Tipos de válvulas de alívio de segurança: um guia completo para engenheiros e operadores de plantas

Essas válvulas são encontradas em toda parte na indústria - desde refinarias de petróleo a usinas de energia, fábricas químicas a instalações de processamento de alimentos. Eles impedem explosões, danos ao equipamento e mantêm os trabalhadores seguros.

Por que precisamos de tipos diferentes?

Nem todos os fluidos se comportam da mesma maneira. Água e óleo são líquidos que não comprimem muito. Vapor e gás podem comprimir e expandir rapidamente. Essa diferença significa que precisamos de diferentes tipos de válvulas para diferentes trabalhos.

As três categorias principais

1. Válvulas de segurança (SVS)

As válvulas de segurança têm uma "ação pop" - elas se abrem de maneira rápida e completa quando a pressão atinge o ponto de ajuste. Essa abertura rápida é perfeita para gases e vapor, porque esses fluidos se expandem rapidamente e precisam de alívio de pressão rápida.

2 válvulas de alívio (RVs)

As válvulas de alívio se abrem gradualmente à medida que a pressão aumenta. Eles são como uma torneira que se abre lentamente - quanto maior a pressão, mais ela se abre. Esta ação suave impede o martelo de água e o choque do sistema em sistemas líquidos.

3. Válvulas de alívio de segurança (SRVs)

Essas válvulas versáteis podem funcionar como válvulas de segurança ou válvulas de alívio, dependendo do fluido que estão lidando. Eles são a "faca do exército suíço" das válvulas de alívio de pressão.

Dois tipos principais de design

Válvulas com mola: o padrão da indústria

Como eles funcionam:Uma mola forte mantém a válvula fechada. Quando a pressão supera a força da mola, a válvula é aberta.

Dois subtipos:

Carregado de mola convencional:

• A caixa de mola se conecta à tomada de válvula
• Sensível à pressão traseira
• Bom para sistemas com pressão lombar (menos de 10%)

Fole equilibrado:

• Usa um fole para bloquear os efeitos da pressão de volta
• Funciona com pressão de volta mais alta (até 40-50%)
• Fole pode se desgastar com o tempo

Válvulas de segurança operadas por piloto (POSVs): alto desempenho

Como eles funcionam:Uma pequena válvula piloto controla uma válvula principal maior. A pressão do sistema empurra para baixo em um pistão. Quando o piloto é aberto, ele libera essa pressão e a válvula principal é aberta rapidamente.

Tabela de comparação rápida

Tipos de válvula de propósito especial

Válvulas de alívio de vácuo

Evite que os tanques desmoronam quando a pressão interna cair muito baixa. Eles deixaram o ar, em vez de deixar a pressão sair.

Válvulas de temperatura e pressão

Abra quando a temperatura ou a pressão fica muito alta. Comum em aquecedores de água e pequenas caldeiras.

Ruptura discos

Estes não se recusam - eles se abriram a uma pressão definida e precisam de substituição. Usado para situações de emergência que requerem alívio instantâneo e de alto volume.

Como escolher o tipo certo

Faça estas perguntas:

1. Que tipo de fluido?
   • Gás/vapor → Válvula de segurança ou SRV
   • Válvula de líquido → alívio ou SRV
2. Qual é a sua pressão operacional?
   • Precisa de vedação apertada perto da pressão definida → piloto operado
   • Operação padrão com margem → carregada de mola
3. Existe pressão nas costas?
   • Pressão de volta alta → folha de piloto operado ou equilibrado
   • Pressão lombar → carregada de mola convencional
4. Qual é o seu orçamento?
   • Sensível ao custo → carregado de mola
   • Desempenho-crítico → Operado por piloto
5. Quão limpo é o seu fluido?
   • Fluidos sujos/pegajosos → Spring carregada
   • Limpe fluidos → qualquer tipo funciona

Aplicações do setor

Petróleo e gás

• Refinarias:Tipos de válvulas mistas para diferentes processos
• Pipelines:Spring carregada por simplicidade e confiabilidade
• Plataformas offshore:Piloto operado para espaço e desempenho

Processamento químico

• Reatores:Válvulas de segurança para reações a gás
• Tanques de armazenamento:Válvulas de alívio para armazenamento líquido
• Trocadores de calor:SRVs para sistemas de fase mista

Geração de energia

• Caldeiras:Válvulas de segurança para sistemas de vapor
• Sistemas de resfriamento:Válvulas de alívio para circuitos de água
• Turbinas a gás:Válvulas especializadas de alta temperatura

Comida e bebida

• Sistemas de vapor:Válvulas de segurança para cozinhar/esterilização
• Tanques de armazenamento:Válvulas de alívio para produtos líquidos
• Vasos de pressão:SRVs para aplicações mistas

Problemas e soluções comuns

Tagarelando (abertura rápida/fechamento)

Problema:A válvula abre e fecha rapidamente, causando danos

Causas:Válvula de tamanho grande, projeto de tubulação ruim, alta pressão de volta

Soluções:Melhor tubulação, válvula menor ou design operado por piloto

Fervura (vazamento antecipado)

Problema:Vazamentos de válvulas antes de atingir a pressão definida

Causas:Operando muito perto para definir a pressão, assentos danificados

Soluções:Pressão operacional inferior, válvula de reparo, uso piloto operado

Não vai abrir

Problema:A válvula não abre a pressão definida

Causas:Peças presas, mola errada, erro de calibração

Soluções:Manutenção, recalibração, substituição de componentes

Tendências futuras

Válvulas inteligentes

Novas válvulas incluem sensores e comunicação sem fio para monitorar o desempenho em tempo real. Isso ajuda a prever as necessidades de manutenção e melhorar a segurança.

Materiais avançados

Novos materiais lidam com temperaturas extremas, produtos químicos corrosivos e aplicações desafiadoras, como serviço de hidrogênio.

Integração digital

As válvulas estão se tornando parte de sistemas maiores de controle de plantas, fornecendo dados para ajudar a otimizar as operações e evitar problemas.

Takeaways -chave