O que é golpe de aríete com válvulas de retenção

O golpe de aríete é um problema comum em sistemas de fluidos, especialmente aqueles com válvulas de retenção. Este artigo explora as causas, os perigos e as técnicas de prevenção do golpe de aríete, concentrando-se no papel das válvulas de retenção na mitigação ou agravamento do problema.

O que é martelo de água

O golpe de aríete, também conhecido como choque hidráulico, é um surto ou onda de pressão causado pela energia cinética de um fluido em movimento quando é forçado a parar ou mudar de direção repentinamente. Este fenômeno pode ocorrer em sistemas de fluidos, incluindo tubulações e válvulas, e pode causar danos significativos se não for controlado.

O que causa o golpe de aríete

• Mudanças repentinas na velocidade do fluido: Ocorre devido ao fechamento rápido da válvula ou desligamento da bomba. Quando uma válvula fecha rapidamente ou uma bomba para abruptamente, o momento do fluido é subitamente interrompido, fazendo com que uma onda de pressão se propague através do sistema.
• Altas velocidades de fluidos e longos trechos de tubos retos: À medida que o fluido se move em altas velocidades através de seções de tubulação estendidas e ininterruptas, o potencial para picos de pressão significativos aumenta quando o fluxo é interrompido repentinamente ou redirecionado.
• Orientações verticais do tubo com fluxo ascendente: Nestes casos, o peso do fluido e a mudança repentina de direção podem amplificar o aumento de pressão, levando a incidentes de golpe de aríete mais graves.
• Seleção e posicionamento inadequado da válvula: Válvulas subdimensionadas, mal aplicadas ou localizadas muito próximas de bombas ou outras fontes de perturbação do fluxo podem aumentar a probabilidade e a gravidade de eventos de golpe de aríete.
• Falta de dispositivos de mitigação de golpes de aríete: A ausência de dispositivos de mitigação do golpe de aríete, como tanques de compensação, câmaras de ar ou supressores de golpe de aríete, pode contribuir para a ocorrência e gravidade do golpe de aríete. Esses dispositivos ajudam a absorver picos de pressão e minimizar os efeitos prejudiciais do choque hidráulico.

Como as válvulas de retenção podem piorar o golpe de aríete

• Válvulas de retenção tradicionais podem piorar o golpe de aríete: Essas válvulas dependem do fluxo reverso e da gravidade para fechar, o que pode causar batidas abruptas e picos de pressão. O disco da válvula percorre uma distância significativa antes da vedação, permitindo que um volume maior de fluido inverta a direção e crie um golpe de aríete mais severo.
• Outros projetos de válvula de retenção também são propensos a bater: Disco basculante, porta dupla e válvulas de retenção podem contribuir para o golpe de aríete. Estas válvulas podem fechar abruptamente, causando interrupções repentinas de fluxo e picos de pressão.
• Válvulas solenóides de ação rápida podem contribuir para o golpe de aríete: Válvulas que fecham muito rapidamente podem causar mudanças repentinas de pressão e ondas de choque hidráulico no sistema.
• Válvulas de retenção subdimensionadas ou mal aplicadas agravam o golpe de aríete: Quando uma válvula de retenção é muito pequena para a vazão ou não é adequada para a aplicação específica, ela pode causar quedas excessivas de pressão, levando a eventos de golpe de aríete mais graves.

Prevenindo o golpe de aríete com a seleção adequada da válvula de retenção

• Válvulas de retenção silenciosas/anti-batentes: Apresentam mecanismos de fechamento assistidos por mola que fecham a válvula antes que ocorra a reversão do fluxo. Essas válvulas geralmente possuem discos tipo gatilho com distâncias de deslocamento curtas, minimizando o volume de fluido que pode reverter a direção e causar golpe de aríete. As válvulas de retenção anti-slam são eficazes em qualquer orientação, tornando-as soluções versáteis para diversas aplicações.
• Válvulas de retenção de bico: Combine os benefícios do design anti-slam com baixa queda de pressão. Essas válvulas têm um caminho de fluxo simplificado e um disco acionado por mola que fecha rápida e suavemente, reduzindo o risco de golpe de aríete enquanto mantém o desempenho eficiente do sistema.
• Dimensionamento adequado da válvula: Essencial para prevenir o golpe de aríete. As válvulas devem ser selecionadas com base em fatores como vazão, tamanho do tubo e propriedades do fluido para garantir o desempenho ideal e minimizar o risco de picos de pressão.
• Colocação da válvula: Colocar válvulas de retenção longe de bombas e outras fontes de perturbação de fluxo pode ajudar a reduzir o risco de golpe de aríete. Ao permitir uma distância suficiente entre a válvula e fontes potenciais de mudanças repentinas de fluxo, a gravidade dos picos de pressão pode ser minimizada.

Perigos de ignorar o golpe de aríete

• Barulho, vibração, e danos por cavitação: O golpe de aríete pode causar ruído e vibração significativos em sistemas de fluidos, o que pode ser perturbador e indicativo de problemas subjacentes. Com o tempo, o estresse repetido de eventos de golpe de aríete pode causar danos por cavitação, erosão de tubos, válvulas e outros componentes.
• Tubos, suportes e equipamentos rompidos: Em casos graves, o golpe de aríete pode causar a ruptura ou falha de tubos, suportes e equipamentos. Os picos repentinos de pressão podem sobrecarregar a integridade estrutural do sistema, levando a vazamentos, quebras e situações potencialmente perigosas.
• Vazamentos em juntas e acessórios: O golpe de aríete pode causar vazamentos nas juntas e acessórios, pois o estresse repetido dos picos de pressão enfraquece as conexões ao longo do tempo. Esses vazamentos podem levar à perda de fluido, redução da eficiência do sistema e riscos potenciais à segurança.
• Componentes do sistema danificados: Componentes sensíveis do sistema, como manômetros e medidores, podem ser danificados pelas vibrações intensas e picos de pressão associados ao golpe de aríete. Esses danos podem levar a leituras imprecisas, desempenho prejudicado e necessidade de reparos ou substituições dispendiosas.
• Riscos de segurança e tempo de inatividade não planejado: O golpe de aríete pode criar riscos potenciais à segurança, pois a falha repentina de tubos ou componentes pode causar vazamentos de fluidos, danos ao equipamento e até mesmo ferimentos a pessoas próximas. Além disso, os incidentes de golpe de aríete muitas vezes resultam em paradas não planejadas, pois são necessários reparos e substituições para resolver os danos causados por picos de pressão.

Perguntas frequentes

As válvulas de retenção podem causar um golpe de aríete?

Sim, as válvulas de retenção podem causar ou contribuir para o golpe de aríete se não forem selecionadas ou instaladas corretamente. As válvulas de retenção oscilantes tradicionais e outros projetos que são propensos a fechamentos repentinos podem levar a interrupções abruptas de fluxo e picos de pressão.

Qual é a melhor válvula de retenção para um martelo de aríete?

A melhor válvula de retenção para evitar golpe de aríete é uma válvula de retenção silenciosa ou sem batidas com um mecanismo de fechamento assistido por mola. Essas válvulas, como válvulas tipo gatilho ou válvulas de retenção de bico, fecham rápida e suavemente antes que ocorra a reversão do fluxo, reduzindo o risco de mudanças repentinas de pressão e ondas de choque hidráulico.

Qual válvula causa o golpe de aríete?

Várias válvulas podem causar golpe de aríete se fecharem muito rapidamente ou não forem adequadas para a aplicação específica. Válvulas de retenção de giro tradicionais, válvulas de disco inclináveis, válvulas de porta dupla, válvulas de retenção de parada e válvulas solenóides de ação rápida estão entre os tipos de válvulas que podem contribuir para o golpe de aríete se não forem selecionadas ou instaladas corretamente.

Como é o som do martelo de água?

O golpe de aríete geralmente soa como um barulho alto de batidas, batidas ou marteladas em tubos e válvulas. A intensidade do som pode variar dependendo da gravidade do pico de pressão e das características específicas do sistema de fluidos. Em alguns casos, o golpe de aríete também pode causar vibrações que podem ser sentidas em toda a rede de tubulação.

Conclusão

O golpe de aríete é um problema sério em sistemas de fluidos, especialmente aqueles com válvulas de retenção. Ao compreender as causas, os perigos e as técnicas de prevenção associadas ao golpe de aríete, os engenheiros e projetistas de sistemas podem tomar decisões informadas para mitigar esse problema. A seleção, o dimensionamento e o posicionamento adequados da válvula de retenção são essenciais para minimizar o risco de golpe de aríete e garantir a longevidade e a confiabilidade dos sistemas de fluidos.