Válvulas de seguridad y venteo para tanques de almacenamiento atmosféricos, de baja presión y presurizados
El alivio de presión en tanques de almacenamiento protege tanques de techo fijo, tanques con manta de nitrógeno, tanques de baja presión, tanques de solventes, tanques químicos, tanques de petróleo crudo, tanques diésel, tanques de GLP, paquetes de almacenamiento criogénico y tanques de proceso de día contra sobrepresión, daños por vacío, exposición al fuego y liberación insegura de vapor. La selección correcta comienza identificando si el equipo es un tanque atmosférico, un tanque de baja presión o un recipiente a presión, luego confirmando el venteo normal, el venteo de emergencia, la protección contra vacío, la presión de diseño del tanque, la presión de inertización, la tasa de llenado/vaciado de líquido, las propiedades del vapor, el riesgo de corrosión, la protección contra llamas, el destino de descarga y la documentación requerida.
Dónde se utilizan válvulas de seguridad y venteos de tanques en tanques de almacenamiento
La protección de tanques de almacenamiento no es un solo tipo de válvula. Los tanques atmosféricos suelen requerir válvulas de alivio de presión/vacío, venteos de emergencia, arrestallamas o venteos de conservación. Los tanques de baja presión pueden requerir venteo de mayor capacidad y revisión de inertización de gas. Los recipientes de almacenamiento presurizados requieren válvulas de seguridad certificadas dimensionadas según los casos de alivio de recipientes a presión.
Tanques atmosféricos de techo fijo
Utilizado para petróleo crudo, diésel, fueloil, disolventes, productos químicos para el tratamiento de agua y líquidos a granel. La protección generalmente incluye ventilación normal de presión/vacío, ventilación de emergencia, protección contra llamas y acceso para inspección.
Tanques de almacenamiento con manta de nitrógeno
Utilizado para disolventes, monómeros, líquidos sensibles al oxígeno, intermedios API y productos químicos especiales. La revisión del alivio debe incluir fallo del regulador de manta, caudal de suministro de gas inerte, retorno de vapor, protección contra vacío y control de emisiones.
Tanques de almacenamiento de baja presión
Utilizado donde la presión de operación está por encima de la ventilación atmosférica simple pero por debajo del servicio de recipientes a presión. La selección de la válvula debe confirmar la presión de diseño, la clasificación de vacío, la banda de operación, la capacidad de ventilación y el destino de la descarga.
Almacenamiento presurizado de GLP e hidrocarburos
Utilizado en tanques de GLP, almacenamiento de propano, almacenamiento de butano y recipientes de hidrocarburos presurizados. Estas aplicaciones requieren dimensionamiento de PSV para casos de incendio, aumento de presión de vapor, sobrellenado y enrutamiento seguro de la descarga.
Tanques de almacenamiento de productos químicos y líquidos corrosivos
Utilizado para ácidos, álcalis, cloruros, disolventes, aminas y productos químicos agresivos. Se debe revisar la compatibilidad de materiales, la toxicidad de los vapores, la contrapresión del depurador, la detención de llamas y la corrosión de la línea de ventilación.
Almacenamiento criogénico y refrigerado
Utilizado para GNL, servicio refrigerado de GLP, nitrógeno líquido, oxígeno líquido y almacenamiento de gas industrial. Se deben revisar los materiales a baja temperatura, el gas de ebullición, la expansión térmica y la protección de la camisa de vacío.
La protección de tanques de almacenamiento comienza con casos de ventilación normal, ventilación de emergencia y vacío
Los tanques de almacenamiento fallan de manera diferente a los recipientes a presión. Un tanque puede dañarse por una presión positiva o un vacío muy pequeños si no está diseñado para ello. El dispositivo de protección debe coincidir con la presión de diseño del tanque, el vacío de diseño, la tasa de movimiento del líquido, la generación de vapor, la exposición al fuego y la ruta de ventilación.
Respiración normal de salida durante el llenado o calentamiento
Cuando el líquido entra en un tanque o el contenido del tanque se calienta, el vapor y el gas deben salir del tanque. La capacidad de alivio de presión debe considerar la tasa de llenado, la respiración térmica, la presión de vapor y el comportamiento del gas de inertización.
Respiración normal de entrada durante el vaciado o enfriamiento
Cuando el líquido se bombea hacia afuera o el contenido del tanque se enfría, el aire o el gas inerte deben entrar en el tanque. La protección contra el vacío debe dimensionarse según la tasa de bombeo, la respiración térmica y la clasificación de vacío del tanque.
Exposición de emergencia al fuego
El fuego externo puede calentar el contenido del tanque y generar vapor rápidamente. La ventilación de emergencia debe revisarse considerando el área mojada del tanque, las propiedades del líquido, el aislamiento, la base de exposición al fuego y la dirección de descarga.
Fallo del regulador de inertización
La inertización con nitrógeno protege los productos, pero puede sobrepresurizar un tanque si el regulador falla abierto. La capacidad de alivio debe considerar el suministro máximo de gas inerte y el equipo de control de vapor aguas abajo.
Ventilación bloqueada, ensuciamiento del supresor de llama o línea de ventilación congelada
Los supresores de llama, las líneas de recuperación de vapor, las ventilaciones de conservación y los cabezales de descarga pueden restringirse por ensuciamiento, corrosión, hielo, polímero o aislamiento de mantenimiento. La ventilación bloqueada puede sobrepresurizar o colapsar un tanque.
Caso de incendio en recipiente de almacenamiento presurizado
Las bombonas de GLP y otros recipientes de almacenamiento presurizados suelen estar protegidos por válvulas de seguridad certificadas (PSV) en lugar de venteos para tanques de baja presión. El caso de incendio, la presión de vapor, la MAWP y el enrutamiento a antorcha o venteo deben revisarse conjuntamente.
Casos de aplicación de válvulas de seguridad y venteo para tanques de almacenamiento con datos típicos de RFQ
Estos casos muestran cómo se describen comúnmente los requisitos de alivio para tanques de almacenamiento antes de la selección del modelo. El dimensionamiento final debe confirmarse mediante la hoja de datos del tanque, las propiedades del líquido, las tasas de llenado/vaciado, la norma aplicable, el cálculo de venteo verificado y la revisión de seguridad del sitio.
Caso 1: Válvula de alivio de presión/vacío para tanque de diésel con techo fijo
Venteo normalUn respiradero de tanque de techo fijo debe dimensionarse tanto para servicio de presión como de vacío. El dispositivo correcto protege la pared y el techo del tanque de la presión de respiración excesiva, al tiempo que limita la pérdida de vapor durante la operación normal.
Caso 2: Respiradero de conservación para tanque de disolvente con manta de nitrógeno
Tanque con mantaLos tanques de disolventes con manta de nitrógeno requieren una cuidadosa separación entre la presión de la manta, el ajuste del venteo de conservación y el ajuste del alivio de emergencia. Si los ajustes se solapan incorrectamente, pueden producirse consumo de nitrógeno, oxidación del producto o sobrepresión del tanque.
Caso 3: Venteo resistente a la corrosión para tanque de productos químicos ácidos
Vapor corrosivoEl venteo de tanques corrosivos no debe seleccionarse únicamente por el ajuste de presión. La corrosión por vapor, la caída de presión del depurador, la condensación, el arrastre de niebla y el material de la línea de venteo pueden decidir la configuración correcta.
Caso 4: Venteo de emergencia para tanque de almacenamiento de líquidos inflamables
Exposición al fuegoEl venteo de emergencia es independiente de la respiración normal. Un venteo P/V normal puede no tener suficiente capacidad para la exposición al fuego, por lo que la capacidad del venteo de emergencia debe revisarse de forma independiente.
Caso 5: PSV para Almacenamiento de Balas de GLP
Almacenamiento a PresiónEl almacenamiento de GLP a presión no está protegido por un simple venteo de tanque. Requiere la selección de una PSV para recipientes a presión basada en el MAWP, el caso de incendio y la capacidad de alivio certificada.
Caso 6: Sistema de Alivio para Tanque de Almacenamiento de Líquido Criogénico
Almacenamiento CriogénicoEl alivio del almacenamiento criogénico debe considerar el material a baja temperatura, la dispersión de vapor frío y el riesgo de venteo bloqueado. La gestión de la congelación de la salida y la válvula de aislamiento son importantes para una operación segura.
Matriz de datos de alivio y venteo de tanques de almacenamiento
| Tipo de Tanque | Medio típico | Caso común de alivio / venteo | Verificación de ingeniería requerida | Revisión del dispositivo recomendado | Riesgo si se omite |
|---|---|---|---|---|---|
| Tanque de techo fijo atmosférico | Diésel, petróleo crudo, fueloil, agua, líquidos de baja volatilidad | Llenado, vaciado, respiración térmica y caso de emergencia por incendio | Tasa de llenado, tasa de bombeo, clasificación de presión/vacío del tanque y área mojada | Válvula de alivio de presión/vacío más venteo de emergencia cuando sea necesario | Daños en el techo del tanque, deformación de la carcasa o pérdida excesiva de vapor |
| Tanque con manta de nitrógeno | Disolvente, monómero, intermedio API, líquido sensible al oxígeno | Fallo del regulador de manta, respiración térmica y respiración por vacío | Presión de manta, capacidad de suministro de nitrógeno, control de VOC y ajuste de venteo | Revisión de venteo de conservación, alivio de vacío y alivio de emergencia | Sobrepresión del tanque, oxidación del producto o alto consumo de nitrógeno |
| Tanque de almacenamiento de productos químicos | Vapor ácido, alcalino, amina, cloruro, disolvente o tóxico | Llenado, bombeo, respiro térmico y restricción del depurador | Compatibilidad de materiales, contrapresión del depurador, corrosión y toxicidad | Ventilación de tanque resistente a la corrosión, supresor de llama o ventilación conectada a depurador | Corrosión de ventilación, liberación tóxica o línea de ventilación bloqueada |
| Tanque de almacenamiento a baja presión | Líquido volátil, líquido refrigerado, vapor de hidrocarburo | Respiración térmica, generación de vapor, exposición al fuego y fallo del control de presión | Presión de diseño, vacío de diseño, tasa de generación de vapor y ruta de alivio | Válvula de alivio de baja presión, rompedor de vacío y sistema de ventilación de emergencia | Pandeo del tanque, sobrepresión o liberación de nube de vapor |
| Recipiente de almacenamiento a presión | GLP, propano, butano, amoníaco, gas comprimido | Exposición al fuego, sobrellenado, fallo del regulador y aumento de la presión de vapor | MAWP, capacidad requerida, superficie mojada, presión de vapor y reacción de descarga | PSV certificada dimensionada para protección de recipientes a presión | Alivio subdimensionado, sobrepresión del recipiente o descarga inflamable insegura |
| Tanque de almacenamiento criogénico | GNL, LN₂, LOX, LAr, vapor criogénico | Gas de ebullición, fuga de calor, salida bloqueada y expansión de líquido atrapado | Material de baja temperatura, capacidad de BOG, formación de hielo en ventilación y enrutamiento seguro de vapor frío | Válvula de seguridad criogénica, válvula de alivio térmico y disposición de alivio doble | Fragilidad por frío, sobrepresión o descarga helada bloqueada |
Cómo especificar correctamente una válvula de seguridad o ventilación para tanque de almacenamiento
1. Identificar la categoría de diseño del tanque
Confirme primero si el equipo es un tanque atmosférico, tanque de baja presión, tanque refrigerado, paquete de almacenamiento criogénico o recipiente de almacenamiento a presión. Esta decisión cambia el método de ventilación aplicable, el tipo de dispositivo y la base de dimensionamiento.
2. Confirme la presión de diseño y la clasificación de vacío del tanque
Los tanques de almacenamiento pueden ser sensibles a pequeños cambios de presión o vacío. Confirme la presión de diseño, el vacío de diseño, la presión normal de operación, la presión de inertización, el límite de presión de emergencia y el diseño del techo antes de elegir la configuración.
3. Defina la demanda de ventilación normal
La respiración normal (inhalación y exhalación) está impulsada por la tasa de llenado, la tasa de bombeo, la expansión térmica, el cambio de temperatura, la presión de vapor y el gas de inertización. Se deben verificar ambas direcciones de presión y vacío.
4. Defina la demanda de ventilación de emergencia
La exposición al fuego, la falla del regulador, la recuperación de vapor bloqueada, el sobrellenado o la generación de vapor pueden exceder la demanda de respiración normal. Los venteos de emergencia o las Válvulas de Seguridad Certificadas (PSV) deben revisarse por separado de los venteos de conservación.
5. Revise los materiales, la protección contra llamas y las emisiones
Los líquidos inflamables, corrosivos, tóxicos, sensibles al oxígeno y volátiles requieren la revisión de arrestallamas, compatibilidad de materiales, asientos blandos, recubrimientos, control de VOC, conexión a depurador y contrapresión de recuperación de vapor.
6. Confirme los requisitos de instalación y documentación
Los venteos de tanques y las válvulas de seguridad deben especificarse con el tamaño de conexión, la presión de ajuste, la configuración de vacío, la capacidad, el material, la junta, la malla, la capota meteorológica, la interfaz del arrestallamas, el informe de prueba y la documentación de la etiqueta.
Los dispositivos de alivio para tanques de almacenamiento deben revisarse junto con las rutas de recuperación de vapor, depurador y venteo de emergencia
Por qué la instalación de venteo de tanques cambia el rendimiento de protección
La protección de tanques de almacenamiento depende de toda la ruta de venteo. Un dispositivo de tamaño correcto aún puede fallar en proteger el tanque si un supresor de llama está obstruido, una línea de recuperación de vapor está bloqueada, un depurador crea contrapresión excesiva, una rejilla para pájaros se congela o una boquilla del techo está aislada durante el mantenimiento.
La instalación debe revisar la ubicación de la boquilla del tanque, la verticalidad del venteo, la protección contra la intemperie, la caída de presión del supresor de llama, la ruta de vacío, la accesibilidad del venteo de emergencia, el drenaje de condensado, la tolerancia a la corrosión, la carga del techo, el acceso para inspección y la dirección de descarga lejos del personal, fuentes de ignición y tomas de aire.
Comprobaciones de instalación en campo
- Confirme la presión de diseño y la clasificación de vacío del tanque antes de seleccionar el ajuste.
- Dimensionar la capacidad de espiración de presión y la capacidad de inspiración de vacío.
- Verifique la capacidad del venteo de emergencia por separado de la capacidad de respiración normal.
- Revise la caída de presión del supresor de llama, el riesgo de obstrucción y el intervalo de inspección.
- Dirija los vapores inflamables, tóxicos o corrosivos a un venteo seguro, depurador o sistema de recuperación.
- Evite pantallas de pájaros bloqueadas, líneas de ventilación congeladas y bolsas de condensación.
- Proporcione acceso para inspección, limpieza, pruebas y mantenimiento de ventilación de emergencia.
Normativas y Documentación a Confirmar Antes de Realizar el Pedido
Referencias comunes para tanques de almacenamiento
Las especificaciones de alivio para tanques de almacenamiento pueden hacer referencia a API, ISO, EN, NFPA, ASME, GB, normativas medioambientales locales, códigos de incendios, especificaciones del propietario y normas de parques de tanques. El conjunto de documentos aplicable debe confirmarse antes de la cotización.
- API 2000 para la ventilación de tanques de almacenamiento atmosféricos y de baja presión.
- API 650 para tanques soldados para almacenamiento de petróleo donde el tanque está diseñado bajo esta norma.
- API 620 para proyectos de tanques de almacenamiento grandes soldados de baja presión donde se especifique.
- API 653 cuando los requisitos de inspección, reparación o alteración de tanques en servicio sobre el terreno formen parte del contexto del proyecto.
- NFPA 30 donde se especifican los requisitos de almacenamiento de líquidos inflamables y combustibles.
- ASME Sección VIII donde el equipo de almacenamiento es un recipiente a presión en lugar de un tanque atmosférico.
- Especificaciones del propietario para inertización de tanques, control de VOC, arrestallamas, venteo de emergencia, depuradores y servicio con vapor corrosivo.
Paquete de documentación típico
La documentación debe acordarse antes de la fabricación, especialmente para parques de tanques, almacenamiento de productos químicos, tanques de disolventes, almacenamiento de GNL/GLP, venteos de emergencia, interfaces de arrestallamas y sistemas de emisión regulados.
- Ficha técnica con tipo de dispositivo, tamaño, conexión, presión de tarado y ajuste de vacío.
- Confirmación de la capacidad de venteo normal y de emergencia.
- Certificado de material para cuerpo, obturador, asiento, resorte y fijaciones cuando se especifique.
- Informe de prueba de presión de tarado y ajuste de vacío cuando se requiera.
- Informe de prueba de flujo, prueba de fugas o prueba de banco cuando se especifique.
- Compatibilidad del arrestallamas o datos de caída de presión cuando se requiera.
- Dibujo de disposición general, dimensiones, peso y orientación de la tobera.
- Confirmación de número de etiqueta, placa de características, recubrimiento, embalaje y marcado de proyecto.
Lista de verificación de datos para solicitud de cotización de válvula de seguridad y venteo para tanque de almacenamiento
| Datos Requeridos | Por qué es importante | Ejemplo de entrada |
|---|---|---|
| Tipo de tanque | Define si el dispositivo es un venteo de tanque, un venteo de emergencia o una PSV certificada. | Tanque API 650, tanque API 620, tanque con manta, tanque esférico de GLP, tanque criogénico |
| Presión de diseño / vacío del tanque | Define los límites de presión y vacío a proteger. | +20 mbar / -5 mbar, +56 mbar / -6 mbar, MAWP 16 barg |
| Presión de ajuste y ajuste de vacío | Define los puntos de apertura del dispositivo y la banda operativa. | Presión 15 mbar, vacío -3 mbar, PSV 10 barg |
| Propiedades del medio y del vapor | Afecta la capacidad, el material, la protección contra llamas y el control de emisiones. | Vapor de diésel, vapor de disolvente, nitrógeno, GLP, vapor de HCl, gas de ebullición de GNL |
| Tasa de llenado y tasa de bombeo | Determina la demanda normal de respiración de salida y de entrada. | Llenado de 300 m³/h, bombeo de 250 m³/h, tasa de carga de camión |
| Base de respiración térmica | Determina la demanda de venteo por cambio de temperatura ambiente y calentamiento solar. | Parque de tanques al aire libre, clima tropical, servicio de invierno, tanque aislado |
| Base de venteo de emergencia | Determina la capacidad de alivio en caso de incendio o emergencia. | Diámetro del tanque, altura de la carcasa, área mojada, propiedades del fluido, caso de incendio |
| Datos del sistema de inertización | Comprueba el fallo del regulador y el riesgo de consumo de nitrógeno. | Presión de suministro de nitrógeno, capacidad del regulador, presión de consigna de inertización |
| Destino de descarga | Determina la contrapresión, el control de toxicidad y la ventilación segura. | Atmósfera, cortallamas, recuperación de vapor, lecho de carbón, depurador, antorcha |
| Requisito de material y corrosión | Previene la corrosión, el agarrotamiento, las fugas y la contaminación. | Aluminio, acero al carbono, 304SS, 316SS, asiento de PTFE, ventilación revestida de FRP/PVC |
| Conexión y montaje | Asegura la compatibilidad con la boquilla del tanque y el acceso de mantenimiento. | Brida, roscada, abrazadera, ventilación de emergencia de mirilla, orientación de la boquilla del techo |
| Documentos requeridos | Evita retrasos en la adquisición, inspección y puesta en marcha. | Hoja de datos, dibujo, registro de materiales, prueba de ajuste, confirmación de capacidad, lista de etiquetas |
La selección final debe confirmarse mediante la hoja de datos del tanque, la presión de diseño, el vacío de diseño, las tasas de llenado y vaciado, las propiedades del fluido, la norma aplicable, la base de ventilación verificada y la revisión de ingeniería.
Errores comunes en la selección de alivio y ventilación de tanques de almacenamiento
Tratar cada tanque de almacenamiento como un recipiente a presión
Los tanques atmosféricos suelen necesitar ventilación P/V y ventilación de emergencia, mientras que los recipientes de almacenamiento presurizados necesitan VSP certificadas. El tipo de dispositivo debe coincidir con la categoría de diseño del tanque.
Verificar el alivio de presión pero ignorar el vacío
El bombeo o el enfriamiento rápido pueden colapsar un tanque si la entrada de vacío es insuficiente. La configuración del vacío y la capacidad de entrada de vacío deben revisarse conjuntamente.
Usar ventilación normal para el caso de incendio
La capacidad de ventilación normal no es lo mismo que la capacidad de ventilación de emergencia. La exposición al fuego debe revisarse por separado con los datos del tanque y del líquido.
Ignorar la caída de presión del supresor de llama
Un supresor de llama puede añadir una caída de presión y ensuciarse en servicio. Debe incluirse en la ruta de ventilación y en el plan de mantenimiento.
Olvidar la falla del regulador de inertización
La inertización con nitrógeno puede proteger la calidad del producto, pero puede sobrepresurizar un tanque si la falla del regulador no se incluye en la revisión de alivio.
Material incorrecto para vapor corrosivo
El vapor ácido, el vapor de cloruro, las aminas, los cáusticos y los disolventes pueden dañar los asientos, los resortes, las mallas y los cuerpos. El material debe seguir la química del vapor, no solo el nombre del líquido.
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Preguntas frecuentes sobre válvulas de seguridad y ventilación de tanques de almacenamiento
Prepare una hoja de datos completa de ventilación de tanques de almacenamiento antes de cotizar
Envíe el tipo de tanque, presión de diseño, vacío de diseño, presión de ajuste, vacío de ajuste, medio, tasa de llenado, tasa de vaciado, base de respiración térmica, base de ventilación de emergencia, datos de inertización, destino de descarga, requisito de material, estándar de conexión y documentos requeridos. Una hoja de datos completa ayuda a evitar suposiciones inseguras y acelera la revisión de ingeniería.
