Válvulas de Alívio / suspiro
Essas válvulas também são conhecidas como válvulas de alívio de pressão positiva ou vácuo ( pressão relativa negativa), Sendo esses um tipo especial de válvulas são sempre projetadas para proteção de “tanques pressurizados”, vasos, evaporadores, destiladores e outros equipamento de processo que possam vir a sofre efeito de sobre pressão podendo apresentar riscos para o processo e pessoas mesmo em operações que não sejam críticas, pois um simples desvio de processo eu erro em um instrumento de pressao pode gerar sobre pressão no vaso levando o mesmo ao colápso.
É importante frizar que esse problema pode ocorrer nos casos de pressão positiva ou negativa devendo sempre os projetistas estarem sempre atentos as analises de HAZOP e outros estudo de segurança de processo.
As válvulas de alívio de pressão/vácuo são usadas extensivamente em evaporadores , tanques de armazenamento a granel, linhas de transferência de alta vazão, incluindo ainda tanques de combustível de teto fixo ou flutuantes, para minimizar a perda por evaporação.
As Válvulas evitam o acúmulo de pressão(positiva) ou vácuo acima da capacidade do vaso evitando explosões ou implosões Os níveis de proteção de pressão e vácuo são controlados com “paletes” ou molas pesadas e podem ser combinados para fornecer as configurações de pressão/vácuo necessárias.
É comum combinar sistemas de paletes e molas em uma unidade, ou seja, as configurações de pressão requerem uma seção de mola, enquanto as configurações de vácuo usam o método de paletes.
Por que usar válvulas de respiro?
A Válvula de Respiro/Suspiro é um dispositivo de proteção montado em um de bocal na parte superior de um tanque de armazenamento atmosférico de teto fixo ou flutuante . Seu objetivo principal é proteger o tanque contra ruptura ou implosão.
Um tanque atmosférico de teto fixo sem um sistema de vente controlado ou um outro dispositivo de abertura que fosse capas de controlar o aumento de pressão o vaso se romperia sob aumento de pressão causado pelo bombeamento de líquido no tanque ou como resultado de mudanças de pressão de vapor causadas por mudanças térmicas severas. Podendo vir a ocorrer uma implosão, ou o colapso de um tanque, ocorre durante o procedimento de bombeamento ou mudanças térmicas.
Para melhor entendimento uma condição de colapso e ou implosão ocorre quando por exemplo uma bomba de sucção é ligada a um tanque e seu nível de liquido diminui em seu interior, quando isso ocorre, a pressão interna em seu interior começa a ser reduzida levando o vaso a trabalhar abaixo da pressão em que o vaso foi projetado para trabalhar nesse caso a pressão atmosférica. Esta condição de vácuo deve ser aliviada através de uma abertura controlada no tanque. Em suma, o tanque precisa respirar para eliminar a possibilidade de ruptura ou implosão. A principal função dessa válvula instalada no tanque funciona como um suspiro controlado. A seleção da válvula deve estar de acordo com o American Petroleum Institute Standard API 2000 ou outro padrão aplicável.
Como funcionam as válvulas de respiro?
A maioria dos tanques atmosféricos requer um dispositivo de ventilação/suspiro que permita que grandes volumes de vapor escapem quando os valores de pressão no interior do tanque fica maior que a pressão atmosférica. Normalmente, a pressão de ajuste permitida é em milímetro ou polegada de pressão da coluna de água, tanto para condições positivas quanto de vácuo.
Isso ocorre porque a maioria dos grandes tanques de armazenamento tem uma pressão de trabalho máxima permitida relativamente baixa. Esses tanques são geralmente vasos soldados de grande volume que são construídos de acordo com o padrão API 650. Para acomodar grandes volumes em baixas pressões de ajuste, essas válvulas possuem portas que são maiores em área do que a conexão de entrada ou bico.
A configuração para pressões baixa exige o uso de um sistema de palete com peso da válvula em oposição ao carregamento da mola. Por causa do exposto, uma válvula de respiro requer aproximadamente 100% de pressão acima do ajuste para atingir a abertura total da válvula.
No entanto, ao decidir sobre uma pressão de ajuste, a MAWP de operação da válvula com carga de peso deve ser pelo menos duas vezes a pressão de ajuste necessária para obter o fluxo ideal. Se o MAWP for inferior a 100% acima do conjunto necessário, a válvula pode ter um tamanho maior do que o normalmente necessário.
A possibilidade de vibração da válvula e desgaste acelerado da sede e do diafragma existirá se for permitido menos de 20% de sobrepressão. Simplificando, uma válvula de pressão/vácuo não é exatamente como uma válvula de alívio de segurança de alta pressão e não deve ser dimensionada em 10% ou 20% de sobrepressão.
Ao dimensionar uma Válvula de Pressão/Vácuo, consulte as curvas de vazão do fabricante e permita sob pressão suficiente.
Como as válvulas de respiro protegem
Como as válvulas de respiro protegem o conteúdo de um recipiente contra a entrada de umidade? A resposta a esta pergunta depende de cinco fatores:
1. Configurações de Pressão e Vácuo
As válvulas de respiro são feitas em uma variedade de configurações, variando de 0,2 psid a 5,0 psid ou mais. Essas configurações, que são os pontos nos quais as válvulas vedam, devem estar pelo menos 1,0 psi a 1,5 psi abaixo da pressão ou vácuo que o recipiente pode suportar com segurança sem vazamento ou deformação (consulte Seleção abaixo).
De um modo geral, quanto menor a configuração da válvula, mais frequentemente a válvula abrirá, admitindo atmosfera externa e encurtando a vida útil do dessecante.
2. Variações de Temperatura
O número de vezes que uma Válvula de Respiro abrirá durante o armazenamento depende não apenas do ajuste da válvula, mas também da magnitude e frequência das variações de temperatura que podem ocorrer em uma determinada área de armazenamento. Em recipientes selados há uma mudança de pressão variando de 1,0 a 1,5 psi para cada mudança de temperatura de 30°F
Testes de longo prazo, que foram executados em contêineres na fábrica da AGM em Tucson, Arizona, indicam que válvulas com pressões de vedação de 0,25 psid abrirão quase todos os dias, enquanto as válvulas definidas para vedar novamente a 0,5 psid podem abrir até 150 vezes por ano , e válvulas ajustadas para 1,0 psid raramente abrem durante o armazenamento. (Deve-se notar que esses testes foram executados em recipientes de parede rígida e que as válvulas de baixo ajuste em recipientes de plástico com paredes flexíveis provavelmente não abrirão com tanta frequência nas mesmas condições.)
Existem apenas alguns locais no mundo, além de Tucson, onde ocorrem maiores variações de temperatura diurna. Portanto, sob condições de armazenamento em todo o mundo, as válvulas com vedação de 0,5 psid em ambas as direções não abrirão mais de 200 vezes por ano, e as válvulas configuradas para vedação de 1,0 psid em ambas as direções provavelmente abrirão menos de uma dúzia de vezes.
3. Temperatura vs. Umidade
Além do número de vezes que a Válvula de Respiro abre, a quantidade de umidade absorvida no recipiente em cada abertura (ou “golpe”) determinará a vida útil do dessecante, e isso depende das condições climáticas da área de armazenamento.
Há lugares no mundo onde até 0,015 gramas de água por pé cúbico de recipiente podem ser ingeridos em cada “golpe”. (Referência NavWeps Report 8374, Tabela XII).
No entanto, a alta umidade tende a limitar as variações de temperatura, de modo que mesmo as válvulas de respiro com configurações muito baixas provavelmente não abrirão mais de 2 ou 3 vezes por ano nesses locais.
4. Número de pontes aéreas
Para cada descida de 10,7 psia (nível normal de pressurização em um compartimento de carga de aeronave) a 14,7 psia (nível do mar), uma válvula de respiro definida para vedação de 0,5 psid em ambas as direções consumirá aproximadamente 0,013 gramas de água por pé cúbico de volume do contêiner.
Configurações de válvula mais altas ou mais baixas não irão variar substancialmente a quantidade de ganho de umidade por descida. Portanto, a quantidade de dessecante necessária dependerá, em parte, do número de transporte aéreo previsto.
5. Quantidade de dessecante
Foi observado acima que, no armazenamento no solo, cada vez que um contêiner deve respirar, ele consumirá até 0,015 gramas de água por pé cúbico e, durante cada descida de ar em um compartimento de carga pressurizado, consumirá até 0,013 gramas. de água por pé cúbico.
Como o MIL-STD-2073-I requer 1,2 unidades de dessecante por pé cúbico em um recipiente de metal rígido selado (mais quantidades adicionais para calços, se houver) e uma unidade de dessecante conterá 6,0 gramas de água a 40% de umidade relativa (RH ) a 77°F, essa quantidade de dessecante protegerá o contêiner para um total de 480 “golpes” em armazenamento no solo, ou um total de 550 pontes aéreas, ou alguma combinação dos dois.
Mantendo os fatores acima em mente, vemos que uma válvula de respiro, devidamente selecionada e usada em conjunto com um dessecante adequado, pode fornecer anos de proteção contra umidade em um recipiente leve e de baixo custo.
Fonte:
Hawkeye Industries Inc.Hawkeye Industries Inc.