Por que o design antiestático é essencial para válvulas esféricas?

A eletricidade estática é um fenômeno físico comum. Quando dois materiais diferentes entram em atrito, a transferência de elétrons produz carga eletrostática, esse processo é chamado de eletrificação por fricção. Em teoria, dois objetos de materiais diferentes podem produzir eletricidade estática quando se esfregam, mas dois objetos do mesmo material não podem. Quando o fenômeno produzido no corpo da válvula, ou seja, o atrito entre a esfera e a esfera, haste e corpo não metálico da sede produzirá cargas estáticas quando a válvula estiver aberta e fechada, o que traz um risco potencial de incêndio para todo o sistema de dutos. Para evitar faíscas estáticas, um dispositivo antiestático é projetado na válvula para reduzir ou derivar a carga estática da esfera.

API 6D-2014 “5.23 dispositivo antiestático” estipula o seguinte: “válvula de esfera de sede maciae, a válvula macho e a válvula gaveta devem ter um dispositivo antiestático. O teste do dispositivo deverá ser realizado de acordo com a seção H.5 se o comprador exigir. API 6D “Teste antiestático H.5” declara: “a resistência entre o fechamento e o corpo da válvula, a haste/eixo e o corpo da válvula deve ser testada por uma fonte de alimentação CC não superior a 12V. As medições de resistência devem ser feitas a seco antes da válvula de teste de pressão, seu valor de resistência não é superior a 10 Ω. As válvulas de sede macia devem instalar um dispositivo antiestático, mas as válvulas de sede metálica não são necessárias porque as sedes de plástico macio como (PTFE, PPL, NYLON, DEVLON, PEEK, etc.) tendem a gerar eletricidade estática ao esfregar com a esfera (geralmente metal) , enquanto as vedações metal-metal não. Se o meio for inflamável e explosivo, a faísca eletrostática provavelmente causará combustão ou até mesmo explosão, portanto, conecte as partes metálicas em contato com o não metálico através do dispositivo antiestático à haste e ao corpo e, finalmente, libere a eletricidade estática através do antiestático dispositivo de colagem no corpo. O princípio antiestático da válvula de esfera flutuante é mostrado na figura abaixo.

O dispositivo antiestático é composto por uma mola e uma esfera de aço (“eletrostático – conjuntos de mola”). De modo geral, as válvulas esfera flutuantes consistem em dois “conjuntos de molas eletrostáticas”, um na superfície de contato da haste e da esfera e o outro na haste e no corpo. Quando a válvula está aberta ou fechada, a eletricidade estática é gerada pelo atrito entre a esfera e a sede. Por causa da folga entre a haste e a esfera, quando a haste da válvula é acionada pela esfera, a pequena esfera dos “conjuntos de molas eletrostáticas” salta, o que aciona a eletrostática para a haste da válvula, ao mesmo tempo, a haste da válvula e a superfície de contato do corpo da válvula dos conjuntos de molas eletrostáticas, exportará estática para o corpo devido ao mesmo princípio, acabará por descarga eletrostática completamente.

Em suma, um dispositivo antiestático usado em um válvula de esfera é reduzir a carga estática gerada na bola devido ao atrito. É usado para proteger a válvula contra faíscas que podem inflamar o combustível que flui através da válvula. A válvula de esfera com design antiestático é especialmente para áreas como petróleo e gás, química, usinas de energia e outras áreas industriais em que a ausência de fogo é a importante garantia de uma produção segura.

Qual é a diferença entre uma válvula de alívio e uma válvula de segurança?

As válvulas de segurança e as válvulas de alívio possuem estrutura e desempenho semelhantes, ambas descarregando o meio interno automaticamente quando a pressão excede o valor definido para garantir a segurança do dispositivo de produção. Devido a esta semelhança essencial, os dois são frequentemente confundidos e as suas diferenças são frequentemente ignoradas, uma vez que são intercambiáveis em algumas instalações de produção. Para uma definição mais clara, consulte as especificações ASME de caldeiras e vasos de pressão.

Válvula de segurança: Um dispositivo automático de controle de pressão acionado pela pressão estática do meio na frente da válvula é utilizado para aplicações de gás ou vapor, com ação totalmente aberta.

Válvula de alívio: Também conhecida como válvula de transbordamento, um dispositivo automático de alívio de pressão acionado pela pressão estática na frente da válvula. Abre proporcionalmente à medida que a pressão excede a força de abertura, usada principalmente para aplicações de fluidos.

 

A diferença básica está no seu princípio de funcionamento: A válvula de segurança alivia a pressão para a atmosfera, ou seja, para fora do sistema, pode ser um dispositivo de alívio de pressão de vasos de fluido, quando o valor de pressão definido é atingido a válvula abre quase totalmente. Pelo contrário, a válvula de alívio alivia a pressão, devolvendo o fluido ao sistema, que é o lado de baixa pressão. A válvula de alívio abre gradualmente se a pressão aumentar gradualmente.

A diferença também é geralmente mostrada em capacidade e ponto de ajuste. A válvula de escape é usada para aliviar a pressão para evitar uma condição de sobrepressão, o operador pode ser necessário para ajudar a abrir a válvula em resposta a um sinal de controle e fechá-la assim que aliviar as pressões excessivas e continuar a operar normalmente.

Uma válvula de segurança pode ser usada para aliviar a pressão que não necessita de reinicialização manual. Por exemplo, uma válvula de alívio térmico é usada para aliviar a pressão em um trocador de calor se ele estiver isolado, mas a possibilidade de expansão térmica do fluido poderia causar condições de sobrepressão. A válvula de segurança em uma caldeira ou outros tipos de vasos de pressão acionados deve ser capaz de remover mais energia do que é possível colocar no vaso.

Resumindo, as válvulas de segurança e as válvulas de alívio são os dois tipos de válvulas de controle mais comumente usados. A válvula de segurança pertence ao dispositivo de liberação de pressão, que só pode operar quando a pressão de trabalho ultrapassar a faixa permitida para proteger o sistema. A válvula de alívio pode produzir o meio de alta pressão rapidamente para atender aos requisitos de pressão do sistema e seu processo de trabalho é contínuo.

Sistema de cobertura de nitrogênio para tanques de armazenamento

O sistema de cobertura de nitrogênio é completo com dispositivos para manter um estado de pressão constante por meio da injeção de gás N2, ou seja, gás inerte no compartimento superior do tanque de armazenamento. É composto por uma série de válvulas redutoras de alta pressão de nitrogênio (válvulas de fornecimento/válvulas de sangramento), válvulas de respiro, manômetro e outros sistemas de tubulação e dispositivos de segurança, pode funcionar suavemente sem energia externa como eletricidade ou gás, apresentando as vantagens de simples , conveniente e econômico, fácil de manter. O sistema de cobertura de nitrogênio evita o desenvolvimento de qualquer vácuo e reduz a evaporação, o que mantém o tanque de armazenamento em um valor de pressão projetado, tem sido amplamente utilizado em tanques de armazenamento, reatores e centrífugas de refinarias e fábricas de produtos químicos.

Quando a válvula de purga do tanque de armazenamento é aberta, o nível do líquido cai, o volume da fase gasosa aumenta e a pressão do nitrogênio diminui. Em seguida, a válvula de fornecimento de nitrogênio abre e injeta nitrogênio no tanque. Quando a pressão do nitrogênio no tanque atingir o valor definido da válvula de fornecimento de nitrogênio, ela fechará automaticamente. Em vez disso, quando a válvula de abastecimento do tanque é aberta para fornecer nitrogênio ao tanque, o nível do líquido aumenta, o volume da fase gasosa diminui e a pressão aumenta. Se a pressão for superior ao valor definido da válvula de alívio de nitrogênio, a válvula de alívio de nitrogênio abrirá e liberará nitrogênio e fará com que a pressão de nitrogênio no tanque caia. Quando a válvula de alívio de nitrogênio cair para o valor definido da válvula de alívio de nitrogênio, ela fechará automaticamente.

De modo geral, o regulador de fornecimento de nitrogênio pode ser um tipo de válvula de controle de pressão operada por piloto e autooperada, o dispositivo de descarga de nitrogênio adota a válvula de controle de micropressão autooperada, cujo diâmetro é geralmente igual ao diâmetro da válvula de entrada; A válvula de respiro é instalada na parte superior do tanque e é projetada para proteção contra explosão e incêndio. A pressão de fornecimento de nitrogênio é de cerca de 300 ~ 800KPa, a pressão de ajuste da cobertura de nitrogênio é de 1KPa, a pressão de sangramento de nitrogênio é de 1,5kpa, a pressão de expiração da válvula respiratória é de 2KPa e a pressão de inspiração -0,8 KPa; A válvula de respiro não funciona normalmente apenas quando a válvula principal falha e a pressão no tanque está muito alta ou muito baixa.

Oferecemos um sistema completo de cobertura de tanques com dispositivos de segurança, juntamente com válvulas redutoras de alta pressão de nitrogênio e componentes para tanques de armazenamento, reatores e centrífugas.

O que são válvulas de respiro?

Às vezes chamada de válvula de alívio de pressão e vácuo, a válvula de respiro é uma parte importante para tanques e vasos atmosféricos nos quais os solventes são preenchidos e aspirados em uma alta vazão. Este tipo de válvula é instalada nas linhas de inspiração e expiração de tanques, recipientes e equipamentos de processo para reter vapores tóxicos e evitar a contaminação atmosférica, equilibrando assim flutuações imprevistas de pressão e vácuo e proporcionando maior proteção e segurança contra incêndio.

Como funciona a válvula de respiro?

A estrutura interna da válvula respiratória é composta essencialmente por uma válvula inspiratória e uma válvula expiratória, que podem ser dispostas lado a lado ou sobrepostas. Quando a pressão do tanque é igual à pressão atmosférica, o disco da válvula de pressão e a válvula de vácuo e a sede trabalham juntos devido ao efeito de “adsorção”, tornando a sede estanque sem vazamentos. Quando a pressão ou o vácuo aumentam, o disco abre e mantém uma boa vedação devido ao efeito de “adsorção” na lateral da sede.

Quando a pressão no tanque sobe para os valores de projeto permitidos, a válvula de pressão é aberta e o gás no tanque é descarregado na atmosfera externa através da lateral da válvula de ventilação (ou seja, a válvula de pressão). Neste momento, a válvula de vácuo está fechada devido à pressão positiva no tanque. Por outro lado, o processo de expiração ocorre quando o tanque está carregado e a evaporação do líquido devido à temperatura atmosférica mais elevada, a válvula de vácuo abre devido à pressão positiva da pressão atmosférica, e o gás externo entra no tanque através da válvula de sucção (ou seja, a válvula de vácuo), neste ponto a válvula de pressão fecha. A válvula de pressão e a válvula de vácuo não podem abrir em nenhum momento. Quando a pressão ou vácuo no tanque cai ao normal, as válvulas de pressão e vácuo fecham e interrompem o processo de expiração ou inspiração.

 

A finalidade da válvula de respiro?

A válvula respiratória deverá ser vedada em condições normais somente se:

(1) Quando o tanque está sangrando, a válvula respiratória começa a inalar ar ou nitrogênio para dentro do tanque.

(2) Ao encher o tanque, a válvula respiratória começa a empurrar o gás exalado para fora do tanque.

(3) Devido às mudanças climáticas e outras razões, a pressão do vapor do material no tanque aumenta ou diminui, e a válvula respiratória exala o vapor ou inspira ar ou nitrogênio (geralmente chamado de efeito térmico).

(4) O líquido do tanque evapora bruscamente devido ao gás exalado aquecido em caso de incêndio, e a válvula de respiração começa a esvaziar para fora do tanque para evitar danos ao tanque devido à sobrepressão.

(5) As condições de trabalho, como transporte pressurizado de líquidos voláteis, reações químicas de dispositivos de transferência de calor internos e externos e erros operacionais, a válvula respiratória é operada para evitar danos ao tanque de armazenamento devido a sobrepressão ou supervácuo.

 

Padrões comuns para válvula de respiro

DIN EN 14595-2016 – Tanque para transporte de equipamentos de serviço de mercadorias perigosas para tanques com respiro de pressão e vácuo.

 

Como a válvula de respiro é instalada?

(1) a válvula de respiro deve ser instalada no ponto mais alto do topo do tanque. Teoricamente falando, do ponto de vista de redução das perdas por evaporação e outras emissões, a válvula de respiro deve ser instalada no ponto mais alto do espaço do tanque para fornecer o acesso mais direto e máximo à válvula de respiro.

(2) O grande volume de tanques para evitar uma única válvula respiratória devido ao risco de falha de sobrepressão ou pressão negativa pode ser instalada em duas válvulas respiratórias. Para evitar a operação de duas válvulas respiratórias e aumentar o risco de falha ao mesmo tempo, geralmente as duas válvulas respiratórias de sucção e pressão de descarga no projeto do tipo gradiente, uma funcionando normalmente, a outra é sobressalente.

(3) Se um grande volume respiratório fizer com que o volume respiratório de uma única válvula respiratória não atenda aos requisitos, duas ou mais válvulas respiratórias podem ser equipadas, e a distância entre elas e o centro da parte superior do tanque deve ser igual, isto é, arranjo simétrico na parte superior do tanque.

(4) Se a válvula respiratória estiver instalada no tanque de cobertura de nitrogênio, a posição de conexão do tubo de fornecimento de nitrogênio deve estar distante da interface da válvula respiratória e inserida no tanque de armazenamento pela parte superior do tanque por cerca de 200 mm, de modo que o nitrogênio não é descarregado diretamente após entrar no tanque e desempenha o papel de cobertura de nitrogênio.

(5) Se houver um supressor na válvula respiratória, a influência da queda de pressão do supressor na pressão de descarga da válvula respiratória deve ser considerada para evitar sobrepressão do tanque.

(6) Quando a temperatura média do tanque for inferior ou igual a 0, a válvula de respiro deve ter medidas anticongelantes para evitar que o tanque congele ou bloqueie o disco da válvula causado pela má exaustão do tanque ou fornecimento de ar insuficiente, resultando no tanque do tambor de sobrepressão do tanque ou no tanque esvaziado de baixa pressão.

 

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