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Il dimensionamento delle valvole di sicurezza non è la stessa cosa che scegliere una valvola con le stesse dimensioni di connessione di ingresso e uscita. Una valvola di sicurezza può adattarsi all'ugello dell'apparecchiatura, superare un test di pressione di base e comunque non proteggere il sistema se la sua capacità di scarico certificata è inferiore al carico di scarico richiesto. Nel lavoro di protezione dalla pressione, …
Il dimensionamento delle valvole di sicurezza non è la stessa cosa che scegliere una valvola con le stesse dimensioni di connessione di ingresso e uscita. Una valvola di sicurezza può adattarsi all'ugello dell'apparecchiatura, superare un test di pressione di base e comunque non proteggere il sistema se la sua capacità di scarico certificata è inferiore al carico di scarico richiesto.
Nel lavoro di protezione dalla pressione, la domanda non è solo “Che dimensione di valvola si adatta a questa linea?” La domanda più importante è: Questa valvola può scaricare abbastanza flusso nello scenario di sovrapressione dominante? La risposta dipende dalla capacità di scarico richiesta, dalla pressione di impostazione, dalla pressione di scarico, dallo stato del fluido, dalla temperatura, dall'area dell'orifizio, dal coefficiente di scarico, dalla contropressione e dalla base di certificazione.
Questa guida spiega come il dimensionamento delle valvole di sicurezza debba essere esaminato da una prospettiva ingegneristica e di approvvigionamento. Si concentra sulla capacità di scarico richiesta, sulla capacità di scarico certificata, sull'area dell'orifizio, sui dati della targhetta e sugli errori comuni di dimensionamento. Non sostituisce il calcolo di sfioro specifico del progetto, i dati certificati dal produttore, la revisione del codice applicabile o l'approvazione normativa locale. Per il tipo di valvola completo, il materiale, l'installazione e il processo di approvvigionamento, leggere il nostro Guida alla selezione delle valvole di sicurezza.
Takeaway tecnico: Una valvola di sicurezza con la corretta pressione di impostazione non è automaticamente dimensionata correttamente. La pressione di impostazione indica solo quando la valvola inizia ad aprirsi. La capacità di scarico certificata indica se la valvola può scaricare abbastanza flusso per proteggere l'apparecchiatura durante il caso di sfioro dominante.
La dimensione di ingresso e la dimensione di uscita di una valvola di sicurezza sono dettagli di connessione meccanica. Indicano se la valvola può essere installata sull'ugello esistente e sulla tubazione di scarico. Non dimostrano che la valvola abbia un'area di flusso o una capacità certificata sufficiente.
La capacità di scarico effettiva di una valvola di sicurezza è influenzata da:
Due valvole di sicurezza possono avere entrambe un attacco di ingresso da 2 pollici, ma le loro aree di orifizio interne e le capacità certificate possono essere molto diverse. Questo è il motivo per cui selezionare una valvola di sicurezza sostitutiva basandosi solo sulla dimensione della flangia è un errore comune e grave nell'approvvigionamento.
Un tipico caso sul campo riguarda un serbatoio di gas dotato di una valvola di sicurezza 2″ × 3″. Durante la sostituzione, l'acquirente ha richiesto le stesse dimensioni di ingresso e uscita. La nuova valvola si adattava alla tubazione senza problemi di installazione, ma il certificato di capacità mostrava una capacità d'aria certificata inferiore rispetto al carico di sfioro richiesto dal caso di incendio originale. Il problema non era la classe di pressione. Il problema era che la valvola sostitutiva aveva un orifizio effettivo più piccolo e non poteva soddisfare la capacità richiesta. La correzione è stata ricalcolare la capacità di sfioro richiesta e selezionare una valvola certificata con un'area di orifizio adeguata.
Per gli acquirenti tecnici, ciò significa che l'offerta non dovrebbe essere approvata solo perché la dimensione di connessione, la classe di flangia e la classe di pressione sembrano corrette. Deve essere verificata anche la base di capacità. Una valvola sostitutiva dovrebbe essere confrontata con la base di dimensionamento originale, non solo con l'aspetto originale.
Capacità di sfioro richiesta è la quantità di fluido che deve essere scaricata dalla valvola di sicurezza per evitare che l'apparecchiatura protetta superi il suo limite di pressione ammissibile durante uno scenario di sovrapressione credibile.
Questo valore dovrebbe provenire dal caso di sfioro, non dal catalogo della valvola. Un fornitore può aiutare a selezionare una valvola dopo aver ricevuto i dati di processo, ma il carico di sfioro richiesto deve basarsi sul sistema protetto e sullo scenario di sfioro dominante.
Nelle revisioni sul campo, l'errore di dimensionamento più grande non è sempre la formula. È la scelta dello scenario di sfioro errato. Una valvola calcolata perfettamente può essere comunque sbagliata se il caso dominante è stato trascurato.
Una valvola di sicurezza potrebbe dover sfiorare portate molto diverse a seconda della causa della sovrapressione. La portata operativa normale di solito non è la stessa della portata di sfioro. Un'uscita bloccata, un incendio esterno, la rottura di un tubo dello scambiatore di calore o il guasto di un regolatore di pressione possono produrre un carico di sfioro molto più elevato rispetto al normale funzionamento del processo.
Gli scenari di scarico comuni includono:
| Scenario di sfioro | Perché cambia la capacità richiesta |
|---|---|
| Uscita bloccata | Il flusso non ha via d'uscita, quindi la pressione può aumentare rapidamente nell'apparecchiatura protetta. |
| Incendio esterno | L'apporto di calore può vaporizzare liquidi, espandere gas o aumentare la pressione interna. |
| Espansione termica | Il liquido bloccato può generare alta pressione da un piccolo aumento di temperatura. |
| Guasto della valvola di controllo | La pressione o la portata a monte possono superare la base di progettazione dell'apparecchiatura a valle. |
| Guasto del regolatore di pressione | Un sistema a pressione inferiore può essere esposto a una pressione a monte più elevata. |
| Rottura del tubo dello scambiatore di calore | Un fluido ad alta pressione può entrare in un lato a bassa pressione e causare sovrapressione. |
| Passaggio di gas | Il gas che entra in un sistema a valle liquido o a bassa pressione può creare un carico di sfioro maggiore. |
| Guasto dell'utilità o del raffreddamento | La perdita di raffreddamento o controllo può aumentare la generazione di vapore o l'aumento di pressione. |
In una revisione di un recipiente in pressione, la valvola esistente può sembrare accettabile perché raramente si apre durante il normale funzionamento. Tuttavia, se il caso di incendio o il caso di uscita bloccata richiede un carico di sfioro maggiore rispetto alla capacità certificata della valvola, la valvola è sottodimensionata per il reale compito di protezione. Ecco perché la capacità di sfioro richiesta dovrebbe essere rivista prima di selezionare il modello di valvola.
API 520 Parte I è una direzione standard chiave per il dimensionamento e la selezione dei dispositivi di sfioro nei processi di raffineria e nelle relative applicazioni dell'industria di processo. API 521 è utile quando il caso di sfioro deve essere esaminato a livello di sistema di sfioro e depressurizzazione, come sistemi di flare, depressurizzazione a vapore o progettazione di sistemi di sfioro a livello di impianto.
Per il quadro completo di selezione, inclusi tipo di valvola, contropressione, materiali e installazione, consultare la nostra processo completo di selezione della valvola di sicurezza.
Capacità di sfioro certificata è il valore di capacità confermato attraverso una base di certificazione accettata e collegato a una specifica progettazione di dispositivo di sfioro. È il valore che consente a ingegneri, acquirenti, ispettori e proprietari di impianti di verificare se la valvola può soddisfare il carico di sfioro richiesto.
La capacità certificata è normalmente collegata ai dati del produttore, alla marcatura sulla targhetta, al certificato di capacità, al marchio di conformità o ai registri di certificazione. Nella terminologia National Board, NB-18 fornisce informazioni sulla certificazione dei dispositivi di sfioro, incluse le certificazioni del produttore e dell'assemblatore e i tipi di dispositivi certificati per produttore.
Dal punto di vista dell'acquirente, la capacità certificata protegge da un errore semplice ma pericoloso: l'acquisto di una valvola che si adatta al tubo ma non ha una capacità di sfioro verificata sufficiente.
Questi termini sono correlati, ma non dovrebbero essere usati come se significassero la stessa cosa.
| Termine | Significato nel dimensionamento |
|---|---|
| Capacità di sfioro richiesta | La portata che il sistema protetto deve sfogare durante il caso di sovrapressione dominante. |
| Portata calcolata | Un valore di portata determinato da calcolo ingegneristico o conversione basato sulla condizione di processo. |
| Portata nominale | Un valore di portata dichiarato dal produttore per un dato design e condizione della valvola. |
| Capacità di sfioro certificata | Un valore di capacità confermato secondo una base di certificazione o codice applicabile e tracciabile al design della valvola. |
| Portata installata | Le prestazioni effettive dopo aver considerato la perdita in ingresso, la resistenza in uscita, la contropressione e la condizione di installazione. |
Riferimenti alla portata certificata dal National Board definiscono variabili chiave come la portata di sfioro certificata, l'area di scarico effettiva, il coefficiente di scarico certificato e la pressione assoluta di sfioro. Questi termini dimostrano perché un valore di portata è più di un numero di marketing; è legato alla geometria, alla pressione, al fluido e alla base di certificazione.
La capacità di scarico certificata aiuta l'acquirente e l'ingegnere a confermare che la valvola è adatta al requisito effettivo di protezione dalla pressione. Supporta:
Quando la capacità certificata è assente, poco chiara o incoerente con la scheda tecnica, la selezione deve essere sospesa per chiarimenti. Una valvola di sicurezza non dovrebbe essere approvata solo perché il fornitore dichiara che è “adatta” senza mostrare la base di dimensionamento o la capacità certificata.
Prima di esaminare un foglio di dimensionamento di una valvola di sicurezza, acquirenti e ingegneri dovrebbero comprendere i termini principali utilizzati nel calcolo della capacità e nella certificazione.
Pressione di taratura è la pressione di ingresso alla quale la valvola di sicurezza è regolata per iniziare ad aprirsi in condizioni di prova specificate. Influenza quando la valvola inizia a scaricare, ma non dimostra che la valvola abbia capacità sufficiente.
Una valvola può avere la corretta pressione di taratura ed essere comunque sottodimensionata. Ciò accade quando la valvola si apre alla pressione corretta ma non riesce a scaricare un flusso sufficiente per controllare l'evento di sovrapressione.
Pressione di sfioro è la pressione utilizzata per la determinazione della capacità quando la valvola sta sfiorando. Non è semplicemente la normale pressione operativa. Normalmente include la pressione di taratura più la sovrapressione ammissibile utilizzata per la base di servizio e il codice applicabile.
Il materiale di capacità certificato dal National Board definisce la pressione di sfioro assoluta come un termine chiave utilizzato nella determinazione della capacità. Questo è uno dei motivi per cui i dati di dimensionamento dovrebbero indicare chiaramente la base di pressione, non solo la pressione di taratura.
Area dell'orifizio è l'area di flusso effettiva attraverso la quale il fluido viene sfiorato. È uno dei valori geometrici più importanti nella capacità della valvola.
La dimensione della connessione e l'area dell'orifizio non sono la stessa cosa. Una valvola può avere una grande connessione di ingresso ma un'area dell'orifizio più piccola. Un'altra valvola della stessa dimensione di ingresso può avere un orifizio interno più grande e una capacità certificata superiore.
L'API 526 è spesso utilizzato come riferimento per le dimensioni delle valvole di sicurezza flangiate in acciaio e le designazioni standard degli orifizi. Tuttavia, la sola designazione dell'orifizio non è sufficiente per l'approvazione; la capacità certificata deve ancora essere verificata rispetto alla capacità di sfioro richiesta e alla base di servizio.
Il coefficiente di scarico riflette il rapporto tra il flusso teorico e le prestazioni effettive della valvola. Dipende dal design della valvola, dal percorso del flusso, dall'alzata e dalla base di certificazione.
Gli acquirenti non dovrebbero presumere autonomamente un coefficiente di scarico durante l'approvazione di una valvola di sicurezza. Dovrebbero essere utilizzati i dati certificati del produttore o il metodo applicabile basato sul codice. Le definizioni di capacità certificate dal National Board includono il coefficiente di scarico certificato come uno dei termini chiave utilizzati nella determinazione della capacità.
Contropressione è la pressione sul lato di uscita della valvola. Può ridurre la capacità effettiva o influenzare la stabilità della valvola, specialmente quando la valvola scarica in un tubo lungo, un silenziatore, un collettore comune o un sistema di torcia.
La contropressione dovrebbe essere rivista durante il dimensionamento perché può modificare le prestazioni effettive installate della valvola. Per una spiegazione più approfondita, leggi il nostro Come la contropressione influisce sulle prestazioni delle valvole di sicurezza.
Lo stato del fluido in condizioni di sfioro è critico. Flusso di gas, vapore, liquido e bifase richiedono approcci di dimensionamento diversi. Le normali condizioni operative potrebbero non rappresentare la condizione di sfioro effettiva.
Un liquido può vaporizzare al diminuire della pressione. Un gas può trasportare goccioline di liquido. Il vapore saturo può diventare surriscaldato in determinate condizioni. Queste variazioni influenzano la densità, il comportamento del flusso, la tubazione di scarico e l'interpretazione della capacità certificata.
Il dimensionamento della valvola di sicurezza dovrebbe seguire una sequenza chiara. Il modello della valvola dovrebbe essere selezionato dopo aver compreso il caso di sfioro e la capacità richiesta, non prima.
Iniziare con l'apparecchiatura protetta, non con il catalogo delle valvole. Confermare il tag dell'apparecchiatura, il tipo di apparecchiatura, la pressione massima di lavoro ammissibile, la pressione di progetto, la pressione operativa, la temperatura di progetto, la temperatura operativa normale e la fonte di pressione collegata.
Anche il codice applicabile dovrebbe essere identificato precocemente. Una caldaia, un recipiente a pressione, un serbatoio GPL, un pacchetto compressore o un recipiente di processo possono avere requisiti di protezione dalla pressione diversi. L'ASME BPVC è un quadro normativo comune per caldaie e recipienti a pressione, ma il requisito esatto dovrebbe essere confermato dalla specifica del progetto, dalla giurisdizione e dalla base di progettazione dell'apparecchiatura.
Elencare tutti gli scenari di sfioro credibili e determinare quale domina il dimensionamento della valvola. In molti sistemi, la capacità richiesta maggiore non deriva dal flusso operativo normale. Potrebbe derivare da esposizione al fuoco, uscita bloccata, guasto del regolatore, rottura di un tubo o perdita di raffreddamento.
In pratica, il dimensionamento delle valvole di sicurezza è raramente errato perché qualcuno ha dimenticato la parola “capacità”. È più spesso errato perché lo scenario di sfioro, lo stato del fluido, la temperatura di sfioro o la contropressione sono stati assunti troppo presto e mai più rivisti.
La capacità di sfioro richiesta deve essere indicata con unità di misura e base. A seconda del fluido, la capacità può essere espressa come:
Il documento di dimensionamento deve mostrare chiaramente la base di calcolo, lo scenario di sfioro, le proprietà del fluido, la pressione, la temperatura e qualsiasi fattore di correzione utilizzato.
La pressione e la temperatura di sfioro devono corrispondere allo scenario di sovrapressione effettivo. Non devono essere copiate dalle condizioni operative normali senza revisione.
La temperatura influisce sulla densità, sulla pressione di vapore, sulla condizione del vapore, sulla viscosità, sulla selezione dei materiali e sull'idoneità della sede. Una valvola dimensionata per vapore saturo potrebbe non essere adatta per vapore surriscaldato senza correzioni. Un liquido che vaporizza durante lo sfioro potrebbe non comportarsi come un semplice liquido.
Una volta definite la capacità richiesta e le condizioni di sfioro, l'orifizio e il modello della valvola possono essere selezionati utilizzando i dati di capacità certificati dal produttore e il metodo di dimensionamento applicabile.
La selezione non deve essere forzata per adattarsi a un modello di stock esistente a meno che la capacità non sia verificata. Se la capacità richiesta è vicina alla capacità certificata, la base di calcolo, la contropressione e le condizioni di installazione devono essere esaminate attentamente. Un piccolo margine di capacità può essere accettabile in alcuni casi documentati, ma non deve essere il risultato di ipotesi mancanti o dati incompleti.
La valvola selezionata deve avere una capacità di sfioro certificata uguale o superiore alla capacità di sfioro richiesta per la base di servizio pertinente.
Verificare se la base di capacità è aria, vapore saturo, acqua o un altro fluido. Se la capacità certificata si basa sull'aria ma il servizio effettivo è un gas di processo, potrebbe essere necessaria una conversione ingegneristica o una conferma del produttore. La capacità dell'aria non deve essere trattata ciecamente come capacità di gas di processo.
La capacità non è solo una condizione di banco prova. Le condizioni installate possono modificare le prestazioni della valvola. La revisione del dimensionamento deve includere:
Un caso comune nel settore si verifica dopo la modifica di un collettore di scarico. La valvola di sicurezza originale potrebbe essere stata dimensionata correttamente, ma la resistenza aggiunta allo scarico aumenta la contropressione. La valvola potrebbe vibrare o non raggiungere la capacità installata prevista. L'azione correttiva consiste nel ricontrollare il sistema di scarico, ricalcolare la contropressione e confermare se la capacità certificata originale rimane valida nella nuova installazione.
Questo è un tipico punto di revisione ingegneristica e dipende dal fluido, dalla pressione, dalla temperatura, dal design della valvola, dalla contropressione, dall'installazione e dai requisiti del codice applicabile.
Per i controlli relativi all'installazione, leggere la nostra Guida all'installazione della valvola di sicurezza: tubazioni di aspirazione, mandata e scarico.
Una decisione di dimensionamento dovrebbe essere tracciabile. La documentazione finale dovrebbe includere:
Per una revisione ingegneristica più ampia oltre al dimensionamento, consultare la nostra Guida alla selezione delle valvole di sicurezza.
Il dimensionamento delle valvole di sicurezza deve corrispondere allo stato del fluido nelle condizioni di scarico. Lo stesso modello di valvola può comportarsi diversamente in servizio con vapore, gas, liquido o bifase.
Il servizio a vapore richiede una chiara base di pressione e temperatura. Il vapore saturo e il vapore surriscaldato non devono essere trattati allo stesso modo. Il vapore ad alta pressione può anche richiedere fattori di correzione a seconda del codice applicabile e della base di certificazione.
Il materiale di capacità certificato National Board identifica la capacità di vapore saturo in kg/h e include considerazioni speciali per vapore ad alta pressione e condizioni di surriscaldamento. Per i sistemi a vapore ad alta temperatura, la revisione del dimensionamento dovrebbe anche confermare il materiale del trim, l'esposizione della molla, la tubazione di scarico e il drenaggio.
In una revisione di un collettore di vapore, una valvola sostitutiva potrebbe corrispondere alla vecchia dimensione di ingresso e alla pressione di taratura, ma essere comunque inadatta se la capacità di vapore certificata si basava su una pressione diversa o se la condizione effettiva di scarico è surriscaldata. La prevenzione consiste nel verificare la condizione del vapore, la base di temperatura, la capacità certificata e la disposizione di scarico insieme.
Il dimensionamento delle valvole di sicurezza per gas comporta il flusso comprimibile. Peso molecolare, temperatura, comprimibilità, pressione di taratura, pressione di sfioro e contropressione possono influenzare la capacità calcolata.
Una capacità certificata per aria è utile, ma non dovrebbe essere direttamente assunta per ogni gas di processo. La composizione del gas, il peso molecolare, la temperatura e la comprimibilità possono richiedere una conversione o una conferma del produttore.
Per gas di processo contenenti gocce di liquido, particelle o componenti corrosivi, la base di dimensionamento dovrebbe anche essere rivista con il tipo di valvola, la condizione del trim e le aspettative di manutenzione. Un valore di capacità è utile solo quando la valvola può rimanere stabile e sufficientemente pulita per fornire tale capacità in servizio.
Il servizio di sfioro per liquidi richiede attenzione a densità, viscosità, caduta di pressione e potenziale vaporizzazione (flashing). I sistemi liquidi possono generare alta pressione da espansione termica anche quando il flusso di sfioro richiesto è piccolo.
I casi tipici di dimensionamento per liquidi includono espansione termica bloccata, deadhead della pompa, sovrariempimento del liquido, guasto della valvola di controllo e sovratensione di pressione idraulica. Il metodo di dimensionamento dovrebbe corrispondere alla condizione effettiva del liquido, non a un'ipotesi di gas o vapore.
Un errore frequente è considerare un caso di sfioro termico per liquido bloccato come non importante a causa della piccola portata. In realtà, la pressione può aumentare rapidamente quando il liquido è intrappolato e riscaldato. La valvola potrebbe essere piccola, ma la base di dimensionamento deve comunque essere documentata.
Lo sfioro bifase e in vaporizzazione (flashing) sono aree di dimensionamento ad alto rischio. Un fluido può entrare nella valvola come liquido e vaporizzare parzialmente man mano che la pressione diminuisce. Gas e liquido possono quindi fluire insieme attraverso la valvola e la tubazione di scarico.
Questo servizio non dovrebbe essere gestito con una semplice ipotesi di solo gas o solo liquido, a meno che non sia convalidato da un calcolo ingegneristico qualificato. Potrebbe essere richiesta una revisione del produttore o un calcolo specializzato di sicurezza di processo.
Questo è un tipico punto di revisione ingegneristica e dipende dal fluido, dalla pressione, dalla temperatura, dal design della valvola, dalla contropressione, dall'installazione e dai requisiti del codice applicabile.
La dimensione della connessione è facile da vedere. La capacità certificata è facile da trascurare. Ecco perché molte valvole di sicurezza sottodimensionate entrano nell'approvvigionamento tramite una semplice richiesta di sostituzione.
Le seguenti supposizioni sono non sicure:
Un caso comune di revisione dell'approvvigionamento EPC è una PSV di sostituzione selezionata per dimensione della flangia di ingresso e uscita. La valvola si adatta alla tubazione, ma la designazione dell'orifizio e la capacità certificata non sono le stesse della base di progettazione originale. Durante la revisione tecnica, la valvola viene respinta perché la capacità di sfioro certificata è inferiore al carico calcolato per il caso di incendio.
La prevenzione è semplice: richiedere al fornitore di fornire la capacità certificata, la designazione dell'orifizio, la pressione di taratura, la base di capacità e i dati della targhetta prima dell'approvazione tecnica.
Prima di approvare una valvola di sicurezza, la scheda tecnica, le informazioni sulla targhetta e il certificato di capacità devono essere esaminati insieme. Qualsiasi discrepanza deve essere chiarita prima dell'acquisto o dell'installazione.
| Dati da verificare | Perché è Importante |
|---|---|
| Produttore e modello | Conferma la progettazione e la tracciabilità della valvola. |
| Numero di serie | Collega la valvola fisica al certificato e ai registri di prova. |
| Pressione di taratura | Conferma la pressione alla quale la valvola inizia ad aprirsi. |
| Designazione o area dell'orifizio | Collega la geometria del flusso interno alla capacità di sfioro. |
| Capacità di sfioro certificata | Conferma che la valvola può soddisfare il carico di sfioro richiesto. |
| Fluido di capacità | Indica se la capacità è basata su aria, vapore, acqua o altro. |
| Base di temperatura | Influenza densità, condizione del vapore, viscosità e fattori di correzione. |
| Marchio Code stamp o NB | Supporta la conformità dove è richiesta la certificazione secondo codice. |
| Tipo di sede | Influenza le aspettative di tenuta e l'idoneità al servizio. |
| Rapporto di prova | Conferma i risultati di pressione di taratura, prova di pressione e prova di tenuta. |
| Certificato materiale | Conferma la compatibilità con pressione, temperatura e fluido. |
Requisiti amministrativi National Board stabiliscono che le organizzazioni accreditate possono applicare il simbolo “NB” ai dispositivi di progettazione certificata. Questo è il motivo per cui la capacità certificata e la marcatura sulla targhetta dovrebbero essere considerate voci di approvazione, non ripensamenti.
Per la revisione documentale focalizzata sull'acquirente, leggi il nostro Lista di controllo per l'acquisto di valvole di sicurezza per ingegneri e acquirenti.
La maggior parte degli errori di dimensionamento non sono causati da un singolo numero. Derivano da presupposti incompleti, casi di sfogo mancanti o dall'uso di una base errata per l'approvazione della capacità.
Questo è l'errore di approvvigionamento più comune. Una valvola con la stessa dimensione di ingresso può avere un'area dell'orifizio diversa, un'alzata diversa e una capacità certificata diversa. Controllare sempre il certificato di capacità e i dati dell'orifizio.
La portata operativa normale non è la stessa della portata di sfogo di emergenza. La valvola deve essere dimensionata per lo scenario di sovrapressione dominante, non per la portata di processo di routine.
L'esposizione al fuoco esterno o l'uscita bloccata possono produrre una capacità richiesta maggiore rispetto al normale funzionamento. Se questi casi sono credibili ma ignorati, la valvola potrebbe essere sottodimensionata anche quando il modello selezionato appare ragionevole.
La capacità certificata dell'aria non è automaticamente uguale alla capacità del gas di processo. Il peso molecolare del gas, la temperatura, la comprimibilità e la base di pressione devono essere esaminati prima di applicare un valore di capacità dell'aria a un altro gas.
La contropressione può influire sia sulla capacità che sulla stabilità. Se una valvola di sicurezza scarica in un collettore comune, un silenziatore, un lungo tubo di scarico o un sistema di torcia, la capacità installata può differire da una semplice condizione di banco o catalogo.
Le condizioni bifase e di vaporizzazione non devono essere semplificate in dimensionamenti monofase gas o liquido senza una corretta validazione. Questa è una delle aree in cui la revisione dell'ingegneria di processo è particolarmente importante.
Una valvola di sicurezza correttamente dimensionata in passato potrebbe diventare inadeguata dopo modifiche di processo. Il dimensionamento dovrebbe essere rivisto in caso di variazioni di pressione, temperatura, composizione del fluido, MAWP dell'apparecchiatura, portata di produzione, scenario di sfioro, base di protezione antincendio o sistema di scarico.
Ad esempio, un impianto potrebbe estendere un collettore di sfioro o aggiungere un silenziatore durante un progetto di riduzione del rumore. Il corpo valvola e la pressione di taratura potrebbero rimanere invariati, ma la contropressione accumulata può aumentare a sufficienza da ridurre la stabilità o la capacità installata disponibile. La prevenzione consiste nell'includere i dispositivi di sfioro nelle revisioni di gestione delle modifiche ogni volta che il sistema di scarico viene modificato.
Un utile esempio di revisione ingegneristica è un recipiente a pressione protetto da una valvola di sicurezza con la corretta pressione di taratura. La valvola ha superato il test di taratura al banco e la targhetta di pressione corrispondeva al requisito di progettazione. Sulla carta, appariva accettabile.
Il problema è emerso durante una revisione dello scenario di sfioro in caso di incendio. Il certificato di capacità ha mostrato che la capacità di sfioro certificata della valvola era inferiore al carico richiesto per lo scenario di incendio. La valvola poteva aprirsi alla giusta pressione, ma non poteva sfiorare un flusso sufficiente a proteggere il recipiente secondo lo scenario di emergenza dominante.
La causa principale è stata una decisione di sostituzione basata sulla dimensione del collegamento e sulla classe di pressione. La valvola di sostituzione aveva la stessa dimensione di ingresso e uscita della vecchia valvola, ma la sua area dell'orifizio e la capacità certificata erano inferiori alla base di progettazione originale.
La correzione è stata ricalcolare il caso di sfioro, confermare la capacità di sfioro richiesta e sostituire la valvola con un modello certificato utilizzando un orifizio più grande. La prevenzione è stata richiedere i seguenti documenti prima dell'approvazione:
La lezione è semplice: la corretta pressione di taratura non prova la corretta capacità.
La seguente checklist può essere utilizzata durante la revisione tecnica, il confronto delle offerte dei fornitori o l'approvazione di valvole sostitutive.
| Passo | Elemento di controllo | Confermato |
|---|---|---|
| 1 | Identificata l'apparecchiatura protetta | ☐ |
| 2 | MAWP / pressione di progetto confermata | ☐ |
| 3 | Pressione di taratura confermata | ☐ |
| 4 | Caso di scarico dominante identificato | ☐ |
| 5 | Capacità di scarico richiesta calcolata | ☐ |
| 6 | Stato del fluido alle condizioni di scarico confermato | ☐ |
| 7 | Pressione e temperatura di scarico confermate | ☐ |
| 8 | Area dell'orifizio o designazione selezionata | ☐ |
| 9 | Capacità certificata verificata | ☐ |
| 10 | Contropressione verificata | ☐ |
| 11 | Perdita di pressione in ingresso controllata | ☐ |
| 12 | Targhetta e certificato controllati | ☐ |
| 13 | Base di dimensionamento documentata | ☐ |
Per una revisione completa del tipo di valvola, materiale, installazione e approvvigionamento, consultare la lista di controllo completa per valvole di sicurezza.
Guide tecniche correlate sulle valvole di sicurezza:
Per dimensionare una valvola di sicurezza, identificare l'apparecchiatura protetta, definire lo scenario di sfioro dominante, calcolare la capacità di sfioro richiesta, confermare lo stato del fluido, la pressione di sfioro e la temperatura di sfioro, selezionare l'area dell'orifizio e il modello di valvola, quindi verificare che la capacità di sfioro certificata sia uguale o superiore alla capacità richiesta nelle condizioni specificate.
La capacità di sfioro certificata è il valore di capacità verificato assegnato a un progetto di dispositivo di sfioro di pressione in base a una certificazione o codice applicabile. Viene utilizzata per confermare che la valvola di sicurezza possa sfiorare un flusso sufficiente a proteggere l'apparecchiatura durante il caso di sfioro dominante.
No. La dimensione della connessione descrive solo le connessioni meccaniche di ingresso e uscita. La capacità di sfioro effettiva dipende dall'area dell'orifizio, dall'alzata della valvola, dal coefficiente di scarico, dalla pressione di taratura, dalla pressione di sfioro, dallo stato del fluido e dalla capacità certificata.
La pressione di taratura determina solo quando la valvola inizia ad aprirsi. Non dimostra che la valvola possa sfiorare un flusso sufficiente. Una valvola può aprirsi alla pressione corretta ma avere comunque una capacità di sfioro certificata insufficiente per il caso di sfioro dominante.
La capacità dell'aria non deve essere trattata direttamente come capacità del gas di processo senza revisione. Il peso molecolare del gas di processo, la temperatura, la comprimibilità, la base di pressione e il metodo di dimensionamento applicabile potrebbero richiedere una conversione o una conferma del produttore.
I documenti importanti includono la scheda tecnica della valvola, i dati della targhetta, il certificato di capacità, il foglio di calcolo del dimensionamento, i dati di capacità certificati dal produttore, le informazioni sulla certificazione di codice o NB, il rapporto di prova e il record di approvazione tecnica.
Il dimensionamento della valvola di sicurezza deve essere revisionato quando cambiano la pressione operativa, la temperatura, la composizione del fluido, la MAWP dell'apparecchiatura, lo scenario di sfioro, la velocità di produzione, la tubazione di scarico, il sistema di flare, la base di protezione antincendio o i requisiti di codice applicabili.
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