Métodos manuais de medição de nível Ullage
Embora o escopo do documento seja sobre instrumentos de medição instalados fixos, as medições manuais devem ser discutidas pelo menos brevemente.As medições manuais ainda são frequentemente usadas, pois são percebidas como ‘baixo custo’ (pelo menos inicial), não requerem cabeamento ou energia e são frequentemente usadas durante o comissionamento ou verificação da instrumentação instalada. A medição manual de nível os mais comuns envolve métodos simples e prtaticos sendo esses : régua, vareta, trena ou fita acoplada a um peso de imersão(Ullage). Esse método assim como todos os outos apresentam vantagens e desvantagens as quais destacamos algumas que são:
Vantagens :
- Facilidade por ser uma medição direta;
- Simplicidade, pois envolve uma régua ou trena rastreada;
- Instalação simples;
- Confiabilidade e consistência na medição;
- Facilidade de manutenção;
Desvantagens:
- Todo processo de medição manual requer que o operador se desloque até o local , podendo haver algum problema e desvio na medição em função de alguma dificuldade.
- Como esse sistema exige em alguns caso contato com os gases existente nos tanques necessita de cuidados especiais Medições de produtos tóxicos requerem uso de mascara apropriada e cuidados adicionais;
- Para que a medição seja sempre precisa, o operador deve seguir sempre um procedimento, senão haverá uma variabilidade devida ao operador.
Para que a medição seja sempre exata, a régua ou trena de medição requer calibração ou troca periódica por uma nova certificada.
Conceitos de medição
Podemos entender e considerar que o nível é a altura da coluna de líquido ou de sólido no interior de um tanque ou vaso.
Em tanques de teto fixo que armazena líquido voláteis como (p.ex., gasolina), o gás sempre ocupa todo o espaço, é comum o uso de tanque com teto flutuante. O teto flutua exatamente para minimizar o nível de gás contido. Em aplicações industriais, pode se ter ainda um único vaso armazenando dois líquidos não miscíveis e se quer medir a interface desses dois líquidos.
Mesmo sendo instrumentos rústicos para serem utilizados em processo precisamos estar ter certificados de calibração preferivelmente certificado pelo INMETRO ou por empresas credenciadas sendo esses instrumetos: réguas graduadas, pesos, réguas para ullage. Não podendo esquecer que esses instrumentos tenha um erro máximo permissível especificado conforme necessidade do processo.
Como já comentado anteriormente a medição de nível é uma medida de comprimento do Sistema Internacional(SI), neste sistema a unidade utilizada é o (m), neste contexto nível é a altura de uma coluna de líquido ou solido. Porém, é prática comum se referir ao nível como percentagem (%) da coluna de um líquido ou sólido que ocupa um reservatório: o nível que varia entre 0 e 100%, podendo assumir todos os valores intermediários. Também se usa a massa ou o volume ocupado pelo produto no tanque para se referir ao seu nível. Nestes casos, o nível seria expresso em kilograma (kg) ou metro cúbico (m³ ), respectivamente.
Medição manual do nível
Existem três princípios de medição manual principais:
- fita, régua ou bastão
- visor de vidro
- eletrônico portátil.
Ambos os métodos manuais usam uma fita de medição graduada, régua ou vareta medidora, para ler o nível e / ou a interface.
Fita, régua e vareta
Essa medição é normalmente usada em tanques grandes.
Métodos manuais de medição de nível Ullage
Uma régua ou vareta medidora de nível é normalmente usada para tanques pequenos relativos. Um limite prático é de 2 a 3 metros de altura máx. Em algumas países, também são utilizados os chamados medidores de tubo deslizante em navios-tanque de GLP.A NFPA 58, descreve o medidor de tubo deslizante como um “medidor de nível de líquido variável no qual uma válvula de fechamento positiva relativamente pequena está localizada na extremidade externa de um tubo reto, normalmente instalado verticalmente, que se comunica com o interior do contêiner”. Um tubo deslizante é basicamente um ‘bastão’.
Em líquidos claros e produtos muito leves que evaporam facilmente, incluindo a água, geralmente é usada uma pasta corante. A pasta muda de cor quando em contato direto com o líquido.Para a detecção de água, geralmente chamada de regra de ‘descoberta de água’, é necessário detectar um nível. As regras de localização de água são geralmente feitas de latão com seções plásticas transparentes alternadas, o que permite ver onde a pasta descoloriu ao medir a água em óleos opacos.
Visor de vidro
Para tanques fechados e produtos tóxicos, que evaporam facilmente ou são inflamáveis, geralmente é usado um visor.O visor é normalmente instalado como parte de uma ‘câmara / gaiola’. Pode ser uma peça de tubulação transparente ou um gabinete de metal com um painel de visualização de vidro plano temperado.As conexões do tanque geralmente possuem válvulas de bloqueio, que permitem manutenção no visor e no corpo do visor. Alguns modelos de visor também incorporam válvulas de drenagem, o que permite limpar (‘nivelar’) o sistema.
Os medidores de vidro tipo reflexivo são uma forma especial de medidores de visor e usam refração e reflexão óticas para uma melhor visibilidade das interfaces nas zonas de vapor / gás e líquido.
Figura (esquerda) Exemplo de construção do visor para aplicação pressurizadaFigura (meio) Visor instalado no tanque de tipo charuto horizontal de GLPFigura (à direita) Visor de alta pressão com escala graduadaEm algumas áreas e equipamentos específicos (geradores de vapor, caldeiras, geração de energia), o uso de medidores de nível do tipo visor também pode ser obrigatório para cumprir o código de projeto (por exemplo, ASME I).O visor também pode ser útil quando a visão direta do fluido é relevante.
Medição eletrônica portátil
A medição eletrônica portátil pode medir o nível de ullage e a interface óleo-água. A medição eletrônica portátil é adequada para aplicações abertas e fechadas. As operações de aferição fechada geralmente exigem que a aferição eletrônica portátil seja usada em conjunto com uma válvula de bloqueio de vapor compatível.
Figura – Sistema de medição eletrônico portátil com válvula de bloqueio de vapor
Medições representativas da temperatura do conteúdo do tanque também podem ser medidas com a medição eletrônica portátil. Essa medição de temperatura permite converter o volume observado em uma medição de volume padrão.
Limitações
Fita, régua e vareta
Fita, régua ou vareta medidora de nível de óleo só podem ser usadas quando o tanque não está pressurizado e o conteúdo do tanque é considerado seguro (ou seja, não é tóxico, perigoso e não representa um problema ambiental).
Visor de vidro
Os visores de vidro não podem ser usados em tanques que contêm sedimentos ou sólidos, pois a conexão pode ficar bloqueada.
Outros cuidados para uso de visor de nível em tanques
O uso de visores reflexivos também não funcionam adeguadamente em medição de interface, porque esse visor separa líquido do gás não distinquindo líquidos direrentes. A instalação do visor também é possível em tanques pressurizados, mas às vezes percebida como um risco à segurança.Em tanques que também contêm sólidos, a leitura do visor pode não ser confiável como resultado do bloqueio. Para essas aplicações, devem ser considerados procedimentos rigorosos para lavagem periódica do visor e conexões.Os visores nivel requerem manutenção e limpeza regulares. A presença de alguns líquidos de hidrocarbonetos pode causar manchas e isso pode dificultar determinar onde o nível real é realmente colocado.
Medição eletrônica portátil
As regulamentações de segurança e ambientais podem restringir as operações de medição de tanques, o que pode resultar na liberação de hidrocarbonetos ou outros compostos orgânicos voláteis na atmosfera. Nessas circunstâncias, normalmente não será viável o uso de procedimentos tradicionais de aferição aberta por meio de uma escotilha de bitola aberta ou ponto de acesso de aferição.
Figura – Sistema de medição eletrônico portátil com válvula de bloqueio de vapor
Seleção
Para todos os produtos tóxicos, pressurizados e perigosos, as soluções ‘fechadas’ são preferidas.Se métodos manuais forem usados, o uso seguro deve ser coberto por procedimentos e treinamento formal.
Calibração e configuração
Para aplicações em que a precisão é importante, a balança graduada em fita, bastão de imersão ou visor pode ser calibrada.É importante perceber que é sempre crítico usar o ponto de referência correto no tanque específico. Esse ponto de referência pode ser uma placa de “imersão” na parte inferior ou uma provisão mecânica marcada clara no ou no bico do tanque.Os óculos de visão podem ser ajustados deslocando a escala graduada.O sensor de medição eletrônico portátil é calibrado uma vez na fábrica e não requer calibração subsequente.
https://www.honeywellprocess.com/library/marketing/brochures/Cat-Marine-HM-09-08-ENG-LowRes.pdf
Fonte: Associação Internacional de Produtores de Petróleo e GásAgradecimentos: Subcomitê IOGP de Instrumentação e Padrões de Autômatos (IASSC), Grupo BG, BP, Endress + Hauser, Emerson, Honeywell, Krohne, Petrobras, PETRONAS Carigali Sdn Bhd, Repsol, Siemens, Statoil, Total, Vega, Yokogawa