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Todo sistema de pressão possui um dispositivo cuja única função é falhar com segurança. Quando uma saída bloqueada, um regulador emperrado ou um incêndio externo empurra um vaso além da pressão projetada, a válvula de alívio de segurança é a última barreira entre um processo controlado e uma falha mecânica. O Código ASME para Caldeiras e Vasos de Pressão trata essas válvulas de acordo: ele não pergunta simplesmente se a válvula funciona, mas pergunta quem certificou que ela funciona, em que capacidade e sob quais condições.
O que se segue é um passeio prático pelos requisitos ASME que moldam uma válvula de alívio de segurança – qual seção rege seu sistema, como a pressão definida e os limites de acumulação se encaixam, como a capacidade é certificada e o que confirmar antes que a válvula chegue à sua linha. Ela é escrita no chão de fábrica e não na lista de cláusulas.
O que realmente é uma válvula de alívio de segurança ASME
Vale a pena resolver primeiro a terminologia, porque ela afeta o que você pede. No uso ASME e API, uma válvula de segurança é o dispositivo de ação pop usado em vapor e gás, uma válvula de alívio abre progressivamente e é usada em líquidos, e uma válvula de alívio de segurança cobre ambos. Em um pedido de compra, as palavras importam menos do que o carimbo na placa de identificação.
Três selos ASME são relevantes: V para caldeiras de potência da Seção I, Alta tensão para caldeiras de aquecimento da Seção IV e ultravioleta para vasos de pressão da Seção VIII. Atrás do selo está a certificação de capacidade – a válvula foi testada quanto ao fluxo e sua capacidade de alívio registrada, geralmente sob observação do Conselho Nacional, para que um engenheiro possa dimensionar o dispositivo a partir de dados publicados em vez de suposições.
Uma válvula com dimensões idênticas, mola semelhante e sem certificação não é intercambiável no serviço de código. Essa é a primeira pergunta que vale a pena fazer a qualquer fornecedor.
Qual seção de código rege seu aplicativo
A Seção VIII Divisão 1 é o ponto de partida usual para equipamentos de processo: ela se aplica a vasos de pressão com pressão máxima de trabalho permitida de 15 psig e acima, e suas regras para dispositivos de alívio vão de UG-125 a UG-137. As caldeiras a vapor, no entanto, pertencem à Secção I, e as pequenas caldeiras de aquecimento à Secção IV. Instalar uma válvula da Seção I em um vaso da Seção VIII é uma não conformidade, mesmo quando a válvula de fato protegeria o vaso.
| Seção de código | Escopo típico | Selo do dispositivo de relevo | Parágrafos governantes |
|---|---|---|---|
| Seção I | Caldeiras elétricas, vapor acima de 15 psig | V | PG-67 a PG-73 |
| Seção IV | Caldeiras de aquecimento, vapor de baixa pressão e água quente | HV | HG-400 a HG-403 |
| Seção VIII Divisão. 1 | Vasos de pressão, MAWP 15 psig e acima | UV | UG-125 a UG-137 |
| Sistemas de água não codificados | Abastecimento de água, HVAC e linhas de proteção contra incêndio | Não obrigatório | O padrão do produto se aplica |
A seleção segue o vaso ou a caldeira e não o catálogo da válvula. Leia primeiro o relatório de dados do fabricante e depois especifique.
Definir pressão, sobrepressão e acumulação
Quatro números percorrem cada especificação de válvula de alívio. A pressão máxima de trabalho permitida (MAWP) é o teto para o qual a embarcação foi projetada. A pressão de ajuste é a pressão de entrada na qual a válvula começa a abrir sob condições de teste. Acumulação é o aumento acima da MAWP enquanto a válvula está aliviando. Blowdown é a queda entre o estouro e o reassentamento e é uma característica de desempenho a ser confirmada com o fabricante, em vez de um código fixo.
| Parâmetro | Limite comumente aplicado |
|---|---|
| Acumulação, perturbação normal do processo | 10% ou 3 psi acima do MAWP, o que for maior |
| Acumulação, fogo ou calor externo | 21% acima do MAWP |
| Pressão definida, dispositivo único | No valor ou abaixo do MAWP |
| Defina a tolerância de pressão após o teste | Mais ou menos 2 psi até 70 psig; mais ou menos 3% acima de 70 psig |
| Vários dispositivos | Pelo menos um conjunto igual ou inferior a MAWP |
| Perda de linha de entrada | Mantenha abaixo de cerca de 3% da pressão definida |
A relação que mais confunde as pessoas é aquela entre a pressão operacional e a pressão definida. Uma válvula ajustada exatamente na MAWP de um vaso que normalmente funciona a 95% da MAWP irá ferver, chorar e eventualmente vazar. A orientação prática é manter a pressão normal de operação abaixo da pressão definida em pelo menos 5 psi ou 10%, lembrando que a mola ainda deve ser testada e ajustada dentro da tolerância acima. Quando um processo não pode tolerar essa margem, um projeto operado por piloto ou com fole geralmente é uma resposta melhor do que um ponto de ajuste mais restrito.
Dimensionando uma válvula de alívio de acordo com o código
A capacidade certificada é o objetivo de todo o exercício. A carga de alívio em si é calculada e não lida na válvula: saída bloqueada, falha da válvula de controle, expansão térmica e incêndio são os casos usuais, e o maior deles define a capacidade necessária. Só então a folha de dados da válvula entra em ação.
- Fluido e fase em condições de alívio — vapor, gás, líquido ou bifásico, o que muda completamente a equação de dimensionamento.
- Alívio de pressão e temperatura, incluindo a sobrepressão permitida, porque a capacidade é certificada em condições específicas.
- A designação do orifício, como tamanhos de letras API 526, corresponde à área necessária calculada e não ao tamanho do tubo existente.
- Contrapressão acumulada: acima de aproximadamente 10% da pressão de ajuste, a capacidade de uma válvula convencional é afetada e um projeto de fole balanceado é normalmente especificado.
- Redução da classificação do material e do acabamento para altas temperaturas, além de tolerância à corrosão em meios agressivos.
Para uma visão passo a passo de como essas variáveis restringem a escolha, nosso matriz de seleção de válvula de alívio de segurança com mola estabelece a ordem de decisão em detalhes.
Detalhes de instalação que decidem se a válvula funciona
Uma válvula corretamente certificada numa instalação mal canalizada não protege nada. Mantenha a entrada curta e de tamanho generoso, uma vez que a perda de entrada consome a margem de 3% e produz vibração, e monte a válvula verticalmente, no vaso sempre que possível. A tubulação de descarga deve ser apoiada de forma independente, drenada em seu ponto mais baixo e direcionada de forma que ninguém fique onde a válvula irá ventilar.
As válvulas de bloqueio pertencem a ambos os lados de uma válvula de alívio apenas sob um procedimento formal: seladas com carro ou com cadeado, abertas, registradas e cobertas pelo gerenciamento de mudanças. Onde o isolamento é realmente necessário para manutenção, um arranjo de válvula sobressalente é geralmente mais limpo do que uma válvula manual que alguém acabará fechando.
Corpo e acabamento correspondentes ao fluido
A pressão e a temperatura escolhem o material muito antes do preço. O ferro dúctil é adequado para água, espuma e temperaturas moderadas e resiste ao impacto muito melhor do que o ferro cinzento; o aço fundido apresenta classificações e temperaturas de vapor mais altas; corpos inoxidáveis e revestidos lidam com aplicações de cloretos, ácidos e meios limpos.
Vale também separar dois trabalhos que compartilham o mesmo nome. No lado da utilidade de uma planta – sustentação de pressão, alívio de surtos e proteção de bombas em linhas de água – uma válvula operada por piloto modula em vez de estourar e mantém a pressão a montante estável. Isso é proteção para tubulações e sistemas e não substitui um dispositivo com carimbo UV em um vaso de pressão.
Válvula de retenção e alívio de pressão de ferro dúctil 500X-16Q Válvula de ferro dúctil operada por piloto para retenção e alívio da pressão da água no abastecimento de edifícios e circulação de teste de incêndio, com configuração piloto ajustável em DN50–600. Ver Produto → Onde o meio exclui o aço carbono, a mesma lógica é aplicada às válvulas ao redor do dispositivo de alívio – válvulas de isolamento, derivação e drenagem em um grau de aço inoxidável correspondente, de modo que a linha se comporte como um sistema de material em vez de uma colcha de retalhos.
Válvula de gaveta com flange de aço inoxidável Z41W-16P Válvula de gaveta flangeada em aço inoxidável 304 para isolamento de água e linhas de desvio, com comporta em cunha, faixa DN15–600 e múltiplas classificações de pressão. Ver Produto → Teste, documentação e ciclo de vida
Cada válvula ASME sai da fábrica com um teste de pressão de ajuste, um teste de estanqueidade da sede e, quando o código exigir, um teste de carcaça. A placa de identificação traz então o carimbo, capacidade certificada, pressão definida e temperatura de alívio, e esses dados pertencem ao arquivo do vaso porque a próxima inspeção irá solicitá-los.
Em nosso próprio fábrica e piso de teste , os conjuntos de válvulas de alívio e controle passam por verificações de pressão de ajuste de bancada e testes de pressão corporal antes do envio, com certificados de material mantidos junto com os registros do lote. Uma vez em serviço, o intervalo entre os testes de bancada depende da jurisdição e da experiência com a função; meios sujos e temperaturas de ciclagem diminuem consideravelmente.
Uma lista de verificação prática de seleção
- Confirme a seção do código aplicável no relatório de dados do recipiente ou da caldeira, e não na descrição do processo.
- Indique o fluido, a fase e as condições de alívio, incluindo a sobrepressão permitida.
- Calcule a capacidade necessária para saída bloqueada, falha de rede elétrica e incêndio e, a seguir, mantenha o valor maior.
- Escolha uma capacidade certificada acima desse requisito, em tamanho de orifício padrão.
- Verifique a contrapressão acumulada e a perda de entrada antes de fixar o estilo da carroceria.
- Especifique o material, o acabamento e quaisquer testes especiais e solicite o pacote de certificação na entrega.
Nada disso é complicado, mas tudo é sequencial: a seção errada invalida o carimbo, a capacidade errada invalida a proteção e uma instalação sem suporte invalida ambos. Acerte esses três e o resto da especificação tende a se encaixar - e quando uma cláusula ainda for lida de forma ambígua, faça a pergunta antes do pedido, e não depois da inspeção.
