Já apresentamos alguns detalhes sobre a construção e utilização das válvulas nos artigos anteriores. Continuando com nossa sequência de artigos técnicos, vamos falar sobre os materiais utilizados nestes produtos, tanto nos componentes externos (por exemplo, corpo e tampa) como nos internos (por exemplo, as vedações).

Metais Não Ferrosos

Para construir uma válvula pode-se adotar metais ferrosos ou não ferrosos, e até polímeros, embora estes estejam presentes em aplicações mais brandas.

Os metais não ferrosos são os que, em sua composição, possuem menos do que 1% de Ferro ou até este elemento nem aparece. Como exemplos, citamos Cobre, Bronze, Alumínio, etc.

Na Acerval você pode encontrar válvulas construídas em Latão (liga composta em sua maioria por Cobre), que são as Linhas A-801, A-804, A-809, A-810, A-811, A-812 e A-814.

Elas são uma opção de menor custo em relação ao aço, e devido ao seu revestimento niquelado, oferecem até uma razoável resistência à oxidação.

Metais Ferrosos

Como o próprio nome explica, os metais ferrosos são os que possuem o elemento Ferro em sua composição em uma quantidade considerável.

Citam-se como exemplos o próprio metal Ferro ou os aços, que são ligas a base de Ferro e Carbono com a adição de elementos que alteram as suas propriedades, conferindo principalmente maior resistência ao metal.

As Linhas Acerval A-841, A-844 e A-872 possuem componentes feitos em Ferro.

Já as Linhas A-721, A-733, A-818, A-831, A-851, A-861, A-871 possuem todos os seus componentes metálicos em aço.

Aço Carbono

O aço carbono é uma liga que, como o nome refere, possui uma quantidade considerável de Carbono em sua composição.

Este Carbono influencia diretamente na resistência mecânica da liga e é esta a sua vantagem em relação a outros metais ferrosos.

Quando utilizado em válvulas e vasos de pressão, o aço carbono também recebe outras adições em sua composição, a fim de garantir propriedades específicas, como por exemplo resistência à temperatura ou até facilidade de usinagem.

Em resumo, o aço carbono será utilizado sempre que o fluido ou ambiente onde está exposto não for corrosivo e se necessite de maior resistência mecânica do que a do ferro fundido.

Aço Inoxidável

Como explicamos anteriormente, os aços são ligas que a partir da adição de certos componentes em sua composição obtém algumas propriedades específicas.

No caso dos aços inoxidáveis, como o próprio nome refere, a presença de Níquel e Cromo (além de outros elementos) assegura uma maior resistência à corrosão ou oxidação, dependendo da aplicação, a inibindo por completo.

Há uma enorme variedade de aços inoxidáveis, e igual aos aços carbono, eles podem ter adições em sua composição para aumentar a resistência à oxidação (para ambientes mais agressivos), facilitar os processos de fabricação (ex: usinagem, conformação, etc.) e até aumentar a resistência mecânica. Entretanto, deve-se ter cuidado na sua seleção, pois para beneficiar algumas características, alguns aços inoxidáveis podem ter sua resistência à corrosão reduzida.

Polímeros

Diversos tipos de polímeros são utilizados na construção de válvulas, tanto em componentes internos como na própria estrutura. Neste artigo nos limitaremos aos polímeros utilizados internamente nas válvulas como mancais ou elementos de vedação.

O polímero mais encontrado em válvulas é o Teflon® (nome comercial do politetrafluoretileno ou PTFE), pois possui algumas características que favorecem o seu uso nesta aplicação.

A principal característica do Teflon® é o baixo coeficiente de atrito (tanto estático como dinâmico), o que assegura uma suavidade e linearidade no acionamento da válvula, momento em que ocorre a movimentação e atrito dos componentes internos.

Mas não menos importante, há também a grande compatibilidade química deste polímero. Ou seja, o PTFE resiste ao ataque de uma série de compostos químicos sejam eles bases, ácidos, solventes, etc., o que é muito conveniente para o uso em válvulas, vistos que as mesmas podem ser expostas a uma variedade enorme de fluidos dependendo da aplicação.

Por fim, considerando-se que o Teflon® é um polímero, ele possui uma boa resistência à temperatura quando comparado com materiais similares.

Apesar das excelentes propriedades deste material, também podem ser feitas adições à base de Teflon® para ressaltar características específicas, como por exemplo a adição de fibra de vidro para resistência ao desgaste, adição de carbono e grafite para maior resistência à temperatura, etc.

Elastômeros

Apesar de o Teflon possuir uma boa memória (retornar ao formato original), há alguns componentes que necessitam de maior elasticidade. É neste tipo de aplicação que entram os elastômeros.

As válvulas de esfera Acerval geralmente possuem elastômeros em vedações estáticas (sem movimento), como por exemplo o o’ring na vedação dupla da conexão corpo/tampa de válvulas bipartidas.

Já nas válvulas borboleta, o elastômero é utilizado como vedação dinâmica, na própria sede que veda o disco. Mas como os elastômeros possuem propriedades diferentes do Teflon®, o seu uso requer alguns cuidados especiais no projeto para que seja garantida a suavidade e linearidade da válvula.

Algumas válvulas de esfera de menor exigência também possuem elastômeros no seu engaxetamento (vedação da haste).

Materiais das Válvulas: como escolher?

Critérios para Seleção de Materiais

Como abordamos anteriormente, há uma grande diversidade de materiais e aplicações de válvulas. Geralmente o principal critério para seleção de materiais é escolher a opção que atenda aos requisitos do projeto ou do cliente com o menor custo possível.

Estes requisitos podem ser resistência mecânica ou à pressão, compatibilidade química, resistência ao acionamento repetido, etc.

Por exemplo, se uma válvula for utilizada em um fluido industrial não corrosivo, não há a necessidade de ser em aço inoxidável (de valor mais elevado). Caso o fluido seja corrosivo ou ocasione algum ataque químico, então a válvula necessita ser em aço inoxidável, mas nem sempre inteiramente neste material. Se somente o fluido for agressivo mas o ambiente externo não, pode ser adotada uma versão chamada semi-inox onde os componentes externos (que não entram em contato com o fluido) são em aço carbono zincado, para suportar exposição normal ao tempo mas não ambientes corrosivos. Entretanto, caso o ambiente externo também seja agressivo, então a válvula deverá ser inteiramente em aço inoxidável.

Como você deve ter imaginado, o aumento dos componentes em aço inoxidável consequentemente aumenta o preço da válvula.

Além dessas configurações, a Acerval disponibiliza duas opções de aço inoxidável: inox 304 e 316.

Para a seleção do material das vedações o princípio é o mesmo: o PTFE é a alternativa de menor custo, e caso atenda às especificações de projeto, não há porque adotar um material de maior valor.

Entretanto, caso as temperaturas sejam mais elevadas há a alternativa do PTFE+FV ou AT.

PTFE+FV também é recomendado para aplicações onde o fluido é um pouco mais abrasivo.

Caso tenha dúvidas sobre a seleção dos materiais, entre em contato com a Acerval que temos uma equipe técnica disponível para lhe orientar!