Perguntas frequentes
Corta-chamas
Fundamentos
Um corta-chamas é um equipamento de segurança. O objetivo de um corta-chamas é permitir o fluxo de gases, líquidos, etc.
mas impedir a propagação de chamas e explosões.
Os corta-chamas (ou “corta-chamas”) são projetados para permitir o fluxo de gases, líquidos etc., ao mesmo tempo em que impedem a propagação da chama. Os corta-chamas PROTEGO® consistem em elementos corta-chamas (FLAMEFILTER®) individuais, elementos intermediários e uma carcaça. O FLAMEFILTER® é feito de tiras de metal onduladas e enroladas.
O princípio de extinção de chamas em pequenas aberturas é aplicado tanto nos cortes-chamas final de linha PROTEGO® quanto nos cortes-chamas em linha PROTEGO®. Quando uma mistura se inflama em uma abertura entre duas paredes, a chama se espalha em direção à mistura não queimada. A expansão da mistura queimada pré-comprime a mistura não queimada e acelera a chama.
A chama é extinta por meio da dissipação de calor na camada limite “s”, transferindo-a para a grande superfície do comprimento da abertura em comparação com a largura da abertura “D”, e pelo resfriamento do produto abaixo de sua temperatura de ignição. A largura e o comprimento da abertura do disco do corta-chamas determinam sua capacidade de extinção.
Quanto mais estreita e longa for a abertura, maior será a eficácia de extinção. Por outro lado, quanto mais larga e curta for a abertura, menor será a perda de pressão. Experiências ajudam a determinar o equilíbrio ideal entre essas condições.
O operador é responsável pela manutenção regular do equipamento. O funcionamento sem falhas requer testes e trabalhos de manutenção regulares. Os intervalos necessários dependem das propriedades (por exemplo, condensação, sublimação, polimerização, consistência) dos produtos na fábrica ou das misturas que circulam pelos equipamentos, bem como do desgaste mecânico a que estão sujeitos.
Se o pessoal não tiver experiência na operação do equipamento, o operador deve garantir as seguintes medidas:
- Verificações regulares após a inicialização
- Determinação dos intervalos de manutenção futuros
Documentação da manutenção definida nas especificações operacionais
Pontos-chave a serem considerados na determinação dos intervalos de manutenção:
- Uma inspeção anual é geralmente suficiente para produtos “limpos” e cargas mecânicas normais.
- Impurezas, possíveis formações de polímeros ou outros depósitos, acúmulo de condensado ou altas cargas mecânicas podem exigir intervalos de manutenção significativamente mais curtos. Recomenda-se a manutenção inicial após 3 meses, no máximo.
- A vida útil de peças de desgaste, como vedações e membranas, depende de influências ambientais, materiais de processo e tensão mecânica. Somente o operador pode determinar os intervalos de manutenção necessários.
- Depósitos nos equipamentos e contaminação por sujeira nos discos dos elementos corta-chamas (FLAMEFILTER®) levam a maior perda de pressão ou redução da vazão.
Substitua o conjunto abafador PROTEGO® após qualquer registro de combustão ou retorno de chama. Verifique se há danos em todas as outras peças do equipamento.
Para versões com sensor de temperatura (-T, -TB), observe também o seguinte:
- Após uma queima registrada, verifique se o sensor de temperatura está danificado e substitua-o, se necessário.
- Se a temperatura tiver excedido a temperatura de operação do sensor, substitua o inserto de medição.
Um corta-chamas não é uma válvula. O objetivo de um corta-chamas é permitir o fluxo de gases, líquidos etc., mas impedir a propagação de chamas. O objetivo de uma válvula é evitar que o tanque seja danificado em situações de pressão de tanque e vácuo. Recipientes fechados ou tanques cheios de produtos líquidos devem ter uma abertura pela qual a pressão acumulada possa ser liberada, para que o recipiente não exploda. Da mesma forma, o vácuo deve ser compensado quando o tanque ou recipiente for esvaziado, para que ele não imploda.
Os corta-chamas são classificados em diferentes tipos de acordo com o processo de combustão (combustão contínua,
deflagração, detonação e os vários subgrupos).
Os corta-chamas à prova de deflagração atmosférica são dispositivos de segurança utilizados em sistemas que lidam com misturas explosivas para proteger os equipamentos de processo contra deflagrações. Eles suprimem de forma confiável o efeito de uma deflagração nas tubulações próximas a fontes potenciais de ignição, extinguem a chama e protegem os sistemas que não suportam a pressão de uma explosão.
Os corta-chamas à prova de detonação são equipamentos de segurança utilizados em sistemas de tubulação onde podem ocorrer detonações. Eles suprimem de forma confiável o efeito de uma detonação, extinguem a chama e protegem componentes e recipientes não à prova de explosão.
A deflagração é uma explosão que se propaga a velocidade subsônica. Dependendo da forma geométrica da área de combustão, distingue-se entre deflagração atmosférica, deflagração pré-volumétrica e deflagração em linha.
A deflagração atmosférica é uma explosão que ocorre ao ar livre sem um aumento perceptível da pressão.
A deflagração pré-volumétrica é uma explosão em um espaço confinado (como dentro de um recipiente) iniciada por uma fonte de ignição interna.
A deflagração em linha é uma explosão acelerada dentro de um tubo que se move ao longo do eixo do tubo à velocidade de propagação da chama, abaixo da velocidade do som.
A detonação é uma explosão que se propaga a velocidade supersônica e é caracterizada por uma onda de choque.
Os corta-chamas final de linha podem ser à prova de combustão de curta duração ou de longa duração, de acordo com sua homologação.
A combustão estabilizada refere-se à combustão uniforme e constante de uma chama que se estabiliza no elemento do corta-chamas ou próximo a ele. É feita uma distinção entre combustão de curta duração (combustão estabilizada por um período específico) e combustão de longa duração (combustão estabilizada por um período ilimitado).
Os corta-chamas são utilizados em uma ampla variedade de aplicações nos setores de petróleo e gás, tanto a montante quanto a jusante, bem como nas indústrias petrolífera, química, farmacêutica e de bioenergia. Eles são essenciais no processamento e armazenamento de líquidos inflamáveis. O objetivo de um corta-chamas é permitir o fluxo de gases, líquidos etc., mas impedir a propagação da chama.
Uma válvula à prova de deflagração atmosférica é uma válvula combinada de alívio de pressão/vácuo altamente sofisticada, projetada
para altas capacidades de vazão com uma unidade de corta-chamas integrada. É utilizada principalmente para impedir a transmissão de chamas na entrada e saída de ar em tanques, contêineres e equipamentos de processo. Esta válvula oferece proteção confiável contra sobrepressão e vácuo, impede a entrada de ar, reduz perdas de produto e protege contra deflagração atmosférica.
Seleção
Os supressores de chamas são selecionados com base no processo de combustão (deflagração, detonação, combustão prolongada) e no local de instalação (em linha ou no final da linha). A eficácia dos supressores de chamas deve ser testada e aprovada.
Os seguintes critérios devem ser considerados ao selecionar o corta-chamas correto:
- Condições operacionais, como pressão e temperatura
- Grupo de explosão da mistura em fluxo
- Aprovações de acordo com ATEX, USCG, CSA, GOST-R, GL, IMO, etc.
- Design concêntrico, excêntrico ou de 90 graus
- Diâmetro nominal e tipo de conexão
- Camisa de aquecimento ou traço térmico elétrico fornecido sob medida
- Substâncias críticas
- Unidirecional ou bidirecional
Com base nessa seleção inicial, detalhes adicionais, como materiais, revestimentos etc., podem ser solicitados ou definidos na ficha técnica.
São necessários corta-chamas à prova de deflagração atmosférica ou corta-chamas à prova de detonação, dependendo das condições de instalação e operação. Dependendo do modo de operação, pode ser necessária resistência contra a combustão estabilizada (combustão de curta duração, combustão prolongada).
Os corta-chamas são subdivididos em diferentes tipos de acordo com o processo de combustão (combustão prolongada, deflagração, detonação e os vários subgrupos) e pelo tipo de instalação (em linha, no final da linha, no equipamento).
Os corta-chamas são fabricados em aço, aço inoxidável ou Hastelloy.
Um corta-chamas é instalado na abertura de um compartimento ou na tubulação de conexão de um sistema de compartimentos.
Para determinar se os corta-chamas afetam as taxas de vazão, devem-se consultar os gráficos de capacidade de vazão para cada
tipo de equipamento. Esses gráficos ilustram a queda de pressão em diferentes taxas de fluxo.
Válvulas
A escolha da válvula de alívio de pressão/vácuo (PVRV) correta é fundamental para garantir o funcionamento seguro do seu sistema.
Siga estas orientações para escolher a válvula adequada:
Função: Determinar a necessidade de uma válvula de alívio de pressão, uma válvula de alívio de vácuo ou uma válvula combinada de alívio de pressão/vácuo com conexão de drenagem, se necessário.
Projeto: Escolha entre uma válvula combinada de fim de linha ou válvulas separadas de alívio de pressão e vácuo, com conexão vertical ou horizontal.
Pressão de ajuste Pressão de ajuste Adjusted set pressure is the pressure at which a valve opens on a test bench. : Esta é a pressão de tanque máxima permitida padrão menos 10% de sobrepressão. A pressão de ajuste determina a escolha dos materiais para a placa da válvula.
Tipo de vedação: Selecione o tipo de vedação apropriado com base no nível de pressão. As opções incluem uma vedação com colchão de ar ou uma vedação metálica para uma vedação extremamente hermética.
Condições operacionais especiais: Considere requisitos específicos, como manuseio de substâncias viscosas e adesivas, operação protegida contra congelamento ou uso com produtos polimerizantes.
Diâmetro nominal: O diâmetro nominal é normalmente determinado pela vazão necessária para evitar sobrepressão e subpressão inaceitáveis. Diagramas de vazão certificados estão disponíveis para auxiliar na seleção. Para o dimensionamento correto, considere as condições de operação, a perda de pressão nas tubulações, incluindo outros equipamentos instalados, e qualquer possível contrapressão.
Considerações sobre dimensionamento: O tamanho da válvula deve garantir que as pressões permitidas não sejam excedidas ao liberar a vazão necessária.
Ao avaliar cuidadosamente esses fatores, você pode selecionar uma válvula de alívio de pressão e vácuo que garanta desempenho e segurança ideais para o seu sistema.
As válvulas de alívio de pressão e vácuo possuem discos de válvula acionados por peso ou por mola. Quando se acumula excesso de pressão no tanque, o disco da válvula de pressão, que é guiado no corpo da válvula, se eleva e libera o fluxo para a atmosfera até que a pressão caia abaixo do nível definido. A válvula então se fecha novamente.
O lado de vácuo da válvula permanece hermeticamente vedado pela carga adicional de sobrepressão. Quando há vácuo no tanque, a pressão atmosférica levanta o disco de vácuo, permitindo que o tanque seja ventilado.
As válvulas de extremidade de linha PROTEGO® são utilizadas principalmente em tanques de armazenamento, recipientes ou linhas de ventilação. Em tubulações, as válvulas em linha PROTEGO® funcionam como válvulas antirretorno, válvulas de transbordamento e, ocasionalmente, como válvulas de controle.
As válvulas de alívio de pressão/vácuo PROTEGO® são utilizadas como válvulas de admissão e exaustão, válvulas de alívio de pressão, válvulas de conservação e para o controle e ventilação simples de tanques e equipamentos quando são excedidos níveis inaceitáveis de vácuo ou pressão. Essas válvulas são adequadas para faixas de baixa pressão onde as válvulas de segurança clássicas não podem ser utilizadas devido às suas características de desempenho limitadas. As válvulas PROTEGO® estão disponíveis como válvulas de alívio de pressão, válvulas de alívio de vácuo ou como válvulas combinadas de alívio de pressão/vácuo.
Recipientes fechados ou tanques cheios de produtos líquidos devem possuir aberturas através das quais a pressão acumulada possa ser liberada, a fim de evitar a explosão do recipiente. Da mesma forma, o vácuo deve ser compensado quando o tanque ou recipiente for esvaziado, para evitar sua implosão. Podem ocorrer sobrepressões ou subpressões inadmissíveis durante as operações de carga e descarga, nos processos de limpeza a vapor ou durante a cobertura com gás inerte, devido a efeitos térmicos.
Para a livre troca com a atmosfera ou com sistemas de tubulação conectados que não são controlados nem monitorados, são utilizadas válvulas de alívio de pressão/vácuo. Essas aberturas permitem o alívio seguro da pressão e do vácuo, garantindo a integridade do recipiente ou tanque.
As válvulas de alívio de pressão e vácuo (PVRV) estão disponíveis em vários tipos, cada um deles projetado para aplicações específicas:
Válvulas de alívio de pressão: Essas válvulas evitam a perda de vapor até a pressão de ajuste e oferecem proteção confiável contra o excesso de pressão.
Válvulas de alívio de vácuo: Estas válvulas impedem a entrada indevida de ar até a pressão de ajuste e oferecem proteção confiável contra a formação de vácuo.
Válvulas de alívio de pressão de emergência: Quando são necessárias taxas de ventilação extremamente altas devido a incêndio na superfície externa do tanque ou falhas em equipamentos especiais do tanque, válvulas de alívio de pressão de emergência adicionais devem ser utilizadas para garantir a segurança e evitar falhas catastróficas.
Válvulas de membrana: As válvulas de membrana PROTEGO® são utilizadas para o manuseio de produtos problemáticos e baixas temperaturas, oferecendo desempenho especializado.
Válvulas pilotadas: Essas válvulas são vantajosas para respostas de controle precisas e oferecem uma vedação hermética até o ponto em que a válvula começa a abrir, tornando-as ideais para aplicações que exigem regulação rigorosa.
Válvulas de ventilação de alta velocidade: As válvulas de ventilação de alta velocidade são utilizadas especificamente em navios-tanque e para aplicações terrestres especiais, a fim de gerenciar mudanças rápidas de pressão de forma eficaz.
Para selecionar o tipo de válvula adequado, leve em consideração o seguinte:
Função: Determinar a necessidade de uma válvula de alívio de pressão, uma válvula de alívio de vácuo ou uma válvula combinada de alívio de pressão/vácuo, com uma conexão de descarga, se necessário.
Projeto: Escolher entre uma válvula combinada de fim de linha ou válvulas separadas de alívio de pressão e vácuo, com conexão perpendicular ou horizontal.
Ajustar corretamente a pressão em uma válvula de alívio de pressão é fundamental para garantir o funcionamento seguro do seu sistema. Aqui estão os passos e as considerações para ajustar a pressão:
Tamanho da válvula: Certifique-se de que o tamanho da válvula seja adequado para que as pressões permitidas não sejam excedidas durante a liberação da vazão necessária. Ao determinar a pressão de abertura da válvula, leve também em consideração as perdas de pressão nas tubulações conectadas e em outros equipamentos instalados.
Determinação da pressão de descarga: A pressão de descarga da válvula deve ser calculada para liberar com segurança o fluxo volumétrico esperado. Para válvulas que requerem 10% de sobrepressão para atingir o curso total, a pressão de descarga deve ser 10% abaixo da pressão de abertura total (por exemplo, pressão máxima permitida no tanque). É importante considerar a queda de pressão no sistema de tubulação e em quaisquer outros equipamentos instalados para garantir ajustes de pressão precisos.
Considerações sobre válvulas convencionais: Muitas válvulas convencionais requerem 100% de sobrepressão para atingir o curso total. Nesses casos, a pressão de descarga pode ser apenas metade da pressão de tanque máxima permitida. Isso faz com que as válvulas abram mais cedo, causando potencialmente perdas desnecessárias de produto. Para segurança e proteção ambiental ideais, é crucial levar em conta esses fatores ao ajustar a pressão de descarga.
Ao avaliar cuidadosamente esses elementos, você pode ajustar a pressão de descarga em uma válvula de alívio de pressão para garantir uma operação segura e eficiente.
Quando forem necessárias taxas de ventilação extremamente elevadas devido a um incêndio na superfície externa do tanque ou a falhas no equipamento especial do tanque (como sistemas de gás de cobertura), devem ser utilizadas válvulas de alívio de pressão de emergência adicionais, especialmente se o teto do tanque não for projetado para ser frangível.
Os tanques destinados ao armazenamento de líquidos inflamáveis e não inflamáveis são projetados e fabricados de acordo com diferentes normas:
As normas EN 14015, API 620 ou API 650 são as mais importantes a nível mundial. Dependendo da norma, são permitidas diferentes pressões de tanque para que o fluxo de descarga seja alcançado.
Cálculo da capacidade de ventilação de exalação e inspiração, de acordo com a norma ISO 28300/API 2000:
A capacidade máxima de ventilação necessária é a soma da capacidade da bomba e da capacidade térmica decorrente de condições climáticas. O cálculo da capacidade máxima necessária em função das condições climáticas baseia-se na norma ISO 28300 no que diz respeito a tanques de armazenamento acima do solo, com ou sem isolamento.
Cálculo da capacidade de ventilação na expiração e na inspiração, de acordo com a TRGS 509:
Para calcular a capacidade de exalação e inalação de tanques de armazenamento (por exemplo, tanques em conformidade com a norma DIN 4119 para tanques de armazenamento acima do solo com fundo plano, ou com a norma DIN 6608 para tanques subterrâneos ou subterrâneos horizontais), devem ser aplicadas as fórmulas de cálculo da TRGS 509 (a partir de 1º de janeiro de 2013, VdTÜV-Merkblatt Tankanlagen 967).
Cálculo da capacidade de ventilação de exalação e inspiração de acordo com a norma API 2000, 5ª edição / ISO 28300
Anexo A:
A capacidade de exsalação e absorção dos tanques de armazenamento de petróleo pode ser calculada de acordo com a Norma ISO 28300, Anexo A (aproximadamente equivalente à API 2000, 5ª Edição), desde que sejam cumpridas condições de contorno específicas (ver ISO 28300).