As Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs) desempenham um papel fundamental na segurança e eficiência de uma ampla gama de equipamentos e sistemas industriais. Para entender plenamente a importância dessas válvulas e garantir seu funcionamento seguro e confiável, é crucial mergulhar nas normas e especificações estabelecidas pela ASME (Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos). A ASME, renomada por suas rigorosas diretrizes de engenharia, delineia requisitos essenciais que regem as VAPs, visando à proteção contra pressões excessivas e à integridade dos sistemas em que estão instaladas. Neste contexto, exploraremos a significativa influência da ASME e sua relação com as Válvulas de Alívio de Pressão, destacando a importância da conformidade com essas normas para a segurança e funcionamento eficaz de equipamentos e sistemas industriais.
A primeira questão abordada pela ASME é o tipo de dispositivo permitido. Nesse sentido, apenas dois tipos de Válvulas de Alívio de Pressão são autorizados: as operadas por piloto e as de mola direta. Esses tipos foram escolhidos por suas comprovadas capacidades de desempenho e segurança.
Outro ponto importante é a definição da pressão máxima permitida de trabalho (PMP) para o recipiente que será protegido pela VAP. Essa especificação é crítica, pois determina o limite máximo de pressão em que a válvula pode operar com segurança.
Além disso, a ASME estabelece a pressão de abertura requerida em relação à PMP. Essa pressão de abertura é o ponto em que a VAP deve começar a liberar o fluido para aliviar a pressão excessiva no recipiente.
A acumulação permitida em relação à PMP também é definida pela ASME. A acumulação refere-se à quantidade máxima de sobrepressão que a válvula pode acumular acima da PMP antes de abrir completamente. Essa medida é importante para garantir um alívio adequado da pressão sem causar oscilações indesejadas.
Além desses aspectos, a ASME aborda diversos outros requisitos cruciais, como a certificação de capacidade das VAPs, diretrizes detalhadas para a instalação, requisitos mecânicos e materiais, garantia de qualidade de fabricação, testes de produção rigorosos, inspeção de soldagem e avaliação não destrutiva (END). Todos esses fatores contribuem para a segurança e eficiência das Válvulas de Alívio de Pressão.
É importante destacar que o cumprimento dessas normas e requisitos é uma responsabilidade compartilhada entre os fabricantes das VAPs, os usuários que as instalam e operam e os fabricantes originais dos equipamentos em que as válvulas são aplicadas. Ao seguir essas diretrizes rigorosas, pode-se garantir que as Válvulas de Alívio de Pressão funcionem de maneira confiável e protejam efetivamente os sistemas e equipamentos contra situações de pressão excessiva, garantindo a segurança das operações industriais.
A ASME (American Society of Mechanical Engineers) abrange uma série de requisitos e especificações relacionados às Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs). Esses requisitos incluem:
- Tipo de dispositivo permitido:
A ASME determina quais tipos de dispositivos são permitidos para serem usados como Válvulas de Alívio de Pressão. Geralmente, são permitidos os tipos operados por piloto e de mola direta. - Pressão máxima permitida de trabalho (PMP) do recipiente a ser protegido:
A ASME estabelece o limite máximo de pressão sob a qual a Válvula de Alívio de Pressão pode operar para proteger o recipiente. - Pressão de abertura requerida em relação à PMP:
A VAP deve abrir a uma pressão específica em relação à PMP para garantir que o alívio ocorra quando necessário. - Acumulação permitida em relação à PMP:
A ASME define a quantidade máxima de sobrepressão que a VAP pode acumular acima da PMP antes de abrir e iniciar o alívio. - Certificação de capacidade:
A ASME exige que as VAPs sejam certificadas quanto à sua capacidade de alívio de pressão, garantindo que elas atendam aos padrões de desempenho estabelecidos. - Instalação, requisitos mecânicos e materiais:
A ASME fornece diretrizes detalhadas para a instalação das VAPs, bem como os requisitos mecânicos e os materiais adequados para garantir o bom funcionamento e segurança das válvulas. - Garantia de qualidade da fabricação: A ASME estabelece padrões para garantir que as VAPs sejam fabricadas com alta qualidade e confiabilidade.
- Testes de produção, soldagem e avaliação não destrutiva (END): A ASME exige que as VAPs passem por testes de produção rigorosos, além de inspeções de soldagem e avaliação não destrutiva para garantir sua integridade e funcionalidade.
- Tamanho e quantidade de VAP/Válvula de Descarga de Pressão (VDP) necessárias para cada recipiente: A ASME determina os tamanhos e quantidades apropriados de VAPs ou Válvulas de Descarga de Pressão para cada recipiente, com base em suas características e capacidades de alívio de pressão.
É importante observar que todas essas exigências são responsabilidades compartilhadas entre o fabricante das VAPs, o usuário que as instala e opera e o OEM (Original Equipment Manufacturer – Fabricante Original do Equipamento) que pode fornecer os dispositivos ou sistemas em que as VAPs são aplicadas. O cumprimento desses padrões é essencial para garantir a segurança e a confiabilidade dos sistemas e equipamentos que utilizam Válvulas de Alívio de Pressão.
A Experiência é Essencial
Ao dimensionar as Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs), é fundamental considerar o pior cenário possível. Isso significa levar em conta uma série de situações adversas que podem ocorrer, como descarga bloqueada, incêndio externo, ruptura de tubos no trocador de calor, expansão térmica, reação descontrolada, falha de energia ou vasos de armazenamento excessivamente cheios. Essa abordagem garante que a escolha da VAP seja a mais adequada para enfrentar eventuais eventos críticos.
Ao considerar esses cenários extremos, os engenheiros e projetistas podem selecionar Válvulas de Alívio de Pressão que sejam capazes de lidar efetivamente com essas situações e garantir a segurança e a integridade dos equipamentos e sistemas em que estão instaladas. A experiência acumulada ao longo do tempo desempenha um papel crucial nesse processo, permitindo que os profissionais façam escolhas informadas e embasadas para a seleção adequada das VAPs.
Além disso, uma abordagem cautelosa ao dimensionar as Válvulas de Alívio de Pressão pode evitar falhas potencialmente catastróficas, reduzir riscos operacionais e prevenir danos ao equipamento. A experiência adquirida ao lidar com situações reais e o conhecimento profundo das características dos equipamentos e processos envolvidos são fatores decisivos para a correta especificação e dimensionamento das VAPs.
Portanto, ao considerar o pior cenário e empregar a experiência acumulada na seleção das Válvulas de Alívio de Pressão, os engenheiros podem assegurar uma operação segura e confiável de seus sistemas, garantindo a proteção dos ativos industriais e a prevenção de acidentes graves.
Dimensionamento de Válvulas de Alívio de Pressão
Ao dimensionar Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs), é essencial considerar dois fatores fundamentais:
- Ponto de ajuste: Trata-se da pressão em que a válvula deve abrir para aliviar a pressão do recipiente, normalmente definida como Pressão Máxima Permitida (PMP) do mesmo. Essa pressão é comumente expressa em PSI (pound-force per square inch) ou BARG (bar gauge).
- Capacidade de fluxo: Refere-se à quantidade de fluido de processo que a válvula deve ser capaz de liberar para proteger o sistema quando a válvula está aberta. Essa capacidade é frequentemente expressa em GPM (gallons per minute), SCFM (standard cubic feet per minute) ou Lbs./hr (libras por hora).
É importante ressaltar que a capacidade e o ponto de ajuste das VAPs estão inter-relacionados. Conforme a pressão de ajuste aumenta, a vazão de fluido também tende a aumentar. Não há uma única Válvula de Alívio de Pressão que seja a melhor para todas as aplicações. Portanto, ao dimensionar e selecionar a VAP adequada, diversos fatores adicionais devem ser considerados:
- Temperatura: A temperatura do fluido de processo ou gás pode influenciar na escolha da válvula, pois materiais diferentes têm resistências variadas a altas temperaturas.
- Composição do fluido: A natureza do fluido envolvido (líquido ou gás, corrosivo ou não corrosivo) também é um fator determinante para a seleção da VAP apropriada.
- Disposição de tubulações: O layout das tubulações, incluindo o tamanho das flanges existentes, pode influenciar o tipo e o tamanho da válvula necessária.
- Restrições dimensionais: Restrições de altura ou espaço físico podem exigir o uso de uma VAP de dimensões específicas.
- Contrapressão: A presença de contrapressão no sistema afeta o desempenho da válvula e deve ser considerada ao dimensionar a VAP.
- Razões de operação: As condições normais de operação e possíveis situações de emergência devem ser levadas em conta.
- Materiais de construção: A compatibilidade dos materiais com o fluido e as condições de operação é fundamental para a durabilidade e eficiência da VAP.
- Estilo de operação preferido: A escolha entre VAPs operadas por piloto ou de mola direta dependerá das necessidades específicas do sistema.
- Número de VAPs: Em alguns casos, a instalação de uma única VAP pode ser suficiente, enquanto em outros, múltiplas VAPs são necessárias para garantir a segurança e eficiência.
- Peso do dispositivo: O peso da VAP é relevante para determinar a viabilidade de sua instalação em determinados equipamentos ou sistemas.
Ao levar em conta todos esses fatores e seguir procedimentos técnicos adequados, os engenheiros podem realizar o dimensionamento correto das Válvulas de Alívio de Pressão, garantindo o funcionamento seguro e confiável do sistema.
Após identificarem que a instalação inadequada frequentemente é uma das principais causas de problemas contínuos relacionados às Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs), Donalson e Simmons apresentaram um conjunto de melhores práticas para o reparo dessas válvulas, com o objetivo de assegurar seu correto funcionamento e desempenho. As principais diretrizes incluíram:
- Verificação e registro das informações da placa de identificação:
É fundamental verificar e registrar todas as informações relevantes contidas na placa de identificação da VAP, como dados de projeto, pressão máxima permitida (PMP), capacidade de fluxo e outros parâmetros essenciais. Além disso, garantir que a placa de identificação seja devidamente protegida durante o processo de manutenção é essencial para evitar a perda de informações críticas. - Verificação do estado dos arames de vedação:
Os aneis de vedação presentes nas VAPs contêm informações importantes sobre sua montagem, fabricação e histórico de reparos anteriores. Ao verificar o estado desses arames, é possível identificar facilmente quem montou ou fabricou a válvula, bem como a última organização que realizou algum reparo. Essa verificação é crucial para garantir a rastreabilidade adequada da válvula e auxiliar no diagnóstico de problemas recorrentes. - Realização de inspeção visual durante a desmontagem:
Durante o processo de desmontagem da VAP, uma inspeção visual detalhada deve ser realizada em todas as peças e componentes. Essa inspeção minuciosa é essencial para identificar possíveis danos, desgastes ou falhas que possam afetar o desempenho da válvula. As peças devem ser inspecionadas de acordo com as instruções fornecidas pelo fabricante para garantir a integridade e funcionalidade da válvula. - Limpeza adequada das peças:
A limpeza das peças é uma etapa vital no processo de reparo das VAPs. No entanto, é importante usar métodos de limpeza apropriados, evitando técnicas excessivamente agressivas que possam danificar superfícies delicadas ou altamente usinadas. A utilização de soluções e procedimentos adequados de limpeza contribuirá para a manutenção da qualidade e vida útil das peças. - Seguir as instruções do fabricante para a montagem:
A montagem correta da VAP é de extrema importância para garantir seu funcionamento seguro e eficiente. Portanto, é essencial seguir rigorosamente as instruções e procedimentos fornecidos pelo fabricante durante essa etapa do processo de reparo.
Essas diretrizes de reparo constituem uma abordagem técnica e detalhada para a manutenção de Válvulas de Alívio de Pressão. Ao seguir essas melhores práticas, os profissionais responsáveis pela manutenção e reparo das VAPs podem assegurar que essas válvulas operem com segurança, confiabilidade e dentro das especificações projetadas, minimizando problemas recorrentes e garantindo a integridade dos sistemas em que estão instaladas.
Diretrizes de Teste para Válvulas de Alívio de Pressão
Após a conclusão do processo de reparo em Válvulas de Alívio de Pressão (VAPs), é essencial seguir diretrizes rigorosas para a realização de testes. Esses testes são fundamentais para verificar a eficácia do reparo, garantir o desempenho adequado da válvula e assegurar a segurança operacional do sistema. Algumas diretrizes importantes são:
- Seleção de mídia de teste:
A mídia utilizada durante o teste deve ser compatível com o fluido de processo ou gás que a Válvula de Alívio de Pressão protegerá. A escolha apropriada da mídia garante resultados precisos e representativos. - Volume e projeto da bancada de teste:
A bancada de teste deve ter capacidade adequada para permitir que a VAP opere corretamente durante o teste, reproduzindo condições próximas às do ambiente real em que a válvula será instalada. - Calibração e seleção de medidores:
Os medidores usados durante o teste devem ser calibrados e precisos, proporcionando leituras confiáveis das pressões, vazões e outras variáveis relevantes para a avaliação do desempenho da Válvula de Alívio de Pressão. - Definição do ponto de ajuste:
Durante o teste, é crucial verificar se a VAP abre no ponto de ajuste especificado, ou seja, a pressão predeterminada em que a válvula deve iniciar o alívio de pressão. - Correções de temperatura e contrapressão:
As correções adequadas devem ser aplicadas aos resultados dos testes para levar em conta variações de temperatura e contrapressão, garantindo que as medições sejam corretamente ajustadas às condições reais de operação. - Métodos alternativos de teste aceitos:
Além dos testes tradicionais, alguns métodos alternativos podem ser aceitos, desde que sejam comprovadamente confiáveis e validados. - Tolerância do ponto de ajuste:
É importante determinar a tolerância aceitável em relação ao ponto de ajuste especificado para garantir que a válvula esteja dentro dos limites aceitáveis de funcionamento. - Padrões de estanqueidade do assento:
Os padrões de vazamento do assento da válvula devem ser rigorosamente observados para verificar a vedação adequada durante o teste. - Testes em campo vs. em oficina:
A escolha de realizar testes em campo ou em oficina depende do contexto específico e das necessidades do sistema, sendo ambos os métodos igualmente válidos.
Ao compreender essas diretrizes de teste e segui-las rigorosamente, é possível garantir a integridade, a funcionalidade e a segurança das Válvulas de Alívio de Pressão após o reparo. Além disso, a compreensão das peças de reposição, a gestão adequada dessas peças e o estoque de válvulas sobressalentes são cruciais para manter o controle dos custos de manutenção e melhorar a eficiência operacional. Ao adotar um protocolo de gerenciamento de ativos bem estabelecido e entender os problemas típicos de reparo, as instalações podem evitar problemas recorrentes, reduzir custos e aprimorar a segurança do sistema.