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O dimensionamento de válvulas de segurança não é o mesmo que escolher uma válvula com o mesmo tamanho de conexão de entrada e saída. Uma válvula de segurança pode se encaixar no bocal do equipamento, passar em um teste básico de pressão e ainda assim falhar em proteger o sistema se sua capacidade de alívio certificada for menor que a carga de alívio necessária. No trabalho de proteção de pressão, …
O dimensionamento de válvulas de segurança não é o mesmo que escolher uma válvula com o mesmo tamanho de conexão de entrada e saída. Uma válvula de segurança pode se encaixar no bocal do equipamento, passar em um teste básico de pressão e ainda assim falhar em proteger o sistema se sua capacidade de alívio certificada for menor que a carga de alívio necessária.
No trabalho de proteção de pressão, a questão não é apenas “Qual o tamanho da válvula que se encaixa nesta linha?”. A questão mais importante é: Esta válvula pode aliviar fluxo suficiente sob o cenário de sobrepressão dominante? Essa resposta depende da capacidade de alívio necessária, pressão de ajuste, pressão de alívio, estado do fluido, temperatura, área do orifício, coeficiente de descarga, contrapressão e base de certificação.
Este guia explica como o dimensionamento de válvulas de segurança deve ser revisado sob uma perspectiva de engenharia e aquisição. Ele se concentra na capacidade de alívio necessária, capacidade de alívio certificada, área do orifício, dados da placa de identificação e erros comuns de dimensionamento. Não substitui o cálculo de alívio específico do projeto, dados certificados pelo fabricante, revisão de códigos aplicáveis ou aprovação regulatória local. Para o tipo completo de válvula, material, instalação e processo de aquisição, leia nosso Guia de seleção de válvulas de segurança.
Observação de engenharia: Uma válvula de segurança com a pressão de ajuste correta não está automaticamente dimensionada corretamente. A pressão de ajuste apenas indica quando a válvula começa a abrir. A capacidade de alívio certificada indica se a válvula pode aliviar fluxo suficiente para proteger o equipamento durante o caso de alívio dominante.
O tamanho da entrada e o tamanho da saída de uma válvula de segurança são detalhes de conexão mecânica. Eles indicam se a válvula pode ser instalada no bocal existente e na tubulação de descarga. Eles não provam que a válvula tem área de fluxo ou capacidade certificada suficiente.
A capacidade real de alívio de uma válvula de segurança é afetada por:
Duas válvulas de segurança podem ter uma conexão de entrada de 2 polegadas, mas suas áreas de orifício internas e capacidades certificadas podem ser muito diferentes. É por isso que selecionar uma válvula de segurança de substituição apenas pelo tamanho da flange é um erro comum e grave na aquisição.
Um caso típico em campo é um vaso de gás equipado com uma válvula de segurança de 2″ × 3″. Durante a substituição, o comprador solicitou os mesmos tamanhos de entrada e saída. A nova válvula se encaixou na tubulação sem problemas de instalação, mas o certificado de capacidade mostrou uma capacidade de alívio de ar certificada menor do que a carga de alívio exigida no caso de incêndio original. O problema não era a classificação de pressão. O problema era que a válvula de substituição tinha um orifício efetivo menor e não conseguia atender à capacidade exigida. A correção foi recalcular a capacidade de alívio necessária e selecionar uma válvula certificada com uma área de orifício adequada.
Para compradores de engenharia, isso significa que a cotação não deve ser aprovada apenas porque o tamanho da conexão, a classificação da flange e a classe de pressão parecem corretos. A base de capacidade também deve ser verificada. Uma válvula de substituição deve ser comparada com a base de dimensionamento original, não apenas com a aparência original.
Capacidade de alívio requerida é a quantidade de fluido que deve ser descarregada pela válvula de segurança para evitar que o equipamento protegido exceda seu limite de pressão permissível durante um cenário de sobrepressão credível.
Este valor deve vir do caso de alívio, não do catálogo da válvula. Um fornecedor pode ajudar a selecionar uma válvula após receber os dados do processo, mas a carga de alívio necessária deve ser baseada no sistema protegido e no cenário de alívio governante.
Em revisões de campo, o maior erro de dimensionamento nem sempre é a fórmula. É a escolha do cenário de alívio incorreto. Uma válvula perfeitamente calculada ainda pode estar errada se o caso determinante for perdido.
Uma válvula de segurança pode precisar aliviar taxas de fluxo muito diferentes, dependendo da causa da sobrepressão. O fluxo de operação normal geralmente não é o mesmo que o fluxo de alívio. Uma saída bloqueada, fogo externo, ruptura de tubo em trocador de calor ou falha de regulador de pressão podem produzir uma carga de alívio muito maior do que a operação normal do processo.
Cenários comuns de alívio incluem:
| Cenário de Alívio | Por que muda a capacidade requerida |
|---|---|
| Saída bloqueada | O fluxo não tem para onde ir, então a pressão pode subir rapidamente no equipamento protegido. |
| Fogo externo | O aporte de calor pode vaporizar líquido, expandir gás ou aumentar a pressão interna. |
| Expansão térmica | Líquido isolado pode gerar alta pressão a partir de um pequeno aumento de temperatura. |
| Falha da válvula de controle | A pressão ou fluxo a montante pode exceder a base de projeto do equipamento a jusante. |
| Falha do regulador de pressão | Um sistema de menor pressão pode ser exposto a uma pressão a montante mais alta. |
| Ruptura do tubo do trocador de calor | Fluido de alta pressão pode entrar em um lado de baixa pressão e causar sobrepressão. |
| Passagem de gás (blow-by) | Gás entrando em um sistema a jusante de líquido ou de baixa pressão pode criar uma carga de alívio maior. |
| Falha de utilidade ou resfriamento | A perda de resfriamento ou controle pode aumentar a geração de vapor ou a elevação da pressão. |
Em uma revisão de vaso de pressão, a válvula existente pode parecer aceitável porque raramente abre durante a operação normal. No entanto, se o cenário de incêndio ou de saída bloqueada exigir uma carga de alívio maior do que a capacidade certificada da válvula, a válvula é subdimensionada para a real função de proteção. É por isso que a capacidade de alívio necessária deve ser revisada antes que o modelo da válvula seja selecionado.
API 520 Parte I é uma diretriz padrão chave para o dimensionamento e seleção de dispositivos de alívio de pressão em aplicações de refinaria e indústrias de processo relacionadas. API 521 é útil quando o caso de alívio deve ser revisado no nível do sistema de alívio de pressão e despressurização, como flare, despressurização de vapor ou projeto de sistema de alívio em toda a planta.
Para o processo completo de seleção, incluindo tipo de válvula, contrapressão, materiais e instalação, consulte nosso processo completo de seleção de válvulas de segurança.
Capacidade de alívio certificada é o valor de capacidade confirmado através de uma base de certificação aceita e vinculado a um projeto específico de dispositivo de alívio de pressão. É o valor que permite a engenheiros, compradores, inspetores e proprietários de planta verificar se a válvula pode atender à carga de alívio necessária.
A capacidade certificada está normalmente conectada a dados do fabricante, marcação na placa de identificação, certificado de capacidade, selo de código ou registros de certificação. Na terminologia do National Board, NB-18 fornece informações de certificação de dispositivos de alívio de pressão, incluindo certificações de fabricante e montador e tipos de dispositivos certificados por fabricante.
Do ponto de vista do comprador, a capacidade certificada protege contra um erro simples, mas perigoso: comprar uma válvula que se encaixa na tubulação, mas não tem capacidade de alívio verificada suficiente.
Esses termos estão relacionados, mas não devem ser usados como se significassem a mesma coisa.
| Termo | Significado na Revisão de Dimensionamento |
|---|---|
| Capacidade de alívio requerida | O fluxo que o sistema protegido precisa aliviar durante o caso de sobrepressão dominante. |
| Capacidade calculada | Um valor de capacidade determinado por cálculo de engenharia ou conversão com base na condição do processo. |
| Capacidade nominal | Um valor de capacidade declarado pelo fabricante para um determinado projeto e condição de válvula. |
| Capacidade de alívio certificada | Um valor de capacidade confirmado sob uma base de certificação ou código aplicável e rastreável ao projeto da válvula. |
| Capacidade instalada | O desempenho efetivo real após considerar perda de entrada, resistência de saída, contrapressão e condição de instalação. |
Referências de capacidade certificada pelo National Board definir variáveis chave como capacidade de alívio certificada, área de descarga real, coeficiente de descarga certificado e pressão absoluta de alívio. Estes termos mostram por que um valor de capacidade é mais do que um número de marketing; está ligado à geometria, pressão, meio e base de certificação.
A capacidade de alívio certificada ajuda o comprador e o engenheiro a confirmar que a válvula é adequada para o requisito real de proteção de pressão. Ela suporta:
Quando a capacidade certificada está ausente, incerta ou inconsistente com a folha de dados, a seleção deve ser suspensa para esclarecimento. Uma válvula de segurança não deve ser aprovada apenas porque o fornecedor afirma que ela é “adequada” sem apresentar a base de dimensionamento ou a capacidade certificada.
Antes de revisar uma folha de dimensionamento de válvulas de segurança, compradores e engenheiros devem entender os principais termos usados no cálculo de capacidade e certificação.
Pressão de ajuste é a pressão de entrada na qual a válvula de segurança é ajustada para começar a abrir sob condições de teste especificadas. Ela afeta quando a válvula começa a aliviar, mas não prova que a válvula tem capacidade suficiente.
Uma válvula pode ter a pressão de ajuste correta e ainda assim ser subdimensionada. Isso acontece quando a válvula abre na pressão certa, mas não consegue descarregar fluxo suficiente para controlar o evento de sobrepressão.
Pressão de alívio é a pressão usada para determinação de capacidade quando a válvula está aliviando. Não é simplesmente a pressão normal de operação. Normalmente inclui a pressão de ajuste mais a sobrepressão permitida usada para a base de serviço e código aplicáveis.
A capacidade certificada pelo National Board define a pressão de alívio absoluta como um termo chave usado na determinação de capacidade. Esta é uma razão pela qual os dados de dimensionamento devem declarar claramente a base de pressão, não apenas a pressão de ajuste.
Área do orifício é a área de fluxo efetiva através da qual o fluido é aliviado. É um dos valores geométricos mais importantes na capacidade da válvula.
O tamanho da conexão e a área do orifício não são a mesma coisa. Uma válvula pode ter uma conexão de entrada grande, mas uma área de orifício menor. Outra válvula com o mesmo tamanho de entrada pode ter um orifício interno maior e uma capacidade certificada mais alta.
A API 526 é frequentemente usada como referência para dimensões de válvulas de alívio de pressão de aço flangeadas e designações de orifício padrão. No entanto, a designação do orifício sozinha não é suficiente para aprovação; a capacidade certificada ainda precisa ser verificada em relação à capacidade de alívio necessária e à base de serviço.
O coeficiente de descarga reflete a relação entre o fluxo teórico e o desempenho real do fluxo da válvula. Depende do projeto da válvula, do caminho do fluxo, da abertura (lift) e da base de certificação.
Os compradores não devem assumir um coeficiente de descarga por conta própria ao aprovar uma válvula de segurança. Devem ser utilizados os dados certificados pelo fabricante ou o método aplicável baseado em normas. As definições de capacidade certificadas pelo National Board incluem o coeficiente de descarga certificado como um dos termos chave usados na determinação da capacidade.
Contrapressão é a pressão no lado de saída da válvula. Pode reduzir a capacidade efetiva ou afetar a estabilidade da válvula, especialmente quando a válvula descarrega em um tubo longo, silenciador, coletor comum ou sistema de flare.
A contrapressão deve ser revisada durante o dimensionamento, pois pode alterar o desempenho real instalado da válvula. Para uma explicação mais aprofundada, leia nosso Como a Contrapressão Afeta o Desempenho da Válvula de Segurança.
O estado do fluido nas condições de alívio é crítico. Fluxo de gás, vapor, líquido e bifásico exigem diferentes abordagens de dimensionamento. As condições normais de operação podem não representar a condição real de alívio.
Um líquido pode vaporizar (flash) à medida que a pressão cai. Um gás pode carregar gotículas de líquido. Vapor saturado pode se tornar superaquecido sob certas condições. Essas mudanças afetam a densidade, o comportamento do fluxo, a tubulação de descarga e a interpretação da capacidade certificada.
O dimensionamento da válvula de segurança deve seguir uma sequência clara. O modelo da válvula deve ser selecionado após o caso de alívio e a capacidade requerida serem compreendidos, não antes.
Comece com o equipamento protegido, não com o catálogo de válvulas. Confirme a etiqueta do equipamento, o tipo de equipamento, a pressão máxima de trabalho admissível, a pressão de projeto, a pressão de operação, a temperatura de projeto, a temperatura normal de operação e a fonte de pressão conectada.
O código aplicável também deve ser identificado precocemente. Uma caldeira, vaso de pressão, tanque de GLP, unidade de compressor ou vaso de processo pode ter diferentes requisitos de proteção de pressão. O ASME BPVC é uma estrutura de código comum para caldeiras e vasos de pressão, mas o requisito exato deve ser confirmado pela especificação do projeto, jurisdição e base de projeto do equipamento.
Liste todos os cenários de alívio críveis e determine qual deles governa o dimensionamento da válvula. Em muitos sistemas, a maior capacidade requerida não provém do fluxo operacional normal. Pode vir de exposição ao fogo, saída bloqueada, falha do regulador, ruptura de tubo ou perda de resfriamento.
Na prática, o dimensionamento da válvula de segurança raramente está errado porque alguém esqueceu a palavra “capacidade”. Mais frequentemente está errado porque o cenário de alívio, estado do fluido, temperatura de alívio ou contrapressão foram assumidos precocemente e nunca mais revisados.
A capacidade de alívio requerida deve ser declarada com unidades e base. Dependendo do meio, a capacidade pode ser expressa como:
O documento de dimensionamento deve mostrar claramente a base de cálculo, o cenário de alívio, as propriedades do fluido, a pressão, a temperatura e quaisquer fatores de correção utilizados.
A pressão de alívio e a temperatura de alívio devem corresponder ao cenário real de sobrepressão. Elas não devem ser copiadas das condições normais de operação sem revisão.
A temperatura afeta a densidade, a pressão de vapor, a condição do vapor, a viscosidade, a seleção de materiais e a adequação da sede. Uma válvula dimensionada para vapor saturado pode não ser adequada para vapor superaquecido sem correção. Um líquido que vaporiza durante o alívio pode não se comportar como um líquido simples.
Após a definição da capacidade requerida e das condições de alívio, o orifício e o modelo da válvula podem ser selecionados utilizando dados de capacidade certificados pelo fabricante e o método de dimensionamento aplicável.
A seleção não deve ser forçada para corresponder a um modelo em estoque existente, a menos que a capacidade seja verificada. Se a capacidade requerida estiver próxima da capacidade certificada, a base de cálculo, a contrapressão e a condição de instalação devem ser revisadas cuidadosamente. Uma pequena margem de capacidade pode ser aceitável em alguns casos documentados, mas não deve ser o resultado de suposições ausentes ou dados incompletos.
A válvula selecionada deve ter uma capacidade de alívio certificada igual ou superior à capacidade de alívio requerida para a base de serviço relevante.
Verificar se a base de capacidade é ar, vapor saturado, água ou outro meio. Se a capacidade certificada for baseada em ar, mas o serviço real for um gás de processo, pode ser necessária conversão de engenharia ou confirmação do fabricante. A capacidade de ar não deve ser tratada cegamente como capacidade de gás de processo.
A capacidade não é apenas uma condição de bancada. As condições instaladas podem alterar o desempenho da válvula. A revisão de dimensionamento deve incluir:
Um caso comum na indústria ocorre após a modificação de um cabeçalho de descarga. A válvula de segurança original pode ter sido dimensionada corretamente, mas a resistência adicional na saída aumenta a contrapressão acumulada. A válvula pode vibrar ou não atingir a capacidade instalada esperada. A ação corretiva é verificar o sistema de saída, recalcular a contrapressão e confirmar se a capacidade certificada original permanece válida sob a nova instalação.
Este é um ponto típico de revisão de engenharia e depende do meio, pressão, temperatura, projeto da válvula, contrapressão, instalação e requisitos do código aplicável.
Para verificações relacionadas à instalação, leia nosso Guia de Instalação de Válvulas de Segurança: Tubulação de Entrada, Saída e Descarga.
Uma decisão de dimensionamento deve ser rastreável. A documentação final deve incluir:
Para revisão de engenharia mais abrangente além do dimensionamento, consulte nosso Guia de seleção de válvulas de segurança.
O dimensionamento da válvula de segurança deve corresponder ao estado do fluido nas condições de alívio. O mesmo modelo de válvula pode se comportar de maneira diferente em serviço de vapor, gás, líquido ou bifásico.
Serviço de vapor requer base clara de pressão e temperatura. Vapor saturado e vapor superaquecido não devem ser tratados da mesma forma. Vapor de alta pressão também pode exigir fatores de correção dependendo do código aplicável e da base de certificação.
O material de capacidade certificada pelo National Board identifica a capacidade de vapor saturado em lb/h e inclui considerações especiais para vapor de alta pressão e condições superaquecidas. Para sistemas de vapor de alta temperatura, a revisão de dimensionamento também deve confirmar o material do trim, a exposição da mola, a tubulação de descarga e a drenagem.
Em uma revisão de cabeçalho de vapor, uma válvula de substituição pode corresponder ao tamanho de entrada e à pressão de ajuste da antiga, mas ainda assim ser inadequada se a capacidade de vapor certificada foi baseada em uma pressão diferente ou se a condição real de alívio for vapor superaquecido. A prevenção é verificar a condição do vapor, a base de temperatura, a capacidade certificada e o arranjo de descarga em conjunto.
O dimensionamento de válvulas de segurança para gás envolve fluxo compressível. Peso molecular, temperatura, compressibilidade, pressão de ajuste, pressão de alívio e contrapressão podem afetar a capacidade calculada.
Uma capacidade de ar certificada é útil, mas não deve ser diretamente assumida para todos os gases de processo. A composição do gás, peso molecular, temperatura e compressibilidade podem exigir conversão ou confirmação do fabricante.
Para gases de processo contendo gotículas líquidas, partículas ou componentes corrosivos, a base de dimensionamento também deve ser revisada com o tipo de válvula, condição de acabamento e expectativas de manutenção. Um valor de capacidade só é útil quando a válvula pode permanecer estável e limpa o suficiente para entregar essa capacidade em serviço.
O serviço de alívio de líquido requer atenção à densidade, viscosidade, queda de pressão e potencial de vaporização. Sistemas de líquido podem gerar alta pressão a partir da expansão térmica, mesmo quando o fluxo de alívio necessário é pequeno. Sistemas de líquido podem gerar alta pressão a partir da expansão térmica, mesmo quando o fluxo de alívio necessário é pequeno.
Casos típicos de dimensionamento de líquidos incluem expansão térmica bloqueada, sobrecarga de bomba (deadhead), enchimento excessivo de líquido, falha de válvula de controle e surto de pressão hidráulica. O método de dimensionamento deve corresponder à condição real do líquido, não a uma suposição de gás ou vapor.
Um erro frequente é tratar um caso de alívio térmico de líquido bloqueado como sem importância porque a taxa de fluxo é pequena. Na realidade, a pressão pode subir rapidamente quando o líquido é aprisionado e aquecido. A válvula pode ser pequena, mas a base de dimensionamento ainda precisa ser documentada.
Alívio bifásico e de vaporização são áreas de dimensionamento de alto risco. Um fluido pode entrar na válvula como líquido e vaporizar parcialmente à medida que a pressão cai. Gás e líquido podem então fluir juntos através da válvula e da tubulação de descarga.
Este serviço não deve ser tratado com uma simples suposição de apenas gás ou apenas líquido, a menos que validado por cálculo de engenharia qualificado. Pode ser necessária revisão do fabricante ou cálculo especializado de segurança de processo.
Este é um ponto típico de revisão de engenharia e depende do meio, pressão, temperatura, projeto da válvula, contrapressão, instalação e requisitos do código aplicável.
O tamanho da conexão é fácil de ver. A capacidade certificada é fácil de ignorar. É por isso que muitas válvulas de segurança subdimensionadas entram na aquisição através de uma simples solicitação de substituição.
As seguintes suposições são inseguras:
Um caso comum de revisão de aquisição por EPC é a substituição de uma PSV selecionada pelo tamanho da flange de entrada e saída. A válvula se encaixa na tubulação, mas a designação do orifício e a capacidade certificada não são as mesmas da base de projeto original. Durante a revisão técnica, a válvula é rejeitada porque a capacidade de alívio certificada é inferior à carga calculada para o cenário de incêndio.
A prevenção é simples: exija que o fornecedor forneça a capacidade certificada, a designação do orifício, a pressão de ajuste, a base de capacidade e os dados da placa de identificação antes da aprovação técnica.
Antes de aprovar uma válvula de segurança, a folha de dados, as informações da placa de identificação e o certificado de capacidade devem ser revisados em conjunto. Qualquer divergência deve ser esclarecida antes da compra ou instalação.
| Dados para Verificação | Por que Importa |
|---|---|
| Fabricante e modelo | Confirma o projeto da válvula e a rastreabilidade. |
| Número de série | Vincula a válvula física ao certificado e aos registros de teste. |
| Pressão de ajuste | Confirma a pressão na qual a válvula começa a abrir. |
| Designação ou área do orifício | Vincula a geometria interna de fluxo à capacidade de alívio. |
| Capacidade de alívio certificada | Confirma que a válvula pode atender à carga de alívio necessária. |
| Meio de capacidade | Indica se a capacidade é baseada em ar, vapor, água ou outra base. |
| Base de temperatura | Afeta densidade, condição de vapor, viscosidade e fatores de correção. |
| Selo do código ou marca NB | Suporta conformidade onde a certificação de código é exigida. |
| Tipo de sede | Afeta a expectativa de vazamento e a adequação do serviço. |
| Relatório de teste | Confirma os resultados de pressão de ajuste, teste de pressão e teste de vazamento. |
| Certificado de material | Confirma compatibilidade com pressão, temperatura e meio. |
Requisitos administrativos do National Board afirmam que organizações credenciadas podem aplicar o símbolo “NB” a dispositivos de projetos certificados. É por isso que a capacidade certificada e a marcação na placa de identificação devem ser tratadas como itens de aprovação, não como reflexão tardia.
Para revisão de documentos focada no comprador, leia nosso Checklist de Compra de Válvulas de Segurança para Engenheiros e Compradores.
A maioria dos erros de dimensionamento não é causada por um único número. Eles vêm de suposições incompletas, casos de alívio ausentes ou uso da base errada para aprovação de capacidade. Sempre verifique o certificado de capacidade e os dados do orifício.
Este é o erro de aquisição mais comum. Uma válvula com o mesmo tamanho de entrada pode ter uma área de orifício diferente, um levantamento (lift) diferente e uma capacidade certificada diferente. Sempre verifique o certificado de capacidade e os dados do orifício.
A vazão normal de operação não é a mesma que a vazão de alívio de emergência. A válvula deve ser dimensionada para o cenário de sobrepressão dominante, não para a vazão de processo rotineira.
A exposição ao fogo externo ou a saída bloqueada pode produzir uma capacidade requerida maior do que a operação normal. Se esses cenários forem críveis, mas ignorados, a válvula pode ser subdimensionada, mesmo que o modelo selecionado pareça razoável.
A capacidade de ar certificada não é automaticamente igual à capacidade de gás de processo. O peso molecular do gás, a temperatura, a compressibilidade e a base de pressão devem ser revisados antes de aplicar um valor de capacidade de ar a outro gás.
A contrapressão pode afetar tanto a capacidade quanto a estabilidade. Se uma válvula de segurança descarregar em um coletor comum, silenciador, tubo de saída longo ou sistema de flare, a capacidade instalada pode diferir da condição de bancada ou catálogo simples.
Condições bifásicas e de vaporização não devem ser simplificadas para dimensionamento monofásico de gás ou líquido sem validação adequada. Esta é uma das áreas onde a revisão de engenharia de processo é especialmente importante.
Uma válvula de segurança que foi dimensionada corretamente no passado pode se tornar incorreta após mudanças no processo. O dimensionamento deve ser revisado quando houver alterações na pressão, temperatura, composição do fluido, MAWP do equipamento, taxa de produção, cenário de alívio, base de proteção contra incêndio ou sistema de descarga.
Por exemplo, uma planta pode estender um coletor de alívio ou adicionar um silenciador durante um projeto de redução de ruído. O corpo da válvula e a pressão de ajuste podem permanecer inalterados, mas a contrapressão acumulada pode aumentar o suficiente para reduzir a estabilidade ou a capacidade instalada disponível. A prevenção é incluir dispositivos de alívio nas revisões de gerenciamento de mudanças sempre que o sistema de descarga for modificado.
Um exemplo útil de revisão de engenharia é um vaso de pressão protegido por uma válvula de segurança com a pressão de ajuste correta. A válvula passou no teste de bancada, e a placa de identificação de pressão correspondia ao requisito de projeto. No papel, parecia aceitável.
O problema apareceu durante uma revisão de alívio em caso de incêndio. O certificado de capacidade mostrou que a capacidade de alívio certificada da válvula era inferior à carga exigida para o caso de incêndio. A válvula poderia abrir na pressão correta, mas não conseguia aliviar fluxo suficiente para proteger o vaso sob o cenário de emergência dominante.
A causa raiz foi uma decisão de substituição baseada no tamanho da conexão e na classificação de pressão. A válvula de substituição tinha o mesmo tamanho de entrada e saída da válvula antiga, mas sua área de orifício e capacidade certificada eram inferiores à base de projeto original.
A correção foi recalcular o caso de alívio, confirmar a capacidade de alívio necessária e substituir a válvula por um modelo certificado usando um orifício maior. A prevenção foi exigir os seguintes documentos antes da aprovação:
A lição é simples: a pressão de ajuste correta não prova a capacidade correta.
O checklist a seguir pode ser usado durante a revisão técnica, comparação de cotações de fornecedores ou aprovação de válvulas de substituição.
| Etapa | Item de Verificação | Confirmado |
|---|---|---|
| 1 | Equipamento protegido identificado | ☐ |
| 2 | MAWP / pressão de projeto confirmada | ☐ |
| 3 | Pressão de ajuste confirmada | ☐ |
| 4 | Caso de alívio governante identificado | ☐ |
| 5 | Capacidade de alívio requerida calculada | ☐ |
| 6 | Estado do fluido na condição de alívio confirmado | ☐ |
| 7 | Pressão e temperatura de alívio confirmadas | ☐ |
| 8 | Área do orifício ou designação selecionada | ☐ |
| 9 | Capacidade certificada verificada | ☐ |
| 10 | Contrapressão revisada | ☐ |
| 11 | Perda de pressão na entrada verificada | ☐ |
| 12 | Placa de identificação e certificado verificados | ☐ |
| 13 | Base de dimensionamento documentada | ☐ |
Para revisão completa do tipo de válvula, material, instalação e aquisição, consulte o checklist completo de seleção de válvulas de segurança.
Guias de engenharia relacionados para válvulas de segurança:
Para dimensionar uma válvula de segurança, identifique o equipamento protegido, defina o cenário de alívio dominante, calcule a capacidade de alívio necessária, confirme o estado do fluido, a pressão de alívio e a temperatura de alívio, selecione a área do orifício e o modelo da válvula, e então verifique se a capacidade de alívio certificada é igual ou superior à capacidade necessária nas condições especificadas.
A capacidade de alívio certificada é o valor de capacidade verificado atribuído a um projeto de dispositivo de alívio de pressão com base em uma certificação ou código aplicável. É usada para confirmar que a válvula de segurança pode aliviar fluxo suficiente para proteger o equipamento durante o cenário de alívio crítico.
Não. O tamanho da conexão apenas descreve as conexões mecânicas de entrada e saída. A capacidade real de alívio depende da área do orifício, elevação da válvula, coeficiente de descarga, pressão de ajuste, pressão de alívio, estado do fluido e capacidade certificada.
A pressão de ajuste determina apenas quando a válvula começa a abrir. Ela não prova que a válvula pode aliviar fluxo suficiente. Uma válvula pode abrir na pressão correta, mas ainda ter capacidade de alívio certificada insuficiente para o cenário de alívio crítico.
A capacidade de ar não deve ser tratada diretamente como capacidade de gás de processo sem revisão. O peso molecular do gás de processo, a temperatura, a compressibilidade, a base de pressão e o método de dimensionamento aplicável podem exigir conversão ou confirmação do fabricante.
Documentos importantes incluem a folha de dados da válvula, dados da placa de identificação, certificado de capacidade, folha de cálculo de dimensionamento, dados de capacidade certificados pelo fabricante, informações de certificação de código ou NB, relatório de teste e registro de aprovação técnica.
O dimensionamento da válvula de segurança deve ser revisado quando a pressão operacional, temperatura, composição do fluido, MAWP do equipamento, cenário de alívio, taxa de produção, tubulação de descarga, sistema de flare, base de proteção contra incêndio ou requisito de código aplicável mudarem.
A ZOBAI foca em soluções de válvulas de segurança para sistemas de pressão, incluindo válvulas de segurança com mola, válvulas de alívio de pressão pilotadas, designs balanceados por fole, sistemas higiênicos, serviço jaquetado, aplicações de GNL e GLP, e outros produtos de proteção de pressão projetados.
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