As válvulas de segurança (PSV) e as válvulas de alívio (PRV) têm engenharias e características específicas.
Conhecer as propriedades de cada uma para saber quando e onde as utilizar, permite economizar tempo e dinheiro. Quer saber como? Vamos explicar abaixo.
Neste artigo você vai entender a diferença entre as válvulas PSV e PRV e identificar:
- Definição das válvulas de segurança e alívio.
- Como funciona o equipamento PSV.
- Como funciona o equipamento PRV.
- Curiosidades sobre as PSV e PRV.
PSV ou PRV?
A válvula de segurança, também conhecida como PSV, do inglês Pressure Safety Valve, é um dispositivo automático limitante de pressão caracterizado pela abertura instantânea, conhecida por “POP”, que ocorre quando a pressão do processo atinge a pressão de abertura definida para acionamento da válvula.
Enquanto a válvula de alívio, conhecida como PRV, do inglês Pressure Relief Valve, é um dispositivo automático também limitante de pressão mas caracterizado por uma abertura progressiva e proporcional à sobrepressão.
Mas então qual das duas devo escolher para minha aplicação? A escolha entre PRV e PSV depende do fluido que corre na tubulação onde a válvula será instalada: (i) se o fluido for incompressível, a PRV é normalmente utilizada, como em aplicações de alívio de água ou óleo por exemplo, já a (ii) PSV, é utilizada para descarga de fluidos compressíveis, como vapor d’água ou gás natural.
Entenda como funciona a PSV
Reservatórios, caldeiras, tanques, reatores e tubulações, todos são equipamentos construídos para suportar condições específicas de trabalho, dependentes de fluído, pressão e temperatura, e, portanto, com limitações conhecidas. Se a pressão de projeto é excedida, por cenários como incêndio, falha em válvulas de controle, impacto, ou mesmo erros de operação, o equipamento pode estufar, colapsar, romper ou mesmo explodir, levando a graves danos ambientais, patrimoniais, e até a vida. Esse foi o destino trágico de diversas caldeiras e máquinas a vapor no início da primeira revolução industrial, mas graças a um bom inventor, criador das válvulas de segurança, esses episódios já não acontecem como antes.
Ok, mas qual o princípio de funcionamento destas válvulas? Simples como um cabo de guerra.
O fluido empurra de um lado, e um dispositivo empurra de outro, se o fluido for mais forte, o dispositivo dá passagem aliviando a pressão. Vamos dar um exemplo para você entender melhor como a PSV funciona.
Primeiramente, é importante você saber o que é set point e blowdown. Set point é a pressão de abertura, ou seja, a pressão manométrica na qual a válvula é ajustada para abrir quando solicitada. Blowdown é o diferencial de alívio, isto é, a diferença entre a pressão de abertura e a de fechamento (no retorno) da válvula.
Vamos ao exemplo: uma válvula de segurança em um vaso que opera com pressão de 60 bar. Define-se a pressão de abertura total (set point) em 80 bar. Quando a pressão da linha (que opera normalmente em 60) é extrapolada e atinge o set point, a válvula abre automaticamente, ou para os íntimos, dá o POP. Conforme o fluido escapa para um reservatório ou para a atmosfera, a pressão da linha começa a baixar até que atinja um nível seguro de pressão em que a válvula fecha automaticamente. A razão entre o set point e a pressão em que a válvula fecha, é a definição do blowdown.
Portanto, lembre-se: Nas válvulas de segurança ou PSV, pode-se ajustar o set point e o blowdown.
Entenda como funciona a PRV
Seguindo o mesmo exemplo que apresentamos anteriormente, diferente da PSV, a PRV não abrirá completamente na pressão de set point, mas de forma proporcional a sobrepressão a partir do set point. Assim como na abertura, o fechamento também será proporcional a sobrepressão, e portanto não possuem parâmetro normalizado ou ajustável para o blowdown.
Interessante, não é?
Curiosidades sobre as válvulas de segurança (PSV) e as válvulas de alívio (PRV)
Veja abaixo algumas curiosidades sobre as válvulas de segurança (PSV) e as válvulas de alívio (PRV):
- Você não pode usar a válvula de alívio numa linha de vapor, nunca! Já a válvula de segurança pode ser usada numa linha de água, mas é desnecessário, pois ela tem custo maior e se torna ineficiente.
- A válvula PSV é, a última barreira de proteção contra um acidente. E não pode falhar!
- As informações básicas para dimensionamento das PRV e PSV são: pressão de operação, pressão de abertura, vazão requerida na descarga, temperatura de operação, normas do vaso-tanque e características do fluido.
- Para a válvula de alívio, a unidade da vazão é em volume por tempo (por usar líquidos e gases). Na válvula de segurança, a vazão é dada em massa por tempo, já que é usada especificamente para gases ou vapores.
- Na manutenção, é possível converter uma válvula de segurança em válvula de alívio e vice-versa, por meio de substituição dos elementos internos. E vale muito a pena, pois o custo é menor do que na aquisição de uma válvula nova.
- A ASME (American Society of Mechanical Engineers), em 1915, elaborou normas para o projeto, dimensionamento, inspeção e instalação de válvulas de segurança. Estas normas são conhecidas, revisadas e aplicadas até hoje. Duas destas normas, regem a PSV: a ASME I define os requisitos de projeto para caldeiras. A ASME VIII define os requisitos de projeto para vasos de pressão e tubulações.
- A faixa de blowdown permitido para as PSVs são definidos pela ASME I e ASME VIII, a primeira entre 2 e 4%, e a segunda, até 7%.
- No Brasil, o Guia 10 do IBP é um excelente recurso para se conhecer mais sobre a manutenção das PSVs, e largamente utilizado como referência em procedimentos de calibração.
