Válvulas de Segurança e Ventilação de Tanques para Tanques Atmosféricos, de Baixa Pressão e Pressurizados
O alívio de pressão em tanques de armazenamento protege tanques de teto fixo, tanques com manta de nitrogênio, tanques de baixa pressão, tanques de solventes, tanques químicos, tanques de petróleo bruto, tanques de diesel, esferas de GLP, pacotes de armazenamento criogênico e tanques de processo contra sobrepressão, danos por vácuo, exposição ao fogo e liberação insegura de vapor. A seleção correta começa pela identificação se o equipamento é um tanque atmosférico, tanque de baixa pressão ou vaso de pressão, confirmando então a ventilação normal, ventilação de emergência, proteção a vácuo, pressão de projeto do tanque, pressão de inertização, taxa de enchimento/esvaziamento do líquido, propriedades do vapor, risco de corrosão, proteção contra chamas, destino da descarga e documentação necessária.
Onde Válvulas de Segurança e Respiros de Tanque São Usados em Tanques de Armazenamento
A proteção de tanques de armazenamento não é um único tipo de válvula. Tanques atmosféricos geralmente requerem válvulas de alívio de pressão/vácuo, respiros de emergência, supressores de chama ou respiros conservadores. Tanques de baixa pressão podem requerer ventilação de maior capacidade e revisão da inertização com gás. Vasos de armazenamento pressurizados requerem válvulas de segurança certificadas dimensionadas por casos de alívio de vasos de pressão.
Tanques Atmosféricos de Teto Fixo
Utilizada para petróleo bruto, diesel, óleo combustível, solventes, produtos químicos para tratamento de água e líquidos a granel. A proteção geralmente inclui ventilação normal de pressão/vácuo, ventilação de emergência, proteção contra chamas e acesso para inspeção.
Tanques de Armazenamento com Inertização por Nitrogênio
Utilizada para solventes, monômeros, líquidos sensíveis ao oxigênio, intermediários de API e produtos químicos especiais. A revisão do alívio deve incluir falha do regulador de inertização, taxa de fluxo de gás inerte, retorno de vapor, proteção contra vácuo e controle de emissões.
Tanques de Armazenamento de Baixa Pressão
Utilizada onde a pressão operacional está acima da ventilação atmosférica simples, mas abaixo do serviço de vaso de pressão. A seleção da válvula deve confirmar a pressão de projeto, classificação de vácuo, faixa operacional, capacidade de ventilação e destino da descarga.
Armazenamento Pressurizado de GLP e Hidrocarbonetos
Utilizada em tanques de GLP (bullets), armazenamento de propano, armazenamento de butano e vasos de hidrocarbonetos pressurizados. Essas aplicações exigem dimensionamento de PSV para caso de incêndio, aumento da pressão de vapor, enchimento excessivo e roteamento seguro da descarga.
Tanques de Líquidos Químicos e Corrosivos
Utilizada para ácidos, álcalis, cloretos, solventes, aminas e produtos químicos agressivos. A compatibilidade de materiais, toxicidade dos vapores, contrapressão do scrubber, supressão de chamas e corrosão da linha de ventilação devem ser revisadas.
Armazenamento Criogênico e Refrigerado
Utilizada para GNL, serviço refrigerado de GLP, nitrogênio líquido, oxigênio líquido e armazenamento de gases industriais. Materiais para baixa temperatura, gás de ebulição (boil-off), expansão térmica e proteção de jaqueta de vácuo devem ser revisados.
A Proteção de Tanques de Armazenamento Começa com Ventilação Normal, Ventilação de Emergência e Casos de Vácuo
Tanques de armazenamento falham de maneira diferente de vasos de pressão. Um tanque pode ser danificado por uma pequena pressão positiva ou vácuo se não for projetado para isso. O dispositivo de proteção deve corresponder à pressão de projeto do tanque, vácuo de projeto, taxa de movimento do líquido, geração de vapor, exposição ao fogo e caminho de ventilação.
Respiro Normal Durante Enchimento ou Aquecimento
Quando o líquido entra em um tanque ou o conteúdo do tanque aquece, vapor e gás devem sair do tanque. A capacidade de alívio de pressão deve considerar a taxa de enchimento, respiração térmica, pressão de vapor e o comportamento do gás de inertização.
Respiro Normal Durante Esvaziamento ou Resfriamento
Quando o líquido é bombeado para fora ou o conteúdo do tanque esfria, ar ou gás inerte deve entrar no tanque. A proteção contra vácuo deve ser dimensionada a partir da taxa de bombeamento, respiração térmica e classificação de vácuo do tanque.
Exposição a Incêndio de Emergência
Incêndios externos podem aquecer o conteúdo do tanque e gerar vapor rapidamente. A ventilação de emergência deve ser revisada com a área molhada do tanque, propriedades do líquido, isolamento, base de exposição ao fogo e direção de descarga.
Falha do Regulador de Inertização
A inertização com nitrogênio protege os produtos, mas pode causar sobrepressão em um tanque se o regulador falhar aberto. A capacidade de alívio deve considerar o suprimento máximo de gás inerte e equipamentos de controle de vapor a jusante.
Ventilação Bloqueada, Obstrução do Retardador de Chama ou Linha de Ventilação Congelada
Retardadores de chama, linhas de recuperação de vapor, respiros de conservação e coletores de descarga podem ficar restritos por obstrução, corrosão, gelo, polímero ou isolamento de manutenção. A ventilação bloqueada pode causar sobrepressão ou colapso do tanque.
Caso de Incêndio em Vaso de Armazenamento Pressurizado
Tanques de GLP e outros vasos de armazenamento pressurizados são geralmente protegidos por Válvulas de Segurança Certificadas (PSVs) em vez de respiros de tanque de baixa pressão. O cenário de incêndio, a pressão de vapor, a MAWP e o roteamento para flare ou ventilação devem ser revisados em conjunto.
Casos de Aplicação de Válvulas de Segurança e Ventilação para Tanques de Armazenamento com Dados Típicos de RFQ
Estes casos demonstram como os requisitos de alívio para tanques de armazenamento são comumente descritos antes da seleção do modelo. O dimensionamento final deve ser confirmado pela folha de dados do tanque, propriedades do líquido, taxas de enchimento/esvaziamento, norma aplicável, cálculo de ventilação verificado e revisão de segurança do local.
Caso 1: Válvula de Alívio de Pressão/Vácuo para Tanque de Diesel com Teto Fixo
Ventilação NormalUm respiro de tanque de teto fixo deve ser dimensionado para serviço de pressão e vácuo. O dispositivo correto protege a parede e o teto do tanque contra pressão excessiva de respiro, limitando a perda de vapor durante a operação normal.
Caso 2: Respiro de conservação para tanque de solvente com manta de nitrogênio
Tanque com mantaTanques de solvente com manta de nitrogênio requerem separação cuidadosa entre a pressão de manta, a configuração da ventilação de conservação e a configuração de alívio de emergência. Se as configurações se sobrepuserem incorretamente, pode ocorrer consumo de nitrogênio, oxidação do produto ou sobrepressão do tanque.
Caso 3: Ventilação Resistente à Corrosão para Tanque Químico de Ácido
Vapor CorrosivoA ventilação de tanques corrosivos não deve ser selecionada apenas pela pressão de ajuste. A corrosão por vapor, a queda de pressão do lavador, a condensação, o arraste de névoa e o material da linha de ventilação podem decidir a configuração correta.
Caso 4: Ventilação de Emergência para Tanque de Armazenamento de Líquido Inflamável
Exposição ao fogoA ventilação de emergência é separada da respiração normal. Uma ventilação P/V normal pode não ter capacidade suficiente para exposição ao fogo, portanto, a capacidade da ventilação de emergência deve ser revisada independentemente.
Caso 5: Válvula de Segurança para Tanque de Armazenamento de GLP
Armazenamento PressurizadoO armazenamento pressurizado de GLP não é protegido por um simples respiro de tanque. Requer a seleção de uma Válvula de Segurança para vaso de pressão baseada no MAWP, caso de incêndio e capacidade de alívio certificada.
Caso 6: Sistema de Alívio para Tanque de Armazenamento de Líquido Criogênico
Armazenamento CriogênicoO alívio de tanques criogênicos deve considerar material de baixa temperatura, dispersão de vapor frio e risco de ventilação bloqueada. O congelamento da saída e o gerenciamento da válvula de isolamento são importantes para a operação segura.
Matriz de dados de alívio e ventilação de tanques de armazenamento
| Tipo de Tanque | Meio Típico | Caso comum de alívio / ventilação | Verificação de Engenharia Necessária | Revisão do dispositivo recomendado | Risco se Ignorado |
|---|---|---|---|---|---|
| Tanque de teto fixo atmosférico | Diesel, óleo bruto, óleo combustível, água, líquidos de baixa volatilidade | Enchimento, esvaziamento, respiração térmica e caso de emergência de incêndio | Taxa de enchimento, taxa de bombeamento, classificação de pressão/vácuo do tanque e área molhada | Válvula de alívio de pressão/vácuo mais ventilação de emergência, quando necessário | Danos no teto do tanque, deformação da carcaça ou perda excessiva de vapor |
| Tanque com manta de nitrogênio | Solvente, monômero, intermediário API, líquido sensível ao oxigênio | Falha do regulador de manta, respiração térmica e respiração de vácuo | Pressão de manta, capacidade de suprimento de nitrogênio, controle de VOC e ajuste de ventilação | Revisão de ventilação de conservação, alívio de vácuo e alívio de emergência | Sobrepressão do tanque, oxidação do produto ou alto consumo de nitrogênio |
| Tanque de armazenamento químico | Vapor de ácido, álcali, amina, cloreto, solvente ou tóxico | Enchimento, bombeamento, respiração térmica e restrição do lavador | Compatibilidade de material, contrapressão do lavador, corrosão e toxicidade | Respiro de tanque resistente à corrosão, supressor de chama ou respiro conectado a lavador | Corrosão do respiro, liberação tóxica ou linha de respiro bloqueada |
| Tanque de armazenamento de baixa pressão | Líquido volátil, líquido refrigerado, vapor de hidrocarboneto | Respiração térmica, geração de vapor, exposição ao fogo e falha no controle de pressão | Pressão de projeto, vácuo de projeto, taxa de geração de vapor e caminho de alívio | Válvula de alívio de baixa pressão, quebra-vácuo e sistema de respiro de emergência | Enrugamento do tanque, sobrepressão ou liberação de nuvem de vapor |
| Recipiente de armazenamento pressurizado | GLP, propano, butano, amônia, gás comprimido | Exposição ao fogo, enchimento excessivo, falha do regulador e aumento da pressão de vapor | MAWP, capacidade requerida, superfície molhada, pressão de vapor e reação de descarga | Válvula de segurança certificada dimensionada para proteção de vaso de pressão | Alívio subdimensionado, sobrepressão do vaso ou descarga inflamável insegura |
| Tanque de armazenamento criogênico | GNL, LN₂, LOX, LAr, vapor criogênico | Gás de evaporação (boil-off), vazamento de calor, saída bloqueada e expansão de líquido aprisionado | Material de baixa temperatura, capacidade de BOG, congelamento da ventilação e roteamento seguro de vapor frio | Válvula de segurança criogênica, válvula de alívio térmico e arranjo de alívio duplo | Fragilização a frio, sobrepressão ou descarga gelada bloqueada |
Como especificar corretamente uma válvula de segurança ou ventilação para tanque de armazenamento
1. Identifique a categoria de projeto do tanque
Confirme primeiro se o equipamento é um tanque atmosférico, tanque de baixa pressão, tanque refrigerado, pacote de armazenamento criogênico ou vaso de armazenamento pressurizado. Esta decisão altera o método de ventilação aplicável, o tipo de dispositivo e a base de dimensionamento.
2. Confirme a pressão de projeto e a classificação de vácuo do tanque
Tanques de armazenamento podem ser sensíveis a pequenas variações de pressão ou vácuo. Confirme a pressão de projeto, vácuo de projeto, pressão normal de operação, pressão de inertização, limite de pressão de emergência e projeto do teto antes de escolher as configurações.
3. Defina a demanda normal de ventilação
A respiração normal (entrada e saída de ar) é impulsionada pela taxa de enchimento, taxa de bombeamento, expansão térmica, mudança de temperatura, pressão de vapor e gás de inertização. Ambas as direções de pressão e vácuo devem ser verificadas.
4. Defina a demanda de ventilação de emergência
Exposição ao fogo, falha do regulador, recuperação de vapor bloqueada, enchimento excessivo ou geração de vapor podem exceder a demanda normal de respiração. As ventilações de emergência ou VSPs certificadas devem ser revisadas separadamente das ventilações de conservação.
5. Revise material, proteção contra chamas e emissões
Líquidos inflamáveis, corrosivos, tóxicos, sensíveis ao oxigênio e voláteis exigem a revisão de arrestores de chama, compatibilidade de materiais, assentos macios, revestimentos, controle de VOC, conexão de lavador (scrubber) e contrapressão de recuperação de vapor.
6. Confirme os requisitos de instalação e documentação
As ventilações de tanque e válvulas de segurança devem ser especificadas com tamanho da conexão, pressão de ajuste, ajuste de vácuo, capacidade, material, gaxeta, tela, capuz contra intempéries, interface do arrestor de chama, relatório de teste e documentação de etiqueta.
Dispositivos de alívio para tanques de armazenamento devem ser revisados com os caminhos de recuperação de vapor, lavador (scrubber) e ventilação de emergência
Por que a instalação de ventilação do tanque altera o desempenho da proteção
A proteção do tanque de armazenamento depende de todo o caminho de ventilação. Um dispositivo dimensionado corretamente ainda pode falhar em proteger o tanque se um supressor de chama estiver obstruído, uma linha de recuperação de vapor estiver bloqueada, um lavador criar contrapressão excessiva, uma tela de pássaros congelar ou um bico de teto for isolado durante a manutenção.
A instalação deve revisar a localização do bico do tanque, a verticalidade da ventilação, a proteção contra intempéries, a queda de pressão do supressor de chama, o caminho de vácuo, a acessibilidade da ventilação de emergência, a drenagem de condensado, a margem de corrosão, a carga do teto, o acesso para inspeção e a direção de descarga longe de pessoal, fontes de ignição e entradas de ar.
Verificações de instalação em campo
- Confirme a pressão de projeto e a classificação de vácuo do tanque antes de definir a seleção.
- Dimensionar a capacidade de respiração de pressão (saída) e de vácuo (entrada).
- Verifique a capacidade de ventilação de emergência separadamente da capacidade de respiração normal.
- Revise a queda de pressão do supressor de chama, o risco de obstrução e o intervalo de inspeção.
- Direcione vapores inflamáveis, tóxicos ou corrosivos para uma ventilação segura, lavador ou sistema de recuperação.
- Evite telas de pássaros bloqueadas, linhas de ventilação congeladas e bolsões de condensado.
- Forneça acesso para inspeção, limpeza, teste e manutenção de ventilação de emergência.
Normas e Documentos para Confirmar Antes do Pedido
Referências comuns para tanques de armazenamento
As especificações de alívio para tanques de armazenamento podem referenciar API, ISO, EN, NFPA, ASME, GB, regras ambientais locais, códigos de incêndio, especificações do proprietário e padrões de campos de tanques. O conjunto de documentos aplicável deve ser confirmado antes da cotação.
- API 2000 para ventilação normal e de emergência de tanques de armazenamento atmosféricos e de baixa pressão.
- API 650 para tanques soldados para armazenamento de petróleo onde o tanque é projetado sob este padrão.
- API 620 para projetos de grandes tanques de armazenamento soldados de baixa pressão, quando especificado.
- API 653 onde os requisitos de inspeção, reparo, alteração ou reconstrução de tanques acima do solo em serviço fazem parte do contexto do projeto.
- NFPA 30 onde os requisitos de armazenamento de líquidos inflamáveis e combustíveis são especificados.
- Padrões de válvulas de segurança ASME onde o equipamento de armazenamento é um vaso de pressão em vez de um tanque atmosférico.
- Normas de Válvulas de Segurança ISO 4126 quando os requisitos de válvula de segurança certificada se aplicam a equipamentos de armazenamento pressurizado.
- Dimensionamento de Válvulas de Segurança API 520 onde o dimensionamento certificado de PSV é necessário para vasos de armazenamento pressurizado, como tanques de GLP.
- Especificações do proprietário para inertização de tanques, controle de VOC, supressores de chama, ventilação de emergência, lavadores de gases e serviço com vapores corrosivos.
Pacote típico de documentação
A documentação deve ser acordada antes da fabricação, especialmente para parques de tanques, armazenamento de produtos químicos, tanques de solventes, armazenamento de GNL/GLP, ventilação de emergência, interfaces de supressores de chama e sistemas de emissão regulamentados.
- Folha de dados técnicos com tipo de dispositivo, tamanho, conexão, pressão de ajuste e ajuste de vácuo.
- Confirmação da capacidade de ventilação normal e de emergência.
- Certificado de material para corpo, castelo, obturador, sede, mola e fixadores, quando especificado.
- Relatório de teste de pressão de ajuste e ajuste de vácuo, quando exigido.
- Relatório de teste de fluxo, teste de estanqueidade ou teste de bancada, quando especificado.
- Compatibilidade do supressor de chama ou dados de queda de pressão, quando exigido.
- Desenho de arranjo geral, dimensões, peso e orientação do bocal.
- Confirmação do número de tag, placa de identificação, revestimento, embalagem e marcação do projeto.
Checklist de dados para solicitação de orçamento de Válvula de Segurança e Respiro para Tanque de Armazenamento
| Dados Necessários | Por que Importa | Exemplo de Entrada |
|---|---|---|
| Tipo de tanque | Define se o dispositivo é um respiro de tanque, respiro de emergência ou PSV certificada. | Tanque API 650, tanque API 620, tanque com manta, tanque esférico para GLP, tanque criogênico |
| Pressão de projeto / vácuo do tanque | Define os limites de pressão e vácuo a serem protegidos. | +20 mbar / -5 mbar, +56 mbar / -6 mbar, MAWP 16 barg |
| Pressão de ajuste e ajuste de vácuo | Define os pontos de abertura do dispositivo e a faixa de operação. | Pressão 15 mbar, vácuo -3 mbar, PSV 10 barg |
| Propriedades do meio e do vapor | Afeta capacidade, material, proteção contra chamas e controle de emissões. | Vapor de diesel, vapor de solvente, nitrogênio, GLP, vapor de HCl, gás de ebulição de GNL |
| Taxa de enchimento e taxa de bombeamento | Determina a demanda normal de respiração externa e interna. | Enchimento de 300 m³/h, bombeamento de 250 m³/h, taxa de carregamento de caminhão |
| Base de respiração térmica | Determina a demanda de ventilação devido à mudança de temperatura ambiente e aquecimento solar. | Parque de tanques externo, clima tropical, serviço de inverno, tanque isolado |
| Base de ventilação de emergência | Determina a capacidade de alívio em caso de incêndio ou emergência. | Diâmetro do tanque, altura da parede, área molhada, propriedades do fluido, caso de incêndio |
| Dados do sistema de inertização | Verifica falha do regulador e risco de consumo de nitrogênio. | Pressão de suprimento de nitrogênio, capacidade do regulador, pressão de ajuste de inertização |
| Destino da descarga | Determina contrapressão, controle de toxicidade e ventilação segura. | Atmosfera, supressor de chama, recuperação de vapor, leito de carvão, lavador, flare |
| Requisito de material e corrosão | Previne corrosão, travamento, vazamento e contaminação. | Alumínio, aço carbono, 304SS, 316SS, sede de PTFE, ventilação com revestimento FRP/PVC |
| Conexão e montagem | Garante compatibilidade com o bocal do tanque e acesso para manutenção. | Flange, roscado, clamp, ventilação de emergência em manway, orientação do bocal do teto |
| Documentos necessários | Evita atrasos em aquisição, inspeção e comissionamento. | Folha de dados, desenho, registro de material, teste de ajuste, confirmação de capacidade, lista de tags |
A seleção final deve ser confirmada pela folha de dados do tanque, pressão de projeto, vácuo de projeto, taxas de enchimento e esvaziamento, propriedades do fluido, norma aplicável, base de ventilação verificada e revisão de engenharia.
Erros Comuns na Seleção de Alívio e Ventilação para Tanques de Armazenamento
Tratar todo tanque de armazenamento como vaso de pressão
Tanques atmosféricos geralmente necessitam de ventilação P/V e ventilação de emergência, enquanto vasos de armazenamento pressurizados necessitam de Válvulas de Segurança Certificadas (PSVs). O tipo de dispositivo deve corresponder à categoria de projeto do tanque.
Verificar o alívio de pressão, mas ignorar o vácuo
O esvaziamento por bomba ou resfriamento rápido pode colapsar um tanque se a entrada de vácuo for subdimensionada. A configuração de vácuo e a capacidade de entrada de vácuo devem ser revisadas em conjunto.
Usar ventilação normal para o caso de incêndio
A capacidade de ventilação normal não é a mesma que a capacidade de ventilação de emergência. A exposição ao fogo deve ser revisada separadamente com os dados do tanque e do líquido.
Ignorar a queda de pressão do supressor de chama
Um supressor de chama pode adicionar queda de pressão e pode sujar em serviço. Ele deve ser incluído no caminho de ventilação e no plano de manutenção.
Esquecer a falha do regulador de inertização
A inertização com nitrogênio pode proteger a qualidade do produto, mas pode sobrepressurizar um tanque se a falha do regulador não for incluída na revisão de alívio.
Material incorreto para vapor corrosivo
Vapor ácido, vapor de cloreto, amina, cáustico e serviço com solvente podem danificar sedes, molas, filtros e corpos. O material deve seguir a química do vapor, não apenas o nome do líquido.
Continue sua revisão de alívio de pressão para tanques de armazenamento
Esses links internos ajudam os compradores a transitar dos requisitos de ventilação de tanques de armazenamento para alívio de pressão/vácuo, ventilação de emergência, armazenamento de GLP ou GNL, seleção de PSV para vasos de pressão, revisão de materiais e preparação de documentação.
Referência de Ventilação Externa de Tanques e Tanques de Armazenamento
Use estas referências de autoridade para confirmar a base de código externa por trás da ventilação de tanques atmosféricos, projeto de tanques de baixa pressão, tanques de armazenamento de óleo soldados, armazenamento de líquidos inflamáveis e requisitos de alívio de pressão/vácuo.
FAQ sobre Válvulas de Segurança e Ventilação de Tanques de Armazenamento
Prepare uma folha de dados completa de ventilação de tanque de armazenamento antes do orçamento
Envie o tipo de tanque, pressão de projeto, vácuo de projeto, ajuste de pressão, ajuste de vácuo, meio, taxa de enchimento, taxa de esvaziamento, base de respiração térmica, base de ventilação de emergência, dados de blanket, destino da descarga, requisito de material, norma de conexão e documentos necessários. Uma folha de dados completa ajuda a evitar suposições inseguras e acelera a revisão de engenharia.
