PortuguêsGuia de Montagem e Seleção de Atuadores ISO 5211 para Válvulas Borboleta
A ISO 5211 especifica a interface mecânica entre atuadores e válvulas de quarto de volta, incluindo válvulas borboleta, de esfera e macho. Ao selecionar um atuador, verifique a designação do flange, as dimensões de montagem, o padrão de furação e a capacidade de torque da interface. Também é necessário confirmar as dimensões da haste da válvula, o encaixe de acionamento, a altura de montagem e o torque real de operação.
Uma mesma designação de flange da série F indica apenas que as interfaces básicas de montagem são compatíveis. Isso não significa necessariamente que a válvula e o atuador possam ser conectados diretamente.
O que é a ISO 5211?
A ISO 5211 é a norma internacional para interfaces de montagem de atuadores de quarto de volta em válvulas industriais. Essa interface pode ser usada com atuadores de quarto de volta elétricos, pneumáticos, hidráulicos e com redutor.
A norma especifica principalmente:
- Dimensões do flange de montagem, diâmetro do círculo de furação e disposição dos furos
- Quantidade e tamanho dos elementos de fixação
- Conexão entre a haste da válvula e o componente de acionamento do atuador
- Torque máximo que a interface de montagem pode transmitir
A ISO 5211 abrange apenas a interface mecânica de montagem. Ela não especifica a fonte de alimentação, os sinais de controle, o grau de proteção do invólucro nem as dimensões gerais do atuador. A edição internacional atual é a ISO 5211:2026.
Designações de flange, torque máximo e dimensões de montagem
A ISO 5211 utiliza designações como F03, F05, F07 e F10 para identificar os diferentes tamanhos de flange de montagem. Cada designação corresponde a um diâmetro de centralização, um diâmetro do círculo de furação, um tamanho de elemento de fixação e uma capacidade de torque específicos.
| Designação do flange | Torque máximo do flange (N·m) | d1 mín. (mm) | d2 f8 (mm) | d3 PCD (mm) | d4 | Número de furos n |
|---|---|---|---|---|---|---|
| F03 | 32 | Ø46 | Ø25 | Ø36 | M5 | 4 |
| F04 | 63 | Ø54 | Ø30 | Ø42 | M5 | 4 |
| F05 | 125 | Ø65 | Ø35 | Ø50 | M6 | 4 |
| F07 | 250 | Ø90 | Ø55 | Ø70 | M8 | 4 |
| F10 | 500 | Ø125 | Ø70 | Ø102 | M10 | 4 |
| F12 | 1.000 | Ø150 | Ø85 | Ø125 | M12 | 4 |
| F14 | 2.000 | Ø175 | Ø100 | Ø140 | M16 | 4 |
| F16 | 4.000 | Ø210 | Ø130 | Ø165 | M20 | 4 |
| F25 | 8.000 | Ø300 | Ø200 | Ø254 | M16 | 8 |
| F30 | 16.000 | Ø350 | Ø230 | Ø298 | M20 | 8 |
| F35 | 32.000 | Ø415 | Ø260 | Ø356 | M30 | 8 |
| F40 | 63.000 | Ø475 | Ø300 | Ø406 | M36 | 8 |
| F48 | 125.000 | Ø560 | Ø370 | Ø483 | M36 | 12 |
| F60 | 250.000 | Ø686 | Ø470 | Ø603 | M36 | 20 |
| F80 | 500.000 | Ø900 | Ø670 | Ø813 | M42 | 20 |
| F100 | 1.000.000 | Ø1.200 | Ø870 | Ø1.042 | M42 | 32 |
- d1 mín. é a dimensão externa mínima do flange que suporta a carga;
- d2 é o diâmetro de centralização;
- d3 é o diâmetro do círculo de furação, também conhecido como PCD;
- d4 é o tamanho nominal da rosca dos elementos de fixação.
O torque máximo do flange é o maior torque que a interface de montagem pode transmitir nas condições especificadas pela norma. Ele não corresponde ao torque real de operação da válvula nem ao torque de saída recomendado para o atuador.
Esta tabela destina-se apenas a uma compatibilização preliminar e não substitui a norma completa nem os desenhos do fabricante.
Posições e ângulos dos furos de montagem
Os furos de montagem são distribuídos uniformemente ao redor do círculo de furação d3. O ângulo α entre furos adjacentes é determinado pelo número de furos de montagem n: α = 360° / n. O furo mais próximo da linha de centro de referência fica deslocado dessa linha em α/2.
Disposição dos furos de montagem conforme a ISO 5211
| Faixa de flanges | Número de furos n | Ângulo entre furos adjacentes α | Ângulo de deslocamento do padrão de furação α/2 |
|---|---|---|---|
| F03–F16 | 4 | 90° | 45° |
| F25–F40 | 8 | 45° | 22,5° |
| F48 | 12 | 30° | 15° |
| F60–F80 | 20 | 18° | 9° |
| F100 | 32 | 11,25° | 5,625° |
Por exemplo, o flange F10 possui quatro furos de montagem, com um ângulo de 90° entre furos adjacentes. Todo o padrão de furação fica deslocado 45° em relação à linha de centro horizontal ou vertical de referência.
Como compatibilizar um atuador com uma válvula borboleta
Etapa 1: Confirme o torque de operação da válvula
Determine o torque real de operação da válvula nas condições de serviço especificadas. Considere:
- Tamanho da válvula e classe de pressão;
- Pressão diferencial máxima;
- Material da sede;
- Fluido de processo e temperatura;
- Frequência de operação;
- Longos períodos de inatividade.
Não selecione o atuador considerando apenas o diâmetro nominal (DN) da válvula.
Etapa 2: Adote uma margem de torque adequada
O torque nominal de saída do atuador deve ser superior ao torque real de operação da válvula. Essa capacidade adicional compensa:
- Variações nas condições de operação;
- Aumento do atrito ou da resistência ao longo do tempo;
- Outros fatores especificados pelo projeto.
A margem de torque necessária deve ser confirmada pelo fabricante da válvula, pelo fabricante do atuador ou pela especificação do projeto.
Etapa 3: Verifique o flange de montagem
Primeiro, confirme se a válvula e o atuador têm a mesma designação de flange ISO 5211. Em seguida, verifique:
- Diâmetro de centralização d2;
- Diâmetro do círculo de furação d3;
- Tamanho dos elementos de fixação d4;
- Número de furos de montagem;
- Orientação do padrão de furação.
Uma mesma designação de flange não garante automaticamente a compatibilidade para montagem direta.
Etapa 4: Verifique a haste da válvula e o encaixe de acionamento
A haste da válvula deve corresponder ao encaixe de acionamento do atuador tanto no formato quanto nas dimensões. Os tipos de conexão mais comuns incluem:
- Haste quadrada com faces paralelas;
- Haste quadrada orientada a 45°;
- Haste tipo duplo D;
- Haste redonda com chaveta;
- Haste estriada.
Diferenças nas dimensões da haste ou na configuração de acionamento podem exigir um acoplamento ou adaptador.
Etapa 5: Verifique a altura de montagem
Confirme as seguintes dimensões:
- Altura exposta da haste da válvula;
- Profundidade do encaixe de acionamento do atuador;
- Comprimento efetivo de acoplamento;
- Dimensões do acoplamento.
Certifique-se também de que o atuador não interfira no corpo da válvula, na tubulação ou no isolamento térmico.
Etapa 6: Confirme os requisitos de controle
Verifique todos os requisitos elétricos, de controle e ambientais, incluindo:
- Operação liga/desliga ou modulante;
- Tensão de alimentação;
- Sinais de controle e de retorno;
- Tempo de operação;
- Posição de segurança em caso de falta de energia;
- Grau de proteção do invólucro;
- Grau de proteção para atmosferas explosivas;
- Temperatura ambiente;
- Requisitos de acionamento manual.
Parâmetros que devem ser verificados mesmo com o mesmo flange da série F
Um flange da série F define principalmente o padrão de furação e a capacidade de carga da interface. Mesmo que a válvula e o atuador tenham a marcação ISO 5211 F10, talvez não seja possível conectá-los diretamente. Os motivos mais comuns incluem:
- Formatos, dimensões ou orientações da haste quadrada diferentes
- Alturas da haste da válvula ou profundidades do encaixe de acionamento do atuador diferentes
- Projetos de acoplamento ou comprimentos efetivos de acoplamento diferentes
- Interferência entre a carcaça do atuador e o corpo da válvula, a tubulação ou o isolamento térmico
- Torque de saída do atuador superior ao torque máximo admissível de entrada da válvula
Portanto, a designação do flange da série F deve ser usada apenas como critério inicial de compatibilização. Ela não substitui uma verificação completa das dimensões e do torque.
Por que o mesmo flange F não garante compatibilidade
Um flange da série F define principalmente o padrão de furação e a capacidade de carga da interface. Mesmo que a válvula e o atuador tenham a marcação ISO 5211 F10, talvez não seja possível conectá-los diretamente. Os motivos mais comuns incluem:
- Formatos ou dimensões diferentes da haste da válvula;
- Orientações diferentes da haste quadrada;
- Alturas diferentes da haste da válvula;
- Profundidades diferentes do encaixe de acionamento;
- Projetos de acoplamento diferentes;
- Interferência entre a carcaça do atuador e o corpo da válvula ou a tubulação;
- Torque de saída do atuador superior ao torque máximo admissível de entrada da válvula.
Portanto, a designação do flange da série F deve ser usada apenas como critério inicial de compatibilização. Ela não substitui uma verificação completa das dimensões e do torque.
Montagem direta ou com suporte e acoplamento
Montagem direta
Na montagem direta, o atuador é instalado diretamente no flange superior da válvula. A haste da válvula se encaixa diretamente no alojamento de acionamento do atuador ou em um inserto de acionamento substituível.
Montagem com suporte e acoplamento
Um suporte e um acoplamento podem ser utilizados quando:
- A haste da válvula não corresponde ao encaixe de acionamento do atuador;
- A parte exposta da haste é muito curta;
- É necessário mais espaço para a tubulação ou o isolamento térmico;
- É preciso reduzir a transferência de calor proveniente de uma válvula que opera em alta temperatura.
Os componentes de conexão devem:
- Manter a haste da válvula e o eixo de saída do atuador concêntricos;
- Ser capazes de transmitir o torque máximo de saída do atuador.
| Item de comparação | Montagem direta | Montagem com suporte e acoplamento |
|---|---|---|
| Estrutura | Compacta | Maior altura de montagem |
| Número de peças | Menor | Maior |
| Requisitos da interface | O flange e os componentes de acionamento devem ser diretamente compatíveis | As diferenças podem ser compensadas com componentes de conexão |
| Folga da transmissão | Menor | Depende do projeto do acoplamento |
| Isolamento para altas temperaturas | Limitado | Mais fácil de obter |
| Pontos de atenção na manutenção | Verificar o aperto dos elementos de fixação | Verificar também o alinhamento e o acoplamento |
Informações necessárias para selecionar o atuador
A configuração final do atuador deve ser definida com base nos dados específicos da consulta e nas condições de operação. As informações a seguir ajudam o fornecedor a verificar com precisão os requisitos de torque, a interface de montagem e a configuração de controle.
| Categoria de informação | Parâmetros necessários |
|---|---|
| Válvula | Tipo, tamanho, classe de pressão e tipo de conexão |
| Condições de operação | Fluido, temperatura, pressão de operação, pressão diferencial máxima e frequência de operação |
| Sede da válvula | EPDM, NBR, FKM, PTFE ou outros materiais |
| Interface de montagem | Designação do flange ISO 5211, PCD, número de furos e tamanho dos elementos de fixação |
| Haste da válvula | Tipo, dimensões, orientação e altura exposta |
| Controle | Serviço liga/desliga ou modulante, alimentação elétrica, sinal de controle e sinal de retorno |
| Ambiente | Grau de proteção do invólucro, grau de proteção para atmosferas explosivas, temperatura ambiente e condições corrosivas |
| Posição de segurança | Manter a posição, abrir ou fechar em caso de falta de energia |
Solicite desenhos técnicos e uma cotação para o projeto
Se você não souber ao certo se a válvula borboleta e o atuador podem ser conectados diretamente, envie à Union Valve o tamanho da válvula, a classe de pressão, o fluido, a temperatura, a pressão diferencial máxima, as dimensões da haste e os requisitos de controle.
Nossa equipe de engenharia pode ajudar a verificar a interface ISO 5211, o torque de operação e a configuração de montagem. Também podemos fornecer uma configuração de atuador adequada, desenhos dimensionais detalhados e uma cotação formal para ajudar a reduzir erros de seleção e problemas de instalação em campo.
Entre em contato com a Union Valve e envie seus parâmetros de operação para receber orientações de seleção, desenhos técnicos e uma cotação para o projeto.
Perguntas frequentes
O que significa F10?
F10 é uma designação de flange de montagem da ISO 5211. Ela corresponde a dimensões específicas de centralização, diâmetro do círculo de furação, tamanho dos elementos de fixação e torque máximo do flange. Não indica o tamanho nem a classe de pressão da válvula.
Existe uma relação fixa entre um flange da série F e o diâmetro nominal (DN) de uma válvula borboleta?
Não. Válvulas borboleta com o mesmo diâmetro nominal (DN) podem usar flanges da série F diferentes devido a variações de projeto, classe de pressão, haste da válvula e torque de operação.
Um atuador F07 pode ser instalado em uma válvula borboleta F10?
Normalmente, não pode ser instalado diretamente. Se os requisitos de torque e estruturais permitirem, é possível projetar um suporte adaptador e um acoplamento adequados. No entanto, é necessário verificar a capacidade de carga, o alinhamento e o comprimento efetivo de acoplamento.
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