WHY Válvulas

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Válvulas de segurança e Alívio ou mais comumente chamada de PSV (do inglês Pressure Safety and Relief Valve) é um dispositivo automático de alívio de pressão que pode ser usado como uma válvula de alívio ou de segurança, dependendo da aplicação. Uma válvula de segurança é usada para proteger o pessoal e equipamentos, impedindo o acúmulo excessivo.
Os vasos possuem uma pressão máxima, dita PMTP ou PMTA (pressão máxima de trabalho admissível) acima da qual se rompem. Para evitar o rompimento por uma variação eventual de processo ou desvio, a PSV é instalada para aliviar a pressão do sistema antes de seu rompimento.
Terminologia de Válvulas
Pressão de Operação
Pressão em libras por polegada quadrada (psi) à qual o vaso está normalmente submetido em serviço. Deve ser prevista uma margem adequada entre a pressão de operação e a máxima pressão de trabalho permissível (PMTP).
Pressão Máxima de Trabalho Permissível
É a pressão máxima de trabalho calibrada permissível em um vaso, à temperatura designada. Um vaso não pode ser operado acima desta pressão ou seu equivalente a qualquer temperatura do metal, que não seja a utilizada em seu projeto; logo, para aquela temperatura do metal, é a pressão mais elevada na qual a válvula de segurança da pressão primária é ajustada para abrir.
Pressão de Abertura
Expressa em libras por polegada quadrada no manômetro, a pressão de abertura é a pressão de entrada na qual a válvula foi ajustada para abrir sob condições de serviço. Em serviço com líquido, a pressão de abertura é determinada pela pressão de entrada na qual a válvula começa a descarregar um fluxo contínuo de líquido. Em serviço com gás ou vapor, a pressão de abertura é determinada pela pressão de entrada na qual a válvula irá "subir" sob condições de serviço.
Vazamento (Simmer)
Caracterizado pela passagem audível ou visual de um fluido através das superfícies de assentamento imediatamente antes da abertura. A diferença entre este início de abertura e a pressão de abertura é o vazamento. Para gás ou vapor, "simmer" é o vazamento imediatamente antes da abertura (pop). Para válvulas de serviço de líquido, o vazamento é o fluxo não-contínuo (descargas)imediatamente antes de se tornar contínuo.
Levantamento
Levantamento é a elevação do disco nas válvulas de alívio de pressão.
Capacidade Nominal
Porcentagem do fluxo medido em uma porcentagem autorizada de sobrepressão permitida pelo código aplicável. A capacidade nominal geralmente é expressa em libras por hora (libras/hora) ou pé cúbico padrão por minuto (SCFM) para vapores e gases e em galões por minuto (GPM) para líquidos.
Blowdown
O diferencial entre a pressão de abertura e a pressão de fechamento de uma válvula de alívio de pressão, expresso como porcentagem da pressão de abertura, ou libras por polegada quadrada manométrica.
Acúmulo
Aumento de pressão sobre a máxima pressão de trabalho permissível do vaso durante a descarga através da válvula de alíviode pressão, expressa como uma porcentagem daquela pressão, ou libras por polegada quadrada.
Sobrepressão
Aumento de pressão sobre a pressão de abertura no dispositivo de alívio primário. A sobrepressão é similar à acumulação quando o dispositivo de alívio é ajustado na máxima pressão de trabalho permissível do vaso. Normalmente, a sobrepressão é expressa como uma porcentagem da pressão de abertura.
Contrapressão
Pressão na saída de uma válvula de segurança, especificada como a seguir: a. Constante - Especifica contrapressão constante única (por exemplo, 10 psig). b. Variável - Especifica um intervalo de contrapressão variável usando os limites mínimo e máximo (por exemplo, 0 a 10 psig). c. Se ambas ocorrem, especificar se são adicionais.
Contrapressão Superimposta
A pressão no coletor de descarga antes da abertura da válvula de segurança.
Contrapressão Desenvolvida
Pressão que se desenvolve na saída da válvula como resultado do fluxo, após a abertura da válvula de segurança.
Diferencial entre a Pressão de Operação e a Pressão de Abertura
As válvulas em serviço de processo geralmente dão melhores resultados se a pressão de operação não excede 90% da pressão de abertura. Um diferencial mínimo de 25 psig é recomendado.
Nas linhas de descarga de bombas e compressores, contudo, o diferencial exigido entre as pressões de operação e de abertura pode ser maior em razão das pulsações de pressão vindas de um pistão alternativo. É recomendado que a válvula seja ajustada o mais acima da pressão de operação possível.
Internos da Válvula
Inclui o bocal, haste, guia, disco e fole.
Pressão de Teste Diferencial a Frio (CDS - Cold Differential Set)
Esta é a pressão na qual a válvula é ajustada para abrir na bancada de teste, indicada em libras por polegada quadrada. Esta pressão inclui as correções para contrapressão e/ou temperatura das condições de serviço.
As válvulas para altas temperaturas são normalmente ajustadas e testadas em temperaturas das condições atmosféricas. É costume serem feitos alguns ajustes na pressão de abertura sob condições atmosféricas para compensar o efeito das altas temperaturas de operação. As válvulas são então, testadas na Pressão de Teste de Diferencial a Frio.
Quando a pressão de abertura é aumentada para compensar a maior temperatura de operação, a seleção da mola é baseada na pressão de abertura real sem considerar a correção do diferencial a frio.
Cálculo (dimensionamento)[editar | editar código-fonte]
Para o cálculo de uma PSV deve-se prever:
1. A pressão de início de abertura da válvula, ie, a pressão em que a PSV começa a abrir (não necessariamente a PMTP. Consulte a norma correspondente ao serviço), bem como a pressão de abertura total.
2. A vazão prevista de produto.
O Cálculo de uma vazão de PSV deve levar em conta todos os cenários possíveis, como por exemplo:
1. Fogo externo
2. Rompimento de serpentina
3. Insolação
4. Saída obstruída
5. Falha de válvula
Deve-se calcular a vazão requerida de produto em cada um dos cenários. Aquele que tiver maior vazão torna-se o cenário.
Por exemplo, um tanque de gás liquefeito pressurizado recebe bombeamento de um compressor. A máxima pressão do compressor é capaz de romper o tanque, mas sua vazão máxima é 2 t/h de produto. Em caso de fogo externo, a expansão de gás dentro do vaso é de 10 t/h, conseqüêntemente a PSV deve estar projetada para permitir a passagem de 10 t/h, o pior cenário. Em caso do cenário do compressor, a PSV será suficiente para proteger o tanque.
Dimensionamento da área do Orifício[editar | editar código-fonte]
Calcule a área (Ac) requerida do orifício apropriado da válvula, utilizando as seguintes informações:
• Pressão de operação
• Pressão de abertura
• Temperatura de operação
• Temperatura de alívio
• Temperatura de projeto
• Tipo de fluido
• Capacidade de alívio requerida
• Sobrepressão permissível (escolha uma)
- ASME Seção VIII, Uma Válvula (10% de Sobrepressão)
- ASME Seção VIII, Múltiplas Válvulas (16% de Sobrepressão)
- ASME Seção VIII, Dimensionamento contra Incêndio (21% de Sobrepressão)
• Contrapressão
- Constante
- Variável (desenvolvida ou superimposta)
• Gases e vapores
Compressibilidade
Peso Molecular
Densidade
Razão de Calor Específico
• Líquidos
Peso Específico
Viscosidade
 
 
 
 
 
 
 
 

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