A seleção da proteção de alívio de vácuo para um tanque de armazenamento atmosférico ou de baixa pressão deve começar pelo tanque e seus cenários operacionais, e não pelo tamanho da conexão da válvula ou por um dispositivo de catálogo. As primeiras perguntas são: qual limite de vácuo o tanque protegido está documentado para tolerar, quais condições plausíveis podem reduzir a pressão do espaço de vapor e qual função de proteção é atribuída a essas condições.
A seleção da proteção de alívio de vácuo para um tanque de armazenamento atmosférico ou de baixa pressão deve começar pelo tanque e seus cenários operacionais, e não pelo tamanho da conexão da válvula ou por um dispositivo de catálogo. As primeiras perguntas são: qual limite de vácuo o tanque protegido está documentado para tolerar, quais condições plausíveis podem reduzir a pressão do espaço de vapor e qual função de proteção é atribuída a essas condições.
Durante a operação normal do tanque, pode ser necessário fluxo de gás para dentro quando o líquido sai do tanque ou quando mudanças relacionadas à temperatura reduzem a pressão do espaço de vapor. Esses serviços de respiração para dentro não são automaticamente equivalentes à proteção anormal ou de emergência. Eles também não estabelecem por si só se a função requerida é alívio somente de vácuo ou alívio combinado de pressão e vácuo.
Uma seleção defensável, portanto, precisa de uma cadeia rastreável desde o tanque protegido até a evidência final do dispositivo: limite do tanque, cenários plausíveis de respiração para dentro, responsabilidade pelo serviço normal e de emergência, interação com o blanketing e outras ventilações, caminho de fluxo instalado, compatibilidade de serviço e os dados do projeto necessários para a verificação final da capacidade. Se uma dessas entradas estiver faltando, a seleção deve permanecer condicional, em vez de ser concluída apenas com base no tamanho do bocal ou em informações de catálogo.
Comece pelo limite do tanque e pelo serviço de vácuo
Defina o tanque protegido e seu limite de vácuo admissível
O equipamento protegido define o ponto de partida para a seleção do alívio de vácuo. Antes de escolher uma válvula de vácuo, o projeto deve estabelecer os limites aplicáveis de pressão e vácuo para o tanque específico, com base em sua base de projeto, documentação aprovada ou outras informações de governança do projeto.
Um ponto de resposta da válvula não substitui o limite do tanque. Os dois estão relacionados durante o projeto do sistema de proteção, mas não são dados intercambiáveis. Selecionar primeiro um dispositivo e depois tentar ajustar suas características ao tanque inverte a sequência de decisão exigida.
Essa distinção é especialmente importante para tanques atmosféricos e de baixa pressão, porque a expressão “tanque de armazenamento” não estabelece uma capacidade universal de vácuo. A construção do tanque, a base de projeto, o quadro aplicável, o serviço e os requisitos do projeto podem diferir. O limite admissível deve, portanto, permanecer uma entrada específica do projeto, e não um valor genérico retirado de outro tanque ou catálogo de fornecedor.
O quadro aplicável ao tanque também precisa ser confirmado. As diretrizes públicas de ventilação de tanques têm escopos e limitações definidos, portanto, uma diretriz escrita para uma classe de tanque não deve ser automaticamente estendida a todos os tanques, vasos ou equipamentos pressurizados.
Antes da seleção final: Se a documentação aprovada do projeto não estabelecer o limite do tanque que deve ser protegido, a seleção final da válvula ainda não é sustentável. Obtenha ou confirme esse limite do equipamento antes de atribuir um requisito de resposta do dispositivo.
Identificar as causas operacionais que geram demanda de inbreathing
Uma vez conhecido o limite do tanque, identificar as condições plausíveis que podem reduzir a pressão no espaço de vapor e, portanto, exigir fluxo de gás para dentro.
Para os requisitos de tanques de líquidos inflamáveis nos EUA, a OSHA identifica as operações de enchimento e esvaziamento e as variações de temperatura atmosférica como fontes normais de pressão ou vácuo no tanque. As causas normais relevantes para este artigo incluem:
- Retirada ou esvaziamento de líquido. À medida que o líquido sai do tanque, pode ser necessário gás de reposição para evitar que a pressão no espaço de vapor caia abaixo do limite operacional ou de proteção pretendido.
- Respiração do tanque relacionada à temperatura. Mudanças nas condições atmosféricas ou do tanque podem reduzir a pressão no espaço de vapor e criar uma demanda de inbreathing.
Essas causas devem ser tratadas como cenários de engenharia, não como atalhos para um tamanho de válvula. A vazão de entrada requerida ainda deve ser estabelecida com base na base do projeto aplicável. Se várias condições puderem ocorrer, o projeto deve determinar quais cenários são plausíveis, se algum pode ocorrer simultaneamente e qual caso ou combinação governa a proteção requerida.
Outros cenários propostos de vácuo devem ser incluídos somente quando suportados pelo processo real, procedimento operacional ou documentação do projeto. Um guia de seleção não deve inventar cargas adicionais apenas para criar um caso de projeto maior.
Regra de seleção: Defina primeiro o limite do tanque, identifique em segundo lugar os cenários plausíveis de vácuo e quantifique a demanda de inbreathing requerida somente depois que ambos estiverem estabelecidos.
Capacidade permanece em aberto: Se um cenário de vácuo for plausível, mas o projeto não tiver estabelecido a base de fluxo de entrada para esse cenário, a função do dispositivo pode ser identificada, mas a seleção final da capacidade permanece incompleta.
Escolha a Função de Proteção Antes de Escolher a Válvula
Quando a função de alívio somente para vácuo é a rota relevante
Um dispositivo de alívio de vácuo protege contra pressão negativa excessiva fornecendo um caminho de fluxo de entrada quando a condição de vácuo relevante é atingida. Se a função de proteção designada for especificamente alívio de entrada para o tanque de armazenamento, uma função somente para vácuo pode ser a categoria de dispositivo apropriada a ser avaliada.
Essa conclusão identifica uma função, não um produto final. A adequação ainda depende do limite documentado do tanque, da necessidade de fluxo de entrada, do gás admitido, das condições de serviço, da disposição de instalação e da evidência de que a configuração proposta pode executar a função designada.
Uma distinção útil é, portanto, entre função do dispositivo e seleção do produto. Estabelecer que a aplicação necessita de alívio de vácuo determina a direção da proteção. Isso não estabelece o dispositivo final, a capacidade ou a adequação do sistema instalado.
Quando o alívio combinado de pressão e vácuo também deve ser considerado
Se o mesmo tanque também exigir alívio controlado para fora durante condições normais de geração de pressão, o lado de pressão não pode ser ignorado simplesmente porque a descrição de compra diz “válvula de vácuo”.”
Uma válvula de alívio de pressão e vácuo combina funções de alívio de pressão e alívio de vácuo em uma única arquitetura de dispositivo. Portanto, ela pode ser relevante quando tanto a respiração normal para fora quanto a respiração normal para dentro precisam de proteção controlada dentro do mesmo arranjo de ventilação do tanque.
Isso não significa que todo tanque de armazenamento deva usar um PVRV combinado. Um dispositivo somente para vácuo e um dispositivo combinado de P/V são rotas funcionais separadas. A rota correta depende das funções atribuídas ao tanque e de como o restante do sistema de ventilação fornece proteção normal de pressão e vácuo.
Pergunta de roteamento: Este tanque requer apenas uma função de alívio de vácuo para entrada de ar, ou o projeto também exige alívio coordenado de pressão normal da mesma arquitetura de proteção?
O dimensionamento detalhado do PVRV, o cálculo da capacidade do lado de pressão e a seleção completa do PVRV permanecem tarefas de engenharia separadas.
Por que as válvulas de segurança para equipamentos pressurizados pertencem a um quadro de proteção diferente
Uma válvula de segurança ou dispositivo de alívio de pressão usado em equipamentos pressurizados protege contra pressão positiva excessiva. Essa é uma função diferente de admitir gás para evitar vácuo excessivo em um tanque de armazenamento atmosférico ou de baixa pressão.
A distinção é importante porque termos semelhantes como válvula de alívio, válvula de segurança, válvula de vácuo e válvula de pressão-vácuo não estabelecem equipamento protegido equivalente, direção de alívio, base de cenário ou base de capacidade.
Um método de dimensionamento de válvula de segurança para equipamentos pressurizados não deve, portanto, ser transferido diretamente para a proteção de vácuo de tanques de armazenamento simplesmente porque ambos os dispositivos são descritos como dispositivos de “alívio”.
Limite de escopo: Se o equipamento protegido não estiver dentro do escopo de tanque de armazenamento atmosférico ou de baixa pressão assumido neste artigo, encaminhe a seleção de volta à base de proteção de pressão ou vácuo aplicável ao equipamento específico, em vez de estender essa lógica de ventilação de tanque por analogia.
Separe a Respiração Normal da Proteção de Emergência
Respiração normal de operação e térmica
A respiração normal está associada às condições operacionais e ambientais que o sistema de ventilação do tanque deve gerenciar durante o serviço normal definido.
A retirada de líquido é uma dessas condições. Mudanças relacionadas à temperatura são outra. O requisito exato de respiração normal deve ser determinado a partir da base operacional do projeto, e não de uma tabela genérica de válvulas.
É por isso que a pergunta “Qual tamanho de válvula de vácuo se encaixa neste tanque?” é incompleta sem os cenários operacionais. Tanques com tamanho de conexão semelhante podem ter requisitos de respiração diferentes, pois o tamanho da conexão não determina a demanda de fluxo governante.
A proteção normal deve, portanto, ser documentada em termos de:
- os cenários operacionais a serem considerados;
- o limite do tanque que deve ser protegido;
- o serviço de fluxo de entrada requerido estabelecido para esses cenários;
- a camada de dispositivo ou sistema designada para fornecer essa proteção.
Condições de emergência e responsabilidade pela proteção
A ventilação normal e a proteção de emergência são funções de engenharia separadas.
A presença de um respiro de vácuo normal não prova, por si só, que todas as condições anormais foram tratadas. Da mesma forma, a presença de proteção de pressão de emergência não estabelece que uma contingência separada de vácuo anormal esteja coberta.
A ventilação de emergência em estruturas de proteção de tanques pode incluir funções de sobrepressão anormal que são fundamentalmente diferentes da respiração normal. Essas funções do lado da pressão não devem ser reclassificadas como cenários de vácuo apenas para se ajustarem a um artigo sobre alívio de vácuo.
Se um projeto identificar uma condição anormal crível que possa produzir vácuo excessivo, essa condição precisa de sua própria atribuição de proteção sob a base de projeto aplicável. Se ela é tratada pelo sistema normal de proteção contra vácuo, por outra camada de proteção, por controles operacionais ou por uma salvaguarda de engenharia separada, não pode ser determinado apenas pelo termo “válvula de alívio de vácuo”.
Regra de decisão: Classifique primeiro cada cenário crível, atribua as responsabilidades de proteção normal e de emergência em segundo lugar, e só então verifique se cada dispositivo tem evidência para a função que está sendo solicitado a desempenhar.
A carga real de emergência, a capacidade requerida e a documentação aplicável permanecem específicas do projeto. Este artigo não substitui esses cálculos.
Limite de cobertura: Não trate a proteção bem-sucedida da respiração normal como evidência de que um cenário anormal ou de emergência está coberto, a menos que a base do projeto atribua explicitamente esse cenário ao mesmo caminho de proteção e verifique a função requerida.
Verifique o Inertização e Outros Respiros do Tanque como um Sistema de Proteção
Controle de inertização versus proteção independente contra vácuo
Um sistema de inertização e um dispositivo de alívio de vácuo podem ambos introduzir gás em um tanque, mas essa semelhança não torna seus papéis de proteção equivalentes.
A inertização faz parte do sistema de gerenciamento de pressão do tanque. Um projeto pode usar gás fornecido para manter uma condição desejada do espaço de vapor durante a operação. O alívio de vácuo, por outro lado, é uma função de proteção destinada a evitar uma condição de vácuo excessivo.
Como ambos os sistemas podem responder à queda de pressão no tanque, sua relação deve ser definida pelo projeto. Perguntas relevantes incluem:
- Qual condição o sistema de inertização deve controlar?
- Qual condição o dispositivo de alívio de vácuo deve proteger?
- Alguma parte da vazão de entrada requerida deve ser fornecida pela inertização?
- Qual é a base de proteção se o sistema de inertização não puder fornecer essa vazão ou estiver indisponível?
- Qual documentação estabelece a hierarquia de operação e proteção pretendida?
Os dados de aplicação de gerenciamento de tanques da Emerson tratam a inertização como informação relevante para a seleção do gerenciamento de pressão do tanque. Eles não estabelecem uma regra universal de que a vazão de inertização possa ser creditada contra a capacidade de alívio de vácuo requerida.
O crédito de inertização não deve, portanto, ser assumido. Se a base de proteção depender da inertização para satisfazer parte da vazão de entrada requerida, essa dependência deve ser explicitamente suportada por justificativa de engenharia específica do projeto e documentação aplicável.
Limite da inertização: Se a base de alívio de vácuo selecionada depender do suporte da inertização, mas o projeto não tiver documentado essa dependência e sua disponibilidade, não reduza ou redefina o alívio de vácuo independente apenas por suposição.
Ventilações P/V, ventilações de emergência, sistemas de vapor e interfaces de proteção contra chamas
O dispositivo de alívio de vácuo também deve ser revisado no contexto do restante do sistema de ventilação do tanque.
Dependendo do projeto, o tanque pode incluir um respiro combinado P/V, ventilação de emergência separada, equipamento de manuseio de vapor, equipamento de proteção contra chamas ou outros componentes no caminho de respiração. Esses elementos podem ter funções atribuídas diferentes, e não se deve presumir que um substitua outro sem uma base de sistema definida.
Pergunta do sistema: Qual função de proteção pertence a cada dispositivo, e o arranjo completo fornece um caminho disponível para o fluxo de entrada requerido no cenário aplicável?
A existência de um caminho de alívio de pressão não demonstra automaticamente a capacidade de alívio de vácuo. Da mesma forma, um dispositivo de vácuo separado não prova que a respiração normal ou a proteção de pressão de emergência foi tratada.
Onde vários componentes compartilham o caminho de ventilação, o arranjo instalado deve, em última análise, ser avaliado como um sistema. Qualquer restrição, ponto de isolamento ou acessório de proteção que possa afetar o caminho de fluxo real pertence à base de verificação final.
Examine o caminho de fluxo instalado e as condições de serviço
Restrições no caminho de ventilação instalado
Uma declaração de capacidade para uma válvula isolada não é automaticamente evidência de que o caminho de ventilação instalado completo fornecerá a mesma capacidade de fluxo de entrada.
A seleção final deve identificar o caminho completo entre a fonte de gás de reposição e o espaço de vapor do tanque. Dependendo da instalação real, essa revisão pode incluir tubulação conectada, arranjos de isolamento, acessórios, equipamento de proteção contra chamas e outros componentes instalados em série com o caminho de respiração.
Os dados de aplicação de gerenciamento de tanques da Emerson identificam o arranjo de instalação, o equipamento de proteção contra chamas e outros detalhes do sistema como informações de aplicação relevantes. Seu efeito hidráulico é específico do projeto e da instalação, portanto, não deve ser presumido sem o cálculo ou documentação aplicável.
Onde as restrições instaladas são importantes, a verificação final requer o cálculo do projeto aplicável, documentação do fabricante ou análise de engenharia. O objetivo é demonstrar que o sistema instalado, em vez de apenas a válvula nua, pode atender à função de fluxo interno designada.
É também por isso que o tamanho da conexão sozinho é insuficiente. Uma abertura nominal não descreve a resistência ou a disponibilidade do caminho completo de respiração.
Limite do sistema instalado: Se o dispositivo proposto tiver evidência de capacidade, mas o caminho de fluxo real conectado não tiver sido definido, a adequação final do sistema instalado permanece não verificada.
Entradas de meio de processo e compatibilidade de materiais
O serviço do processo também afeta a seleção.
O projeto deve identificar o produto armazenado ou o ambiente de vapor, o gás que se espera que entre no tanque durante o alívio de vácuo, as condições de temperatura relevantes e os requisitos de compatibilidade de materiais. Essas entradas são necessárias porque a adequação do dispositivo só pode ser avaliada em relação ao serviço real ao qual seus componentes expostos e molhados serão submetidos.
Nenhuma recomendação universal de material pode ser feita apenas com base no título do artigo. Um material que é aceitável para um produto ou ambiente não deve ser considerado adequado para outro.
A mesma limitação se aplica ao gás admitido. O ar ambiente pode ser aceitável em algumas aplicações, enquanto outro projeto pode exigir um gás controlado ou inerte devido a requisitos de produto, contaminação, oxidação, inflamabilidade ou processo. Qual rota é aceitável deve vir do processo específico e da base de projeto do tanque.
Limite de compatibilidade: Se o meio armazenado, o requisito de gás admitido ou a base de compatibilidade forem desconhecidos, mantenha a decisão do material do produto condicional, em vez de inferir adequação a partir de uma descrição genérica de construção.
Condições ambientais, de incrustação e de instalação que podem alterar a seleção
As condições ambientais e do local pertencem ao pacote de seleção quando são plausíveis para a instalação.
As perguntas potenciais do projeto podem incluir exposição ao clima, contaminação, depósitos, condições corrosivas, condições de congelamento, condensado, poeira, arraste de produto, exposição à limpeza ou outros mecanismos que possam afetar o caminho de ventilação ou a condição do dispositivo.
Estas são perguntas de triagem, não afirmações de que toda condição produzirá um modo de falha específico. Se tal condição existir, o projeto deve verificar a construção, orientação, proteção e requisitos de manutenção do dispositivo proposto contra informações documentadas do fabricante ou do projeto.
Os detalhes de instalação também precisam ser registrados claramente. Orientação, localização, tubulação conectada e acessórios associados podem ser importantes para a adequação final, mesmo quando a função do dispositivo selecionado em si está correta.
Verificação prática: Não pare em “a válvula pode passar a vazão requerida”. Confirme que o serviço real e o arranjo instalado completo estão documentados como adequados para o serviço pretendido.
Monte um Pacote de Dados de Projeto Pronto para Evidências
Dados do limite do tanque e do cenário operacional
Um fornecedor ou engenheiro não pode fazer uma seleção final defensável a partir de “válvula de vácuo para tanque de armazenamento” mais um tamanho de conexão.
O pacote de dados do projeto deve identificar o tanque protegido e fornecer informações suficientes para estabelecer o limite do equipamento, os cenários de vácuo plausíveis e a base para o requisito de vazão de entrada. Os valores exatos permanecem específicos do projeto.
| Entrada do projeto | Decisão que ela suporta | Decisão permanece em aberto se faltar informação |
|---|---|---|
| Tipo de tanque e base de projeto | Confirma o equipamento protegido e a base de ventilação aplicável. | Não estender a orientação para tanques de armazenamento a uma classe de equipamento diferente por suposição. |
| Limites documentados de pressão e vácuo | Define a condição do equipamento que o arranjo de proteção deve respeitar. | Não derivar um requisito de válvula a partir de dados de catálogo sem o limite do tanque protegido. |
| Condições normais de operação | Estabelece o contexto operacional a partir do qual os cenários de inalação são identificados. | Não tratar um estado operacional indefinido como uma base de serviço normal concluída. |
| Informações de enchimento e retirada de líquido | Ajuda a identificar cenários de respiração operacional. | Não inferir a vazão de fluxo de entrada apenas pelo tamanho da conexão ou pela descrição do tanque. |
| Condições de temperatura e alterações relevantes | Apoia a avaliação de cenários de respiração relacionados à temperatura. | Não presumir que a contribuição térmica foi tratada se sua base de projeto estiver ausente. |
| Cenários anormais plausíveis | Separa a proteção normal de deveres anormais ou de emergência adicionais. | Não considerar a ventilação normal como prova de que a proteção anormal está completa. |
| Vazão de fluxo de entrada requerida ou os dados necessários para estabelecê-la | Fornece a base para a verificação final da capacidade. | A seleção final da capacidade permanece em aberto até que o método de projeto aplicável estabeleça a demanda. |
Se o projeto ainda não estabeleceu a vazão de fluxo de entrada requerida, não se deve esperar que o fornecedor a infira apenas pelo tamanho do tanque ou pelo tamanho do bocal. A metodologia de projeto ou o cálculo de engenharia aplicável deve primeiro estabelecer a demanda aplicável.
Dados do sistema de ventilação, de inertização e de instalação
O pacote de dados deve descrever o arranjo completo de gerenciamento de pressão e respiração, e não apenas a válvula de vácuo proposta.
As informações relevantes podem incluir:
- se é usado blanketing e qual função se destina a desempenhar;
- se o alívio de pressão normal é fornecido separadamente ou por meio de um dispositivo combinado de P/V;
- como a proteção de emergência é fornecida;
- se há equipamento de manuseio de vapor ou proteção contra chamas;
- o caminho completo de respiração conectado;
- acessórios, pontos de isolamento ou restrições em série com esse caminho;
- a disposição de instalação proposta.
Quando a seleção depende de outro sistema que fornece parte do fluxo de entrada necessário, essa dependência deve ser explícita e apoiada pela base do projeto. Não deve ser ocultada dentro de uma capacidade disponível assumida.
Dados de condição de serviço e verificação do fornecedor
O grupo final de entrada descreve o que o dispositivo realmente será exposto e quais evidências o fornecedor deve retornar.
O projeto deve fornecer, conforme aplicável:
- informações sobre o meio armazenado e o vapor;
- requisito de gás admitido;
- condições de temperatura operacional e ambiental;
- requisitos de compatibilidade de materiais;
- condições de corrosão, incrustação, contaminação ou clima que exijam revisão;
- restrições de instalação e manutenção relevantes para a seleção;
- função exigida do dispositivo: somente vácuo ou pressão/vácuo combinados;
- requisitos de documentação especificados pelo projeto;
- evidência de capacidade exigida para a configuração proposta;
- quaisquer critérios adicionais de aceitação ou verificação do projeto.
A resposta do fornecedor deve ser verificada em relação às mesmas condições de serviço e requisitos declarados usado para definir a base de seleção. Uma designação de modelo, tamanho de conexão ou declaração geral de catálogo não substitui a evidência de capacidade e adequação que atenda ao requisito do projeto.
Uma etapa de verificação útil é rastrear cada alegação do fornecedor até a entrada do projeto que ela pretende atender: limite do tanque protegido, cenário atribuído, função de proteção requerida, caminho de fluxo instalado, compatibilidade de serviço e a evidência de capacidade requerida. Se esse rastreamento não puder ser feito, a seleção deve permanecer condicional.
O ponto final não é “escolher uma válvula da tabela”.” A seleção final do produto deve seguir uma sequência documentada:
- definir o limite do tanque protegido;
- definir os cenários críveis de inalação;
- determinar a função de proteção requerida;
- separar os serviços normais dos de emergência;
- coordenar o blanketing e outras ventilações do tanque;
- avaliar o caminho de fluxo instalado e as condições de serviço;
- estabelecer a capacidade requerida usando o método aplicável do projeto;
- verificar o dispositivo proposto em relação aos requisitos documentados do projeto e à evidência de capacidade.
Somente após essas entradas estarem disponíveis é que a seleção final do produto deve prosseguir.
