Confira esse guia completo sobre válvulas de segurança e entenda os conceitos, normas e procedimentos a serem seguidos
Existem diversos tipos de válvulas no mercado, dentre eles as válvulas de segurança, também conhecidas como válvulas PSV, que são dispositivos que aliviam a pressão dos sistemas em que são instaladas.
Se o seu intuito é conhecer mais sobre essa válvula, sua função e quais normas e procedimentos regem essa categoria, saiba que você está no lugar certo, pois neste artigo iremos abordar:
- O que é uma válvula PSV e sua função;
- Diferença entre válvula de segurança e válvula de alívio;
- Como deve ser o armazenamento, transporte e instalação;
- O que deve ser analisado no projeto e instalação da tubulação de entrada e saída;
- Normas e certificações;
- Dimensionamento de uma válvula de segurança (PSV).
Preparados? Então vamos lá!
O que é uma válvula de segurança e sua função?
As válvulas PSV (Pressure Safety Valve) são um dispositivo para alívio de pressão que são utilizadas em equipamentos de instalações industriais, como vaso ou caldeira, cuja sua pressão de operação é superior à atmosférica.
A função primária de uma válvula de segurança é a proteção de vidas e propriedades, e como o nome já diz, cumprir o papel de promover segurança evitando que ocorra grandes elevações de pressão que podem gerar danos aos equipamentos ou até mesmo explosões.
Desta forma, a proteção ocorre quando a válvula é capaz de descarregar uma determinada taxa de fluxo que deve ser prevista em seu dimensionamento, considerando a pior condição esperada para a ocorrência da elevação da pressão. Essa taxa de fluxo deve ser suficiente para reduzir a pressão de um sistema a um nível seguro.
Toda caldeira ou vaso de pressão exige a instalação de válvulas de segurança e/ou alívio para sua proteção. Válvulas de segurança e válvulas de alívio são dois tipos de dispositivos em que sua operação é baseada no uso da pressão estática de entrada para acionar o dispositivo.
Mas qual a principal diferença entre as válvulas de segurança (PSV) e as válvulas de alívio (PRV)?
Conhecida como PRV, do inglês Pressure Relief Valve, a válvula de alívio é um dispositivo automático limitante de pressão, mas caracterizado por uma abertura progressiva e proporcional à sobrepressão.
Entretanto, a válvula de segurança (PSV), é um dispositivo automático, também limitante de pressão, que é caracterizado pela sua abertura instantânea, conhecida por “POP”, que ocorre quando a pressão do processo atinge a pressão de abertura definida para acionamento da válvula.
Se você quer saber mais sobre essas duas válvulas, recomendamos acessar o artigo que publicamos em nosso blog sobre o assunto, basta clicar aqui e desfrutar desse conteúdo completo.
Cuidados a serem adotados no armazenamento, transporte e instalação das válvulas PSV
Aqui é um ponto muito importante para ser abordado, pois nada adianta ter uma instalação corretamente projetada se não tomar os devidos cuidados durante o armazenamento, transporte e manuseio.
Confira a seguir os principais cuidados que devem ser seguidos neste momento:
- As válvulas de segurança devem sempre ser armazenadas na posição vertical;
- Os cuidados no seu manuseio durante a desmontagem – e durante o transporte até a bancada de testes na oficina – também deverá ser cuidadoso e sempre na posição vertical;
- Elas devem estar em local seguro, livre de pó e umidade;
- Deve evitar a entrada de materiais estranhos dentro do bocal da válvula (ou entre os componentes de guia), pois isso poderá comprometer a vedação e a operação da válvula;
- Toda válvula de segurança e/ou alívio deve ser transportada para o local da instalação, de preferência, momentos antes.
Se você quer saber mais detalhes de como deve ser todo esse processo, saiba que também fizemos um artigo sobre isso e você pode acessá-lo clicando aqui.
Assim como ignorar esses procedimentos pode gerar problemas no funcionamento das válvulas PSV, existe também um dano que pode ser causado no momento da instalação ligado à tubulação de entrada, e é isso que veremos a seguir.
Tubulação de entrada: Como instalar de forma correta?
Você sabia que 75% de todos os problemas operacionais que ocorrem com as válvulas de segurança (e/ou alívio) estão diretamente relacionados com a instalação incorreta? Dentre eles estão os danos ocasionados à tubulação de entrada.
Pensando em te ajudar neste momento, nós separamos algumas orientações que devem ser respeitadas no momento do projeto e que te ajudarão a ter sucesso na instalação de sua válvula, confira:
- O diâmetro interno deve ser igual ou maior a conexão de entrada da válvula;
- O comprimento dessa tubulação deve ser 5 vezes o seu diâmetro nominal ou 200 mm;
- A queda de pressão limitada tem que ser 3% da pressão de ajuste para válvulas, protegendo os vasos de pressão;
- Deve ser calculado 2% da pressão de ajuste ou 2 psi, o que for maior (para válvulas protegendo caldeiras);
- Onde permitido, utilizar somente válvulas de bloqueio do tipo passagem plena, gaveta ou esfera, por exemplo. Mas atenção, em caldeiras é expressamente proibido o uso de válvulas de bloqueio ou qualquer acessório entre a caldeira e a válvula.
Como você pôde ver, este é um processo que deve ser projetado de forma minuciosa para o total funcionamento de uma válvula PSV. Mas além disso, existe também outros cuidados que devem ser adotados após a instalação. Você os conhece? Caso sua resposta seja negativa fique tranquilo(a), pois temos um conteúdo completo sobre esse assunto aqui no nosso blog, bora conferir? Clique aqui e aproveite a leitura!
Entenda sobre a tubulação de descarga (saída)
Assim como a tubulação de entrada, a tubulação de descarga precisa ter atenção em seu projeto. Esse componente quando operado com vapor d’água e gases não tóxicos tem em seu descarte água quente acima de 100°C direcionado para a atmosfera (sistema de descarga aberto), e tudo isso deve ocorrer de forma mais curta e direta possível.
Para isso, é preciso se atentar aos seguintes requisitos:
- Utilizar um suporte correto, pois uma tubulação pesada e mal suportada pode causar desalinhamentos dos componentes internos da válvula, além de vazamentos na pressão de operação;
- A máxima contrapressão deve ser de 10% da pressão de ajuste para uma válvula de projeto convencional com castelo e capuz fechados e vedados, ou 20% para uma válvula convencional com castelo aberto (mola exposta);
- Devem ser evitadas tubulações que seguem verticalmente e depois se projetam num ângulo de aproximadamente 45°, descarregando diretamente para a atmosfera;
- Se o ponto de descarga for cortado a 45°, pode reduzir as forças de reação quando a válvula abre;
- Quando a tubulação de descarga for instalada na posição horizontal, é sempre recomendado que esta tenha uma inclinação de 1 milímetro para cada metro de comprimento.
Além dessas, existem outras recomendações adicionais e você pode conferi-las no artigo que fizemos em parceria com Artur Cardozo Mathias. Confira esse conteúdo clicando aqui!
Normas e certificações para as válvulas PSV
Para que as válvulas de segurança possam cumprir o objetivo de garantir uma operação segura, existem diversas normas e certificações que regem o funcionamento, e é sobre isso que iremos falar agora.
A primeira delas foi elaborada pela ASME (American Society of Mechanical Engineers, traduzido como Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos) que define todos os padrões técnicos para a fabricação de caldeiras, vasos de pressão e equipamentos auxiliares que descrevem regras e procedimentos quanto ao projeto, dimensionamento, inspeção, manutenção e instalação dos mesmos.
Quando o assunto é válvulas PSV, a norma se divide da seguinte forma:
- Seção I (Código de construção de Caldeiras) – É voltada para os padrões técnicos a serem empregados na construção de caldeiras, incluindo suas válvulas de segurança;
- Seção VIII (Vasos de pressão não submetidos a fogo) – Referente às regras para fabricação de vasos de pressão e tubulações, incluindo procedimentos técnicos das válvulas de segurança que operam com vapor, líquidos e gases. Tal seção possui um leque gigantesco de atuação.
Existe também uma regulamentação nacional para esse processo: a NR-13. Essa norma avalia as definições técnicas, períodos de inspeção, calibração e vários aspectos técnicos, bem como a figura do profissional habilitada (PH) que é o responsável pela supervisão do equipamento.
Lembrando que é de extrema importante que você esteja por dentro dessas normas, pois o descumprimento delas pode acarretar diversas consequências jurídicas. E se você quer saber mais sobre esse assunto, saiba que temos também um artigo em nosso blog sobre isso. Basta clicar aqui para acessar.
Dimensionamento das válvulas PSV: O que deve ser analisado?
Assim como todos os tópicos anteriores, é preciso ressaltar que o dimensionamento correto de uma válvula de segurança é essencial para o desempenho correto de sua operação. Confira a seguir o que é preciso analisar neste momento:
- Tipo de fluido e estado físico (líquido, gasoso ou bifásico);
- Massa ou volume da taxa de fluido requerida pelo processo;
- Pressão e temperatura do fluido;
- Tipo e valor da contrapressão;
- Código de construção do equipamento (ASME), como mencionado no tópico anterior;
- Para líquidos: densidade e viscosidade na temperatura de escoamento;
- Para gases: peso molecular ou gravidade específica, temperatura, razão dos calores específicos (Cp/Cv) nas condições de alívio e fator de compressibilidade “Z”.
Conte com a Axpr para adquirir a válvula de segurança ideal
A Axpr, além de seguir todos os requisitos da NR-13, é uma empresa que possui o selo GTC (Green Tag Centers) concedido pela Baker Hughes, o que garante uma equipe de profissionais altamente qualificada indicar a válvula ideal para sua operação, além de realizar serviços e manutenções seguindo todos os padrões técnicos requeridos pelas normas.
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