A seleção da válvula certa é muito importante para os sistemas de fluxo industrial no que diz respeito à eficiência, segurança e funcionalidade precisa de controlo do fluxo nas indústrias de processo. Nas aplicações de controlo de fluidos, as válvulas acionadas e as válvulas de controlo são escolhas técnicas comuns porque são utilizadas em diferentes aplicações de controlo de fluidos. Conhecer as suas diferenças fundamentais, utilizações e considerações de custo ajudará a identificar o tipo de válvula mais adequado para o seu sistema.
O que é uma válvula actuada?
Uma válvula actuada é uma válvula que é operada por um dispositivo externo conhecido como atuador, tornando-a assim não manual. O atuador é um dispositivo independente que é alimentado por uma fonte de energia externa, como ar comprimido, fluido hidráulico ou pressão de fluido de sistemas hidráulicos, ou eletricidade, e converte os sinais de controlo em força mecânica para operar o corpo da válvula através de atuação.
Esta força actua na haste da válvula e faz com que a haste da válvula se levante, rode ou desloque o mecanismo da válvula para abrir, fechar ou regular o fluxo de fluidos no caso dos diferentes tipos de válvulas. Por exemplo, no caso das válvulas de diafragma, a força actua na superfície do diafragma para controlar o fluxo. O atuador é montado na válvula e acoplado ao mecanismo interno da válvula para permitir um funcionamento suave e eficiente.
São selecionados diferentes tipos de actuadores com base nos requisitos da aplicação, tais como velocidade, força de impulso, binário e precisão de controlo. As válvulas acionadas reduzem a necessidade de operação manual, aumentam a produtividade e garantem a estabilidade do sistema controlado.
O que é uma válvula de controlo?
Uma válvula de controlo é uma válvula que é utilizada para controlar o caudal, a pressão ou a temperatura de um fluido num sistema, utilizando frequentemente actuadores de válvulas de controlo para ajustes precisos. Controla o tamanho da passagem do fluido por controlo automático ou remoto e regula o caudal do fluido em função dos sinais recebidos do controlador.
Quando o controlador envia um sinal, o atuador, que é alimentado por uma fonte de energia externa, converte o sinal em energia mecânica. Esta força actua na haste da válvula e no obturador da válvula para alterar o tamanho do orifício, de modo a regular o caudal do fluido. O atuador pode ser ajustado para fazer pequenos ajustes no caudal, de modo a manter as condições necessárias no sistema.
Uma válvula de controlo é uma parte essencial dos sistemas automatizados de controlo de fluidos, porque foi concebida para alterar o caudal em resposta a sinais de controlo de forma estável.
Principais diferenças entre válvulas acionadas e válvulas de controlo
Embora tanto as válvulas acionadas como as válvulas de controlo sejam utilizadas para regular o fluxo de fluido, funcionam de forma diferente. Eis como se comparam:
| Caraterística | Válvula acionada | Válvula de controlo |
| Precisão do controlo |
1% – 5% |
0.1% – 1% |
| Tempo de resposta | Rápido (geralmente imediato) | Mais lento, requer ajustes finos |
| Capacidade de ajuste | Apenas abrir/fechar (funcionamento fixo) | Ajustes graduais (0%-100%) |
| Cenários de aplicação | Sistemas de paragem de emergência, segurança contra incêndios, controlo de ligar/desligar | Processamento químico, produção de energia, controlo de temperatura |
| Custo | Custo mais baixo | Custo mais elevado devido à complexidade |
| Adequação ambiental | Adequado para condições difíceis (alta pressão, corrosivo) | Adequado para ambientes controlados estáveis |
Precisão do controlo
As válvulas de controlo são utilizadas para a regulação contínua do fluxo de fluidos e destinam-se a oferecer uma variação suave do caudal. São compatíveis com os sistemas de controlo eletrónico, o que permite a sua regulação em função das necessidades do sistema. A precisão de controlo situa-se geralmente entre 0,1% e 1%.
Em contrapartida, as válvulas acionadas destinam-se a ser operadas com diferentes tipos de actuadores que podem ser selecionados em função dos requisitos de velocidade, força e grau de controlo. A precisão de controlo das válvulas acionadas é comparativamente baixa, sendo de cerca de 1% a 5%. Apesar de não serem tão precisas como as válvulas de controlo, as válvulas acionadas ajudam a minimizar as operações manuais, aumentam a eficiência e asseguram a estabilidade do sistema.
Tempo de resposta
Em muitos processos industriais, o tempo de resposta de uma válvula é um fator importante que tem de ser considerado. As válvulas de controlo, que são as que alteram a posição da válvula para controlar o caudal, são geralmente mais lentas na resposta. Isto deve-se ao facto de necessitarem de ser ajustadas em incrementos muito pequenos para controlar o caudal, a pressão ou a temperatura dos fluidos.
Por outro lado, as válvulas acionadas, incluindo válvulas solenóidesAs válvulas de controlo são do tipo que se abre ou fecha totalmente em função dos sinais recebidos. Uma vez que não requerem afinação fina, o seu tempo de resposta é normalmente mais rápido do que o das válvulas de controlo.
Capacidade de ajuste
As válvulas de controlo são mais adequadas para aplicações em que o caudal tem de ser alterado frequente e gradualmente de totalmente aberto para totalmente fechado, de 0% a 100%. São normalmente utilizadas em conjunto com outros sistemas de controlo, como os controladores PID, para ajudar na regulação da pressão e da estabilidade.
Por outro lado, as válvulas acionadas são utilizadas principalmente para controlo on/off e, por conseguinte, não têm o mesmo nível de controlo que as válvulas de controlo. Estas válvulas são normalmente utilizadas de modo a poderem abrir ou fechar apenas num determinado nível de funcionamento, por exemplo, 0%, 50%, 100%. Algumas das válvulas acionadas incluem válvulas de borboleta e válvulas de esfera, que embora possam oferecer algum grau de modulação, a sua precisão é muito inferior à das válvulas de controlo.
Cenários de aplicação
As válvulas de controlo são utilizadas em indústrias onde é necessário controlar o caudal, a pressão e a temperatura dos fluidos, como as indústrias de processamento químico, de produção de energia, de petróleo e gás e de tratamento de água. Nestas aplicações, as válvulas de controlo regulam o sistema e asseguram que este funciona no seu melhor, alterando constantemente as suas definições. Por exemplo, nas fábricas de produtos químicos, os caudais das válvulas de controlo podem ser controlados com um elevado grau de precisão, que pode ser tão baixo como 0,1% do ponto de regulação, tornando assim as fábricas seguras e eficientes.
Por outro lado, as válvulas acionadas, incluindo as válvulas de segurança e as válvulas de alívio, são adequadas para aplicações que requerem controlo on/off, por exemplo, sistemas ESD, sistemas de segurança contra incêndios e linhas de produção. Estas válvulas são ideais para utilização em alta pressão ou em áreas onde a automatização é desejável devido à distância da sala de controlo. Por exemplo, num sistema de paragem de emergência, as válvulas acionadas podem fechar em poucos segundos, evitando assim riscos e garantindo a segurança do sistema.
Diferenças de custo
A aquisição e manutenção de uma válvula de controlo é mais dispendiosa do que a de uma válvula actuada, uma vez que a primeira é composta por mais peças e requer ajustes complexos, incluindo a utilização de actuadores, sensores e até sistemas de controlo eletrónico. No entanto, caso a sua aplicação exija um tal nível de controlo, pode valer a pena considerar esta opção.
A escolha da válvula depende da aplicação e do compromisso entre o custo da válvula e o grau de controlo necessário.
Como escolher a válvula certa para as necessidades do seu sistema
A escolha entre uma válvula actuada e uma válvula de controlo depende do sistema que está a ser utilizado. Eis alguns dos factores que devem ser tidos em consideração:
Necessita de um controlo preciso? -Se a sua aplicação requer uma modulação contínua do caudal, da pressão ou da temperatura, as válvulas de controlo, incluindo as pequenas válvulas, são a escolha certa pela sua precisão.
É necessária uma operação remota? -Os actuadores pneumáticos, motores eléctricos ou actuadores hidráulicos são ideais para o funcionamento remoto ou automático das válvulas. Os actuadores pneumáticos podem fornecer uma grande quantidade de força e são ideais para aplicações que requerem tempos de resposta rápidos. Os actuadores eléctricos são ideais para o seu sistema se necessitar de elevados níveis de controlo e compatibilidade com sistemas digitais. Os actuadores hidráulicos são preferidos para aplicações de força elevada devido à sua resistência e fiabilidade.
Qual é o requisito de pressão e caudal? - As válvulas de controlo são ideais para aplicações com pressão e fluxo variáveis que requerem ajustes precisos, enquanto as válvulas acionadas são melhor utilizadas em sistemas com fluxo e pressão constantes.
Custo - As válvulas acionadas são mais baratas do que as válvulas de controlo, mas estas últimas permitem uma maior precisão no controlo do fluxo do fluido.
Condições ambientais - ter em conta as condições a que a válvula será exposta. As válvulas acionadas são concebidas para trabalhar em condições de serviço severas, como alta pressão ou serviços corrosivos; as válvulas de controlo, embora possam trabalhar em serviços severos, são mais adequadas para serviços controlados estáveis.
Estes métodos garantem a escolha da válvula correta para a sua aplicação.
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Pensamento final
Em conclusão, é importante notar que uma válvula actuada e uma válvula de controlo são dois produtos diferentes, concebidos para se adequarem a sistemas diferentes. Se o controlo tiver de ser muito preciso e sustentado, então uma válvula de controlo é a mais adequada. Nas aplicações em que é necessário abrir ou fechar a válvula ou automatizá-la à distância, as válvulas acionadas são mais eficazes e económicas. Assim, ao considerar a precisão do controlo, o tempo de resposta, o ambiente e o custo, pode tomar a decisão certa para melhorar o desempenho e a fiabilidade do seu sistema.
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