 50 - DN 150; Classe 1500–2500) provide positive shut‑off on Christmas trees and choke manifolds, handling pressures up to 345 bar and sour service (H₂s) condições.
- Drilling Fluid Control: Sizes DN 25–DN 100 with flexible‑wedge discs regulate mud returns and protect pumps from backflow.
Midstream:
- Pipeline Blocks: Large‑bore DN 600–DN 1200 Aula 600 valves isolate 20–50 km pipeline sections for maintenance or pigging.
Valve Cv often exceeds 3 000 to accommodate crude oil flows of 10 000 m³/h. - Compressor Stations & Metering Skids: Class 900–1500 valves withstand cyclic pressures (até 100 cycles/day) and temperatures from –40 °C (winter) para +50 °C (summer).
A jusante:
- Refinery Process Units: Gate valves with corrosion‑resistant trims (Hastelloy C‑276, Monel) isolate high‑temperature (400 °C) reactor feeds and naphtha stabilizer bottoms.
- LNG Terminals: Cryogenic gate valves (extended bonnets, soft-seat options) Operando a –162 ° C garantem isolamento livre de vazamentos durante a transferência e armazenamento.
Geração de energia
Serviço a vapor:
- Isolamento da caldeira: Válvulas de portão (DN 100 - DN 500; Classe 600–900; Corpo WC6/CRMO, Embalagem de grafite) manuseie o vapor de 100 a 160 bar em 520 °C, Fornecendo fechamento crítico de segurança para controles de queimadores e loops de superaquecedor.
- Bypass de turbina & Linhas de drenagem: Classe de alta integridade 1500 As válvulas isolam redes de desvio de emergência; Atuadores pneumáticos de ação rápida se aproximam 5 segundos para proteger as turbinas durante os eventos de viagem.
Água de resfriamento & Condensado:
- Isolamento do condensador: DN 300 - DN 800 Classe 150–300 Válvulas de ferro fundido ou aço de carbono regulam os fluxos de 5 000–15 000 m³/h a 25-40 ° C.
- Desvio de manutenção: As válvulas de portão de ponta flanged permitem limpeza de pacote de tubo de condensador sem interrupções na grade.
Tratamento de Água e Efluentes
Ingestão de água bruta:
- Isolamento da tela: Diâmetro grande (DN 800 - DN 2000) válvulas de portão de ferro dúctil fluxos de controle de 10 000–30 000 m³/h de reservatórios, com classificações de classe 150-300 em até 16 bar.
- Isolamento da estação de bomba: DN 150 - DN 400 Válvulas protegem as bombas de vários estágios; As opções resistentes fornecem o fechamento da classe VI para evitar a contaminação cruzada.
Águas residuais & Efluente:
- Linhas de lodo: Encontros resistentes à abrasão (Sobreposições de carbido de tungstênio) em DN 100 - dn 300 As válvulas suportam devagar com 10 a 30 % sólidos e velocidades até 3 EM.
- Desinfecção por desinfecção por UV: DN 50 - DN 150 forrado de plástico (PVC/CPVC) As válvulas de portão resistem aos produtos químicos de refrigerante de cloro e lâmpada UV a temperaturas ambientais.
Processamento químico e petroquímico
Serviços corrosivos:
- Linhas ácidas/alcalinas: Válvulas de portão de Ptfe -Lined (DN 15 - DN 200; Pn 16 pn 40) lidar 98 % H₂so₄ e 50 % Naoh em 80 °C, alcançar taxas de vazamento ≤ 1 × 10⁻⁶ m³/s.
- Cloro & Ácido clorossulfônico: GRAPAS HASTELLOY C -276 e embalagem de grafite de lip duplo Mantenha a integridade em 120 ° C e 20 bar.
Processos de hidrocarbonetos:
- Isolamento de alimentação de reação: Classe de aço inoxidável 600 válvulas isolam matérias -primas C₄/C₅ em reatores em 200 °C, minimizar o vazamento de vapor e as emissões ambientais.
- Unidades de regeneração de glicol: Classe flexível 300 válvulas em dn 50 - dn 150 Tamanhos alça 200 ° C Glycol rico com sólidos arrastados.
7. Vantagens & Desvantagens das válvulas de portão
Vantagens
- Perda mínima de pressão
Quando totalmente aberto, O portão se retrai completamente, Oferecendo um caminho de fluxo direto com coeficientes de risco de cabeça tão baixo quanto 0,03-0,08.
Isso se traduz em Δp insignificante, Redução de energia de bombeamento e custos operacionais em sistemas de alto fluxo. - Positivo, Fech -off bisdirecional
Portões do tipo cunha (sólido, flexível ou dividido) gerar pressão de contato metal -metal
que aumenta com a pressão da linha, Entregando o aperto ANSI/FCI Classe IV -VI em ambas as direções de fluxo - essencial para isolamento seguro durante a manutenção ou emergências. - Compatibilidade de mídia ampla
Disponível em materiais de ferro fundido e aço carbono a ligas inoxidáveis e especiais duplex, As válvulas de portão acomodam líquidos, gases, e lamas em um amplo pH e espectro de temperatura (–196 ° C a +600 °C). - Tamanho e classificação escaláveis
Fabricado a partir de DN 10 para dn 2000 e classificou a classe ANSI 150 através 2500 (ou PN 6 - pn 40), As válvulas de portão se adequam a tudo, desde pequenas linhas de instrumentação a válvulas de bloqueio de oleoduto de grande porte. - Durabilidade & Baixo custo do ciclo de vida
Com internos simples (8–12 Partes principais), extremidades flangeadas para facilitar o acesso, e assentos substituíveis,
As válvulas de portão devidamente mantidas podem exceder 20 Anos de serviço em papéis de isolamento intermitente -Duty.

Desvantagens
- Não destinado à regulação do fluxo
A abertura parcial cria um slot estreito que acelera o fluido, causando turbulência, vibração, e erosão acelerada do assento/portão - CV pode aparecer até 30 % Depois de repetidos ciclos de limitação. - Operação lenta & Alto torque
Válvulas grandes ou de alta pressão podem exigir 20 a 60 voltas para acidente vascular cerebral, e o torque de fechamento pode exceder vários milhares de nm - interrupções de engrenagens ou atuadores alimentados para atuação rápida ou remota. - Pegada volumosa
Especialmente em hastes em ascensão ou os&Y Designs, Válvulas de portão exigem folga vertical significativa (até 400 MM Viagem de caule) e pode pesar uma tonelada em DN ≥ 600 tamanhos mm, Requisitos de suporte estrutural aumentados. - Custo inicial mais alto para projetos de especialidade
Ligas especiais, acabamentos flexíveis de largura ou divisão, e assentos de alta integridade (macio ou metal) prêmios de comando de 10 a 30 % sobre tipos de válvulas mais simples, Embora muitas vezes compensado por manutenção reduzida e vida útil mais longa.
8. Instalação, Operação, e manutenção
Instalação & Alinhamento
- Inspeção & Orientação: Verifique a válvula e os internos são livres de danos e limpos. Instale com a direção do pipeline de combinação de seta de fluxo.
- Pontas flangeadas: Alinhe as faces paralelas (< 0.5 milímetros), Use um padrão de torque cruzado em parafusos.
- Extremidades rosqueadas/soldadas: Aplicar o selante apropriado nos threads; Envolva soldadores certificados para articulações de bunda ou soquete.
- Apoiar: Cuideira perto da válvula (Dentro de 1–1,5 × diâmetro da válvula) Para evitar estresse corporal e desalinhamento.
Comece, Desligar & Acelerar
- Ciclismo lento: Abra/feche em 1 a 2 minutos (pequenas válvulas) ou 3-5 minutos (grande) Para evitar o impacto do martelo de água e do assento.
- Apenas derrame completo: Sempre opere válvulas de portão totalmente abertas ou fechadas - nunca o acelerador. Para controle de fluxo, Instale um globo ou válvula de controle em série.
- Equalização de pressão: Em linhas de alta diferença, Use um desvio ou válvula de equalização para equilibrar a pressão antes de andar de bicicleta.
Inspeção & Solução de problemas
- Verificações visuais: Inspecione mensalmente por vazamentos na embalagem, capô, e termina.
- Monitoramento de torque: Observe qualquer > 10 % Aumentar - indica o desgaste do assento, Destroços, ou corrosão.
- Serviço de embalagem: Nozes da glândula retorque para especificar; Substitua a embalagem no primeiro sinal de infiltração ou degradação.
- Remédios comuns:
-
- Vazamento: Assentos de volta ou máquina; renovar a embalagem.
- Portão de aderência: Detritos nivelados, Válvula de ciclo, Inspecione a corrosão.
- Alto torque: Limpe/lubrifique as linhas do caule; realinhar assentos ou substituir peças gastas.
Custo da ciclo de vida & Confiabilidade
- Quebra de custos: Compra inicial 40%, instalação 10%, manutenção 30%, tempo de inatividade 20%.
- Longevidade & ROI: Embora os custos iniciais possam ser maiores, As válvulas de portão adequadamente especificadas geralmente superam as alternativas acima de 15 a 20 anos em serviço de isolamento - especialmente com manutenção preventiva e materiais de qualidade.
9. Padrões, Códigos & Conformidade Regulatória
Design de válvula de porta, fabricação, testando, e a documentação deve estar em conformidade com os padrões e regulamentos reconhecidos para garantir a segurança, confiabilidade, e conformidade legal.
Padrões Internacionais
- ASME B16.34 “Válvulas - vasculhadas, Rosqueado, e fim de soldagem ”
Define classificações de pressão -temperatura, materiais, dimensões, tolerâncias, marcação, e requisitos de inspeção para o portão (e outros) válvulas nas classes 150–2500. - API 600 “Válvulas de portão de aço - extremidades flangadas e bumbumes”
Especifica os requisitos para o metal tratado, Válvulas de porta de aço de Bonnet Bolted usadas em óleo, gás, e serviço petroquímico, incluindo materiais, projeto, inspeção, e teste. - ISO 5208 “Válvulas industriais - teste de pressão”
Padroniza o shell, assento, e procedimentos de teste de banco traseiro e taxas de vazamento permitidas para diferentes classes de válvulas (A - f), garantindo verificação de desempenho consistente em todo o mundo.
Regional & Códigos da indústria
- Ped (2014/68/UE)
A diretiva europeia de equipamentos de pressão exige requisitos de segurança essenciais, Procedimentos de avaliação de conformidade, e marcação CE para equipamentos pressurizados acima 0.5 bar, incluindo válvulas de portão. - ASME B31.3 “Tiping Process”
Governa o design, fabricação, conjunto, e inspeção de sistemas de tubulação em produtos químicos, petróleo, e indústrias relacionadas; Referências Padrões de válvula para integridade de pressão e compatibilidade do material. - API 6D “Válvulas de pipeline”
Cobra o design, testando, e documentação para válvulas usadas no transporte de oleoduto de petróleo, gás, e hidrocarbonetos, com requisitos adicionais para emissões fugitivas e testes de ciclo. - Nascido MR0175/ISO 15156
Especifica materiais e controles de corrosão para serviço azedo (Ambientes H₂S), Mandando ligas qualificadas e limites de dureza para evitar rachaduras por tensão de sulfeto.
10. Comparação com outras válvulas
| Recurso | Válvula de porta | Válvula globo | Válvula de esfera | Válvula Borboleta |
| Resistência ao fluxo | Muito baixo (K ≈ 0,03-0,08) | Moderado (K ≈ 5-10) | Muito baixo (K ≈ 0,05-0,1) | Baixo moderado (K ≈ 0,2-0,5) |
| Acelerar | Não recomendado | Excelente | Justo (risco de cavitação) | Bom (mas cv não linear) |
| Aperto de desligamento | Classe IV - nós (Metal/assentos macios) | Classe IV - V (assentos de metal) | Classe VI (assentos macios) | Classe IV - nós (dependendo do disco) |
| Bildirecional | Sim | Não | Sim | Sim |
| Velocidade de operação | Lento (20–60 voltas) | Lento (15–40 voltas) | Muito rápido (¼ - ½ turno) | Rápido (¼ - ½ turno) |
| Faixa de tamanho | DN 10 - DN 2000+ | DN 10 - DN 800 | DN 2 -DN 300 | DN 50 - DN 2000 |
| Classificações de pressão | ANSI 150–2500 / PN 6-pn 40 | ANSI 150-900 / PN 6-pn 40 | ANSI 150-600 / PN 6-pn 25 | ANSI 150-600 / PN 6-pn 40 |
| Custo (por dn) | Moderado | Alto | Alto | Baixo |
| Manutenção | Moderado (embalagem, assentos) | Alto (muitas partes) | Baixo (poucas partes) | Baixo (poucas partes) |
| Pegada & Peso | Grande e pesado em tamanhos grandes | Volumoso | Compactar | Compactar |
11. Conclusão
As válvulas de portão permanecem componentes vitais em sistemas de manuseio de fluidos em todo o mundo devido à sua construção robusta, capacidade de fechamento apertado, e versatilidade entre regimes de pressão e temperatura.
Ao entender as nuances do design, seleção de materiais, e as melhores práticas de manutenção - e aderendo aos padrões da indústria - os engenheiros podem otimizar o desempenho e a longevidade das válvulas.
Como integração digital, Materiais avançados, e manufatura aditiva remodelando a indústria, A válvula do portão continuará evoluindo, sustentando a próxima geração de cofre, eficiente, e sistemas de processo confiáveis.
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