DIMENSIONAMENTO DE VÁLVULAS DE SEGURANÇA PARA GASES E VAPORES

Dentro de uma indústria de processo químico, centenas de vasos operam com diversos tipos de fluidos em diferentes estados físicos, além de variados valores de pressão e temperatura. Tais fluidos podem ser: água (líquidos em geral, incluindo condensado) que são os denominados fluidos incompressíveis, além de vapor d’água saturado ou superaquecido, ar comprimido e gases (tóxicos ou não), sendo os denominados fluidos compressíveis, e também os fluidos bifásicos (líquido + vapor). As válvulas de segurança e/ou alívio foram projetadas para operar com esses tipos de fluidos, protegendo aqueles vasos.

Mesmo que não exista a possibilidade de ocorrer um evento de sobrepressão, um vaso de pressão construído conforme o Código ASME Seção VIII – Divisão 1 – além de outras normas, obrigatoriamente requer a instalação de um dispositivo de alívio de pressão para sua proteção, podendo este ser, principalmente, uma válvula de segurança e/ou alívio ou um disco de ruptura. Tal obrigatoriedade é independente do estado físico do fluido.

Neste artigo trataremos do dimensionamento das válvulas de segurança operando com ar comprimido e outros gases devido às confusões que ainda existem. Tais confusões ocorrem entre o valor de vazão requerida que o usuário obtém no seu processo, na saída de um compressor, por exemplo, em pés³/min (CFM) ou em m³/h, e o valor de capacidade de vazão (nominal ou certificada) publicado nos catálogos dos fabricantes de válvulas de segurança, em SCFM, Nm³/min ou Nm³/h.Existem outras unidades de vazão para ar comprimido e outros gases, tais como lts/min, lts/h, etc.

O principal motivo da confusão é o usuário não se atentar para a real temperatura e volume de operação em relação ao volume e à temperatura padrão utilizada nos resultados dos cálculos publicados pelos fabricantes. Se ocorrer esta confusão, a válvula selecionada pelo usuário estará subdimensionada, não proporcionando ao processo a segurança que é esperada. Para evitar esta confusão deve-se primeiramente converter o volume da condição (real) do processo para outro volume numa condição “padronizada” ou “normalizada”. Esta conversão de “real” para “padronizada” ou “normalizada” (e vice-versa) é o que veremos aqui, além das principais características dos gases e que influenciam na capacidade de vazão e desempenho operacional das válvulas de segurança.
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