BefDispositivos de alívio em uma classificação secundária não são discutidos em nenhum código. Embora os códigos mencionem capacidades para dispositivos primários de alívio definindo a sobre pressão permitida, o desconhecido de uma reação exotérmica ou de fuga dita a necessidade de uma capacidade maior. Esta capacidade extra vem de um ou mais dispositivos secundários de alívio. Cabeças de segurança de ação rápida não mecânicas da BS&B fornecerão a área necessária de alívio se uma sobre pressão anormal se desenvolver.

Os fatores principais a serem considerados ao determinar a faixa de pressão para dispositivos secundários de alívio são a pressão normal do sistema, o produto no processo, e o tipo de disco de ruptura.

Válvulas de Segurança ou Alívio Sozinhas Podem não Fornecer Capacidade Adequada para Alívio Primário.

Antes que uma válvula seja ajustada apropriadamente como dispositivo primário de alívio para um vaso ou um sistema, é importante determinar se a exposição da válvula aos meios de processo irá afetar o desempenho da válvula. Mesmo que uma válvula seja feita sob medida corretamente para uma faixa de vazão predeterminada, uma condição perigosa pode ocorrer se a capacidade for restrita ou ocorrer mal funcionamento da válvula. Uma cabeça de segurança BS&B na entrada da válvula isola a válvula dos fluidos de processo durante operação normal do sistema de pressão.

Uma cabeça de segurança na saída da válvula isola as peças em funcionamento da corrosão externa. Com a garantia das partes internas limpas da válvula quando o disco de ruptura atua, a válvula deve detectar a sobre pressão e operar dentro das tolerâncias aceitáveis do ponto de ajuste.

Isolamento das Partes Internas da Válvula com uma Cabeça de Segurança Fornece Outros Benefícios Importantes:

• Um pacote disco - válvula “bolha-apertada” evita perda de produto durante operação normal do sistema de pressão.
• Material de guarnição menos caro pode ser usado.
• Válvulas duram mais, requerem menor manutenção, e tempo ocioso é reduzido.
• Com a Cabeça de Segurança RB-90 instalada na entrada da válvula, a válvula pode ser campo-testada em serviço com fonte de pressão portátil. Pressão é injetada entre o disco e a entrada da válvula.

IMPORTANTE!

Quando a cabeça de segurança é instalada na entrada da válvula, um delator, um calibrador de pressão ou algum tipo de conjunto delator deve ser introduzido entre o disco e a entrada da válvula. BS&B sugere o bocal, o T, o calibrador de pressão e o conjunto de v álvula de excesso de fluxo mostrados à esquerda.

Quando a cabeça de segurança é instalada na saída da válvula, a válvula deve ser de tipo balanceada, para coibir o efeito da contra pressão na abertura da válvula se houver qualquer pressão na câmara fechada da saída da válvula.

Quando uma combinação de Cabeça de segurança - Válvula é usada com a cabeça de segurança na entrada da válvula e o produto a ser descarregado é corrosivo, viscoso, ou tiver uma fórmula que poderia afetar o desempenho da válvula, recomenda-se que a válvula e o conjunto principal do flange de segurança sejam completamente limpos antes da recolocação de um disco de ruptura.

Códigos recomendam que dispositivos primários de alívio para vasos ou sistemas de pressão sejam ajustados para impedir uma elevação de pressão que exceda 110% da pressão do projeto do vaso ou do sistema quando expostos à sobre pressão normal ou 20% se o sistema for exposto a uma fonte externa de calor. Ajuste para dispositivos de alívio em qualquer sistema da pressão, entretanto, requer muitas considerações. Assim "Faça O Que O Código Recomenda" não é necessariamente a melhor resposta.

Conheça o Produto que Você Está Manuseando

Conduza uma busca na literatura sobre os perigos e as características de segurança requeridos no manuseio de reagentes, produtos finais e subprodutos no processo. Se dados não estiverem disponíveis, pode ser necessário conduzir experiências de laboratório para estudar fatores como a formação de gases explosivos, de toxicidade, inflamáveis, de reatividade, de taxa de temperatura e de elevação de pressão. Se um processo novo estiver envolvido, uma operação piloto de planta pode ser necessária.

Qualquer um dos seguintes pode causar dano importante se não considerado adequadamente no ajustamento de dispositivos de alívio:

1. Erro humano. Falha ao fechar uma válvula. Encher demais um tanque. Abrir a válvula errada e parar o processo.
2. Aquecimento anormal. Vapor ou algum outro material volátil ser acidentalmente introduzido em uma região onde exista calor. Reação química anormal que liberaria uma quantidade excessiva de calor. As duas condições poderiam causar geração de vapor mais rápido que os controles normais ou dispositivos de alívio poderiam controlar.
3. Expansão ou contração. Aquecimento ou resfriamento do produto em um sistema líquido fechado, causando expansão ou contração além do que seja normalmente esperado.
4. Interrupção de operação. Falta de energia na geração de mais pressão do que o sistema de controle está projetado para agüentar.
5. Falha de controle. Mal funcionamento mecânico de dispositivos de controle e perda de sinal.
6. Restrição de vazão. Meios de processo afetando a capacidade dos dispositivos de alívio.

Avalie o SISTEMA COMPLETO. Qualquer dos fatores acima pode desenvolver uma exigência de alívio de emergência. Ajuste seus dispositivos de alívio apropriadamente.

Um sistema de alívio de pressão pode não fornecer proteção completa contra reações explosivas. Entretanto, medidas podem ser tomadas, para minimizar extremamente os danos deste tipo de reação, freqüentemente para prevenir inteiramente os danos. Acúmulo de pressão em um vaso devido à explosão é uma função de quatro variáveis:

1. Pressão inicial no momento da explosão.
2. Tipo de reagentes
3. Faixa do disco de ruptura.
4. Área de abertura do disco de ruptura em relação ao volume do vaso que ele está protegendo.

Os primeiros dois itens são parte do projeto de processo e podem ou não estar sujeitos às mudanças que diminuirão a pressão inicial ou mantê-la fora da faixa explosiva dos reagentes. Algo pode ser feito sobre o disco de ruptura. A faixa do disco deve ser mantida em um mínimo consistente com o projeto do processo e a margem de operação requerida para o tipo específico de disco de ruptura. A área de abertura do disco(s) de ruptura em relação ao volume do vaso deve ser tão grande quanto prática.

Permutadores de Calor

AUm sistema de alívio de pressão pode não fornecer proteção completa contra reações explosivas. Entretanto, medidas podem ser tomadas, para minimizar extremamente os danos deste tipo de reação, freqüentemente para prevenir inteiramente os danos. Acúmulo de pressão em um vaso devido à explosão é uma função de quatro variáveis:

1. Pressão inicial no momento da explosão.
2. Tipo de reagentes
3. Faixa do disco de ruptura.
4. Área de abertura do disco de ruptura em relação ao volume do vaso que ele está protegendo.
Os primeiros dois itens são parte do projeto de processo e podem ou não estar sujeitos às mudanças que diminuirão a pressão inicial ou mantê-la fora da faixa explosiva dos reagentes. Algo pode ser feito sobre o disco de ruptura. A faixa do disco deve ser mantida em um mínimo consistente com o projeto do processo e a margem de operação requerida para o tipo específico de disco de ruptura. A área de abertura do disco(s) de ruptura em relação ao volume do vaso deve ser tão grande quanto pr ática.

Considerações Sobre Ajustes Típicos.

Permutadores de Calor.

De acordo com o código ASME, "os permutadores de calor e os vasos similares deverão ser protegidos com um dispositivo de alívio de capacidade suficiente para evitar sobre pressão no caso de falha interna”.
No ajuste de dispositivos para aplicações com permutadores de calor, é importante reconhecer a relação pressão/tempo em uma concha permutadora cheia de líquido que tenha sido sujeita a um pulso de alta pressão resultante da falha de uma tubulação ou de uma curva de retorno. Gás de alta pressão expandindo-se rapidamente de uma tubulação rompida ou de uma curva de retorno é liberado no líquido de baixa pressão. O líquido deve ser esvaziado da concha rapidamente para dar espaço ao gás expandido e permitir sua liberação antes da falha da concha.

Para determinar a quantidade de capacidade de alívio requerida, é necessário fazer uma análise das condições transitórias que prevalecem dentro da concha permutadora de calor antes que um estado de liberação constante dos meios de alta pressão seja alcançado.

Duas quedas de pressão são envolvidas:

1. Da tubulação para a concha e
2. Da concha para a atmosfera para gás e/ou líquido.

Cálculos de ajuste são complicados. BS&B irá ajudá-lo se você pedir.

Como regra geral, se uma Cabeça de Segurança irá fornecer a capacidade de alívio adequada para um permutador de calor, ela será normalmente instalada no meio do vaso. Se duas ou mais forem requeridas, as cabeças de segurança devem ser instaladas onde as explosões da tubulação são mais prováveis a ocorrer em cada extremidade.

Se um defletor ou folhas de tubulação forem usados para prender os tubos no lugar, uma instalação múltipla de cabeça de segurança deve definitivamente ser considerada. Folhas de tubulação restringem a vazão de gás líquido, causando um atraso de tempo.

Cada cabeça de segurança usada deve ser ajustada para aliviar o volume do gás e a capacidade total de alívio de todas as cabeças de segurança deve ser adequada para aliviar volumes líquidos equivalentes.
A cabeça da segurança BS&B é um método provado para aliviar grandes volumes de gás ou líquidos RAPIDAMENTE!

Reatores de Polimerização

Calcular a área de alívio de emergência para reatores de polimerização requer um método diferente do usado para outros vasos de reação. Uma abordagem típica usada pelos engenheiros no passado era ajustar somente para geração de vapor porque essa era a única fonte de pressão no sistema. Estudos mostraram, entretanto, que pressões em reatores de polimerização podem continuar a se elevar acima da pressão ajustada de um disco de ruptura, mesmo após o disco se romper, apesar de uma área de ventilação três ou quatro vezes maior do que o máximo requerido para a ventilação de vapor somente. Elevação interna da pressão explode os conteúdos do vaso através da abertura do disco para causar elevação da pressão adicional.

Exatidão no ajuste para reatores de polimerização requer conseqüentemente um bom conhecimento da viscosidade dos meios do produto e do grande fator de fricção associado a ela. Determinadas suposições devem ser feitas usando dados da ventilação do líquido e do vapor. Calcule a área de alívio, usando ambos os métodos. Leve em consideração detalhes do processo tais como:

• Altura da tubulação de ventilação acima da coluna do reator.
• Volume, viscosidade e densidade da massa reagente.
• Temperaturas e pressões do reator.

É uma boa prática adicionar um fator de segurança à área de alívio finalmente calculada.

Para auxiliar os designers de sistemas de pressão no ajuste de discos de ruptura, BS&B desenvolveu duas ferramentas básicas que são agora largamente usadas por todas as indústrias.

1. Examinar tabelas para ajuste aproximado
2. Nomógráfico de Fórmulas Simplificadas de Vazão para cálculo exato.
Nota: Contate BS&B para uma cópia dos nomógráficos.

Pressão de Ruptura Psig	1/2	1	1 1/2	2	3	4	6	8	10	12	16
50	145	580	1,300	2,300	5,200	9,300	20,800	37,000	58,200	82,000	138,000
100	256	1,030	2,320	4,100	9,200	16,400	37,000	66,000	102,000	148,000	248,000
200	478	1,900	4,300	7,500	17,000	30,200	68,000	122,000	190,000	274,000	460,000
400	925	3,700	8,300	14,800	33,000	59,000	134,000	237,000	370,000	515,000	890,000
600	1,370	5,500	12,400	22,000	49,000	88,000	198,000	352,000	550,000	790,000	-
800	1,820	7,300	16,300	29,000	65,000	118,000	264,000	470,000	740,000	-	-
1,000	2,300	9,200	20,800	37,000	83,000	146,000	330,000	590,000	-	-	-
1,500	3,400	13,500	30,000	54,000	121,000	220,000	485,000	870,000	-	-	-
2,000	4,500	18,100	40,000	72,000	163,000	290,000	650,000	-	-	-	-
2,5000	5,600	22,300	50,000	89,000	200,000	360,000	800,000	-	-	-	-
3,000	6,800	27,000	61,000	108,000	245,000	440,000	980,000	-	-	-	-

Vapor Seco e Saturado: Libras por Hora
Pressão de Ruptura Psig	1/2	1	1 1/2	2	3	4	6	8	10	12	16
50	32	125	282	500	1,130	2,000	4,500	8,000	12,500	18,000	30,000
100	45	180	400	720	1,600	2,900	6,500	11,500	18,000	26,000	43,000
200	63	250	560	1,000	2,200	4,000	9,000	16,000	25,000	36,000	60,000
400	90	355	800	1,420	3,200	5,700	13,000	23,000	36,000	51,000	86,000
600	110	440	990	1,750	4,000	7,000	15,800	28,000	44,000	63,000	-
800	126	510	1,140	2,000	4,500	8,100	18,300	33,000	51,000	73,000	-
1,000	142	570	1,280	2,300	5,100	9,100	21,000	37,000	57,000	82,000	-
1,500	172	640	1,550	2,700	6,200	11,000	25,000	44,000	69,000	99,000	-
2,000	200	800	1,800	3,200	7,200	13,000	29,000	51,000	80,000	-	-
2,500	220	900	2,000	3,600	8,000	14,500	32,000	57,000	90,000	-	-
3,000	245	980	2,200	3,900	8,800	16,000	35,000	63,000	98,000	-	-

Vapor Seco e Saturado: Libras por Hora
Pressão de Ruptura Psig	1/2	1	1 1/2	2	3	4	6	8	10	12	16
50	390	1,520	3,450	6,100	13,800	24,600	55,000	98,000	152,000	220,000	370,000
100	690	2,700	6,100	10,800	24,400	43,400	97,000	174,000	270,000	390,000	650,000
200	1,290	5,040	11,400	20,200	45,600	81,000	182,000	325,000	504,000	730,000	1,200,000
400	2,490	9,700	22,000	39,100	88,000	157,000	352,000	620,000	970,000	-	-
600	3,690	14,400	32,700	58,000	130,000	233,000	523,000	930,000	1,400,000	-	-
800	4,900	19,100	43,300	77,000	173,000	308,000	690,000	1,200,000	-	-	-
1,000	6,100	23,700	53,800	95,000	215,000	383,000	860,000	1,500,000	-	-	-
1,500	9,100	35,500	80,000	142,000	320,000	570,000	1,300,000	-	-	-	-
2,000	12,100	47,200	170,000	190,000	430,000	-	-	-	-	-	-
2,500	15,100	59,000	134,000	237,000	-	-	-	-	-	-	-
3,000	18,100	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-