Saiba o que significa uma válvula de segurança para vácuo em tanques e processos, como funciona a proteção contra vácuo, como os termos relacionados diferem e o que os engenheiros precisam verificar.
Para tanques e equipamentos de processo, uma válvula de segurança para vácuo é um dispositivo de proteção contra vácuo
que pode abrir para admitir ar ou outro gás adequado quando uma condição de vácuo excessivo
se desenvolve. Como o termo não é usado de forma idêntica em todos os setores, este artigo o utiliza apenas
nesse contexto de tanque/processo.
O que é uma Válvula de Segurança para Vácuo?
Nesse contexto, o dispositivo fornece um caminho controlado para a entrada de gás de reposição no
sistema protegido. O nome do dispositivo, no entanto, não estabelece por si só a completa
função de engenharia.
Um dispositivo de alívio de pressão positiva fornece um caminho para o fluido sair de um sistema quando a pressão
interna se torna excessiva. A proteção contra vácuo funciona na direção oposta do fluxo: gás adequado
o gás de reposição entra no equipamento protegido para reduzir uma condição de vácuo excessivo.
Como uma Válvula de Segurança para Vácuo Protege o Equipamento?
A proteção contra vácuo é impulsionada por um diferencial de pressão. À medida que a pressão dentro do equipamento protegido
cai em relação à pressão disponível no lado de admissão de gás, o diferencial
pode atingir a condição de abertura do dispositivo. O dispositivo então permite que o gás de reposição entre e
reduza o vácuo. Em projetos de válvula suportados, ele fecha ou reveda conforme a condição de pressão
se recupera.
O que acontece quando a pressão interna cai
A questão de engenharia fundamental não é simplesmente se um sistema é descrito como estando “sob
vácuo”. É se a condição de pressão atingiu o ponto em que o caminho de proteção contra vácuo designado
precisa abrir. Esse limite vem do equipamento protegido e da
base do projeto, e não de um valor genérico que possa ser aplicado a todos os sistemas.
Por que admitir gás pode aliviar vácuo excessivo
Quando o líquido sai de um tanque, o gás ou vapor esfria e contrai, ou o vapor ou outro vapor
condensa, o espaço de vapor pode precisar de gás adicional para manter a condição de pressão
pretendida. Admitir gás de reposição pode compensar essa mudança e reduzir o vácuo.
O gás de reposição não é automaticamente ar atmosférico. Sua adequação depende do
processo e deve ser considerada separadamente da função básica de alívio de vácuo.
O que pode causar vácuo excessivo em um tanque ou sistema de processo?
A proteção necessária não pode ser avaliada sem entender o que cria a demanda
de vácuo. Vários mecanismos são representativos em serviço de tanque e processo, mas o
caso determinante depende do equipamento real e da sequência de operação.
Retirada de líquido
À medida que o líquido sai de um tanque, é necessário um volume adicional de gás no espaço de vapor. Se o gás de reposição
não puder entrar rápido o suficiente para compensar essa mudança, a pressão interna pode cair e uma condição de vácuo
pode se desenvolver.
Resfriamento ou contração de vapor
O resfriamento pode reduzir a pressão de gás ou vapor em um sistema fechado ou restrito. Uma diminuição resultante
da pressão pode criar um requisito de respiração para dentro —a necessidade de
gás de reposição entrar no sistema—mesmo quando o líquido não está sendo retirado.
Condensação de vapor ou vapor d'água
A condensação pode reduzir a quantidade de vapor que ocupa um sistema. Os quebra-vácuo de sistemas de vapor
ilustram o mecanismo: à medida que o vapor condensa durante o resfriamento, a pressão cai e o ar pode
admitido para quebrar o vácuo.
Fluxo restrito de gás de reposição
Vácuo excessivo também pode se desenvolver quando o gás de reposição necessário não consegue entrar rápido o suficiente para
compensar a retirada, o resfriamento ou a condensação. Isso é melhor compreendido como parte da cadeia de
causas geral, e não como um modo de falha universal e isolado.
Para uma discussão mais aprofundada sobre cenários de vácuo específicos da aplicação, consulte
ZOBAI Vácuo.
Válvula de segurança para vácuo vs Válvula de alívio de vácuo vs Quebra-vácuo vs PVRV
Esses termos podem se sobrepor, mas tratá-los como sinônimos universais pode criar a
suposição de engenharia errada. Uma abordagem mais confiável é identificar qual condição o dispositivo
protege e como ele responde.
| Termo | Significado prático de uso | Limite Importante |
|---|---|---|
| Válvula de segurança para vácuo |
Neste artigo, um dispositivo usado para proteger tanques ou equipamentos de processo contra uma condição de vácuo excessivo. |
A expressão depende do contexto e não é uma definição universal entre indústrias. |
| Válvula de alívio de vácuo |
Uma válvula usada para aliviar uma condição de vácuo excessivo, geralmente admitindo ar ou outro gás adequado. |
A construção e a aplicação variam, portanto, o nome por si só não estabelece adequação. |
| Quebra-vácuo |
Um termo funcional para um dispositivo que interrompe uma condição subatmosférica permitindo a entrada de gás. |
O termo é usado em serviços de vapor e processo e não deve ser tratado automaticamente idêntica a toda válvula de alívio de vácuo. |
| PVRV / válvula PV |
Uma configuração de alívio de pressão/vácuo que pode fornecer funções de proteção tanto para pressão positiva quanto para proteção contra vácuo. |
Um dispositivo combinado de pressão/vácuo não é o nome genérico para todo dispositivo de proteção somente contra vácuo. |
| Válvula de segurança ou alívio de pressão convencional | Um dispositivo destinado principalmente a proteger contra pressão interna positiva excessiva. | O alívio de pressão positiva e o alívio de vácuo operam em direções de fluxo diferentes. |
Existe outra fronteira terminológica importante. Em equipamentos de alto vácuo, a frase pode
ter um significado diferente.
Grupo VAT,
por exemplo, utiliza válvula de segurança para vácuo para uma válvula que protege um vaso evacuado
contra pressão interna positiva excessiva, liberando pressão para fora.
Esse uso é diferente do significado de alívio de vácuo de tanque/processo usado em todo este
artigo.
Quando a proteção combinada de pressão e vácuo se torna relevante
Algumas aplicações de tanques exigem proteção em ambas as direções: alívio de pressão positiva
excessiva e alívio de vácuo excessivo. Um dispositivo combinado de alívio de pressão/vácuo pode fornecer
ambas as funções, mas se essa configuração é apropriada permanece uma
decisão de engenharia em nível de projeto.
O que realmente determina o requisito de proteção contra vácuo?
Um dispositivo de proteção contra vácuo não pode ser avaliado simplesmente pela correspondência do tamanho da conexão. A
capacidade necessária vem do equipamento protegido e das condições de processo que criam o
vácuo.
1. Qual equipamento está sendo protegido?
Comece pelo tanque, vaso ou equipamento de processo em si. Sua base de vácuo admissível ou de projeto
estabelece o limite que o sistema de proteção deve respeitar.
2. Qual condição de vácuo o equipamento pode tolerar?
O limite de vácuo relevante é específico do equipamento e do projeto. Um ajuste genérico de válvula não pode
ser assumido a partir do nome do equipamento, tamanho da conexão ou categoria de aplicação.
3. Qual evento cria a demanda de vácuo predominante?
A revisão de engenharia precisa identificar o evento operacional que governa o
requisito de entrada de ar relevante, como retirada, resfriamento ou condensação. Diferentes condições operacionais
as sequências podem criar diferentes demandas de vácuo.
4. Quanto gás de reposição pode ser necessário?
O dispositivo deve ser avaliado em relação à necessidade de gás de reposição ou de entrada de ar para o
cenário governante. O tamanho nominal da conexão por si só não estabelece que o
fluxo necessário pode ser tratado.
5. Qual gás é aceitável admitir?
O ar atmosférico pode ser aceitável em algumas aplicações, enquanto outros sistemas podem exigir uma
atmosfera inerte ou de outra forma controlada no espaço de vapor. O gás de reposição aceitável é, portanto,
uma questão de projeto de processo, bem como uma questão de seleção de válvula.
6. Quais restrições existem no caminho completo do fluxo?
O caminho de ventilação instalado pode incluir tubulações e acessórios que adicionam resistência ao fluxo.
Componentes como supressores de chama devem, portanto, ser considerados como parte do fluxo completo
caminho em vez de assumir que não tem efeito na queda de pressão disponível.
Uma vez conhecidas essas entradas, o projeto pode passar da compreensão geral para a comparação
com as soluções de proteção contra vácuo disponíveis. A página
Válvulas de Segurança para Vácuo ZOBAI
fornece a visão geral da família de produtos relevante.
Quando o Ar Atmosférico Não é uma Suposição Segura?
Uma explicação simplificada do alívio de vácuo frequentemente diz que a válvula “deixa o ar entrar”. Isso pode
descrever muitos sistemas reais, mas não é uma regra de projeto universal.
Alguns processos são operados intencionalmente com uma atmosfera inerte ou de outra forma controlada no espaço de vapor.
Nesses casos, a admissão irrestrita de ar atmosférico pode conflitar com o
requisito do processo. As preocupações relevantes podem incluir exposição ao oxigênio, umidade ou contaminação
controle, ou uma estratégia específica do projeto de inertização ou cobertura com gás inerte.
Isso não significa que todo tanque químico, higiênico ou sanitário exija admissão de gás inerte.
Também existem equipamentos higiênicos de proteção contra vácuo que admitem intencionalmente
ar atmosférico dentro de sua aplicação definida. A conclusão mais restrita e segura é que
o gás de reposição permitido deve ser confirmado para o processo real.
A capacidade do dispositivo e a adequação ao processo são questões separadas. Uma válvula pode fornecer
função de alívio de vácuo enquanto o método de admissão proposto ainda é inadequado para o
processo protegido.
Onde se Encaixam a API 2000 e a ISO 28300?
A API 2000 e a ISO 28300 pertencem ao contexto de engenharia de ventilação de tanques de armazenamento
atmosféricos e de baixa pressão. Elas não devem ser tratadas como normas universais de válvulas de vácuo
para todos os vasos, sistemas de vácuo ou aplicações industriais.
De acordo com
Catálogo Digital atual da API,
Norma 2000, Edição 8 tem como título
Venting Atmospheric and Low-pressure Storage Tanks. Este artigo utiliza essas informações verificadas
apenas no nível de título e escopo. Não reproduz nem reivindica regras detalhadas
de dimensionamento, fórmulas, tabelas ou requisitos de cláusulas da Edição 8.
A listagem oficial da ISO
identifica ISO 28300:2008 como a Norma Internacional publicada para
ventilação de tanques de armazenamento atmosféricos e de baixa pressão. A ISO também lista uma
revisão em desenvolvimento.
Uma revisão em desenvolvimento não deve ser apresentada como se já tivesse substituído a edição
publicada.
Para um projeto real, é necessário confirmar a norma aplicável, a edição, o escopo do equipamento e os
requisitos contratuais. Mencionar API 2000 ou ISO 28300 não estabelece, por si só,
que o produto de um determinado fabricante seja certificado ou esteja em conformidade com essa
norma.
Perguntas Frequentes
Todo tanque de armazenamento precisa de uma válvula de segurança para vácuo?
Não existe uma resposta universal de sim ou não. O método de proteção depende da base de projeto do tanque,
das condições de operação, do arranjo de ventilação, dos cenários críveis de geração de vácuo e dos
requisitos aplicáveis do projeto. Portanto, uma determinada configuração de válvula deve ser
avaliada a partir do sistema real, e não presumida apenas com base na categoria do equipamento.
Um corta-chama ou outra restrição na linha de ventilação pode afetar o desempenho do alívio de vácuo?
Sim. Os componentes do caminho de fluxo podem introduzir resistência, portanto o caminho de ventilação instalado deve ser
avaliado como um sistema. Um corta-chamas, arranjo de tubulação ou outro acessório não deve
ser automaticamente considerado sem efeito sobre a perda de carga disponível para a vazão
requerida.
A API 2000 significa que uma válvula de segurança para vácuo é “certificada pela API”?
Não. Uma norma pode definir ou orientar requisitos de engenharia para um projeto sem servir como
marca de certificação para um produto específico. Qualquer alegação de conformidade ou
certificação específica de produto deve ser comprovada separadamente por documentação válida
do produto ou do fabricante.
