A válvula de segurança é um dispositivo de segurança utilizado para evitar que a pressão no equipamento de pressão exceda o valor permitido. A função da válvula de segurança é realizada pelo seguinte processo de ação: quando o sistema atinge a pressão máxima permitida, a válvula de segurança pode abrir com precisão, atingir rapidamente a altura de abertura nominal e descarregar a quantidade nominal de fluido de trabalho; a válvula de segurança está no estado aberto. A descarga deve ser estável; quando a pressão do sistema cai para um determinado valor, a válvula de segurança deve ser fechada a tempo e, no estado fechado, deve ser mantida selada. A seguir, descrevem-se os requisitos básicos de desempenho das válvulas de segurança.
1. Abra com precisão
A válvula de segurança deve abrir de forma confiável até a altura de abertura especificada, sob a pressão predeterminada, e atingir a capacidade de descarga especificada. Este é o requisito básico para a válvula de segurança. Ou seja, quando a pressão de entrada da válvula de segurança atinge a pressão de ajuste predeterminada, a válvula de segurança deve abrir com precisão e atingir rapidamente a altura de abertura especificada.
Quando a pressão no sistema atinge a pressão máxima permitida, a resposta insensível da válvula de segurança ao aumento de pressão levará a situações perigosas, como ruptura e danos em caldeiras, vasos de pressão e tubulações. Especialmente para meios gasosos compressíveis, o perigo é maior.
A pressão de ajuste da válvula de segurança não deve ser maior que o valor da pressão de projeto da caldeira, do vaso de pressão e da tubulação.
O desvio da pressão positiva da válvula de segurança está claramente estipulado nos regulamentos e normas aplicáveis. Ao ajustar a válvula de segurança para a pressão de ajuste, seu desvio deve ser rigorosamente controlado dentro da faixa especificada.
2. Emissões estáveis
Após a válvula de segurança atingir a altura de abertura especificada, ela mantém um estado de descarga estável e pode descarregar uma quantidade nominal de fluido de trabalho. Deve haver boas propriedades mecânicas (sem saltos de frequência, vibração, etc.) durante o processo de descarga do fluido. Este requisito é muito importante.
A válvula de segurança deve ter uma estrutura razoável e uma mola com rigidez razoável para manter boas características mecânicas e capacidade de descarga estável. O tamanho da passagem de fluxo da válvula de segurança deve atender aos parâmetros necessários para o cálculo. Se a área da seção transversal da passagem de fluxo for muito pequena, após a abertura da válvula de segurança, a parte sobrepressurizada do meio não poderá ser descarregada a tempo, e a pressão do sistema continuará a aumentar, o que é muito perigoso. Por outro lado, se a área da seção transversal da passagem de fluxo for muito grande, após a abertura da válvula de segurança, a pressão cairá drasticamente abaixo da pressão de trabalho, e o disco da válvula de segurança se fechará e causará um impacto violento na sede da válvula; no entanto, como o fator de aumento de pressão do sistema não foi eliminado, o disco se abrirá novamente para formar um salto de frequência e, como resultado, a sede da válvula e a superfície de vedação do disco serão danificadas devido a impactos repetidos. Quando válvulas de segurança são usadas para líquidos incompressíveis, saltos de frequência também podem causar golpe de aríete no sistema.
A pressão de entrada da válvula de segurança ao atingir a altura nominal de abertura é chamada de pressão de descarga. Ela é utilizada em diferentes fluidos ou no mesmo fluido sob diferentes condições de trabalho, e sua pressão de descarga nominal é diferente, o que é claramente estipulado em regulamentos e normas relevantes. Geralmente é expressa como a porcentagem da pressão de ajuste que excede o valor. O projeto estrutural da válvula de segurança deve garantir que a pressão de descarga nominal seja rigorosamente controlada dentro da faixa especificada.
3. Feche no tempo
Quando a descarga da válvula de segurança reduz a pressão média para um determinado valor, a aba da válvula entra em contato com a superfície de vedação da sede da válvula e retorna ao estado fechado. A válvula de segurança pode ser assentada e fechada a tempo e com eficácia, o que é um importante indicador de bom desempenho.
A ação da válvula de segurança não requer necessariamente que o equipamento ou sistema pare de funcionar ou seja reparado. Às vezes, a ação da válvula de segurança é causada por fatores acidentais, como operação incorreta do sistema. Nesse caso, não é desejável que a pressão de retorno da válvula de segurança seja muito menor do que a pressão de trabalho. Uma pressão de retorno muito baixa significa perda excessiva de energia e fluido, e interrompe o funcionamento normal de todo o sistema. Pelo contrário, a pressão do encosto não é muito alta. Se a pressão de retorno estiver próxima da pressão de abertura, é fácil fazer com que a válvula de segurança reabra, fazendo com que ela salte com frequência, e não é propício para restabelecer a vedação após o fechamento. Além disso, no caso de a válvula de segurança não poder ser fechada de forma confiável, uma vez que o fluido entre as superfícies de vedação não está completamente cortado, é impossível restaurar o desempenho de vedação sob a pressão normal de trabalho do sistema.
O projeto da válvula de segurança deve garantir que ela possa ser fechada de forma rápida e eficaz. Um retorno rápido e potente da sede é mais propício ao estabelecimento da selagem do que um retorno gradual e lento da sede.
O desempenho de retorno do assento da válvula de segurança é medido, em termos relativos, pelo valor da pressão de abertura, que geralmente é determinado pela diferença de pressão de abertura e fechamento. Válvulas de segurança utilizadas para diferentes fluidos apresentam diferentes diferenças de pressão de abertura e fechamento, as quais são claramente estipuladas em regulamentações e normas pertinentes.
4. Vedação confiável
Quando o sistema protegido está em pressão operacional normal, a válvula de segurança fechada apresenta um desempenho de vedação bom e confiável. Como a válvula de segurança apresenta vazamentos, o fluido de trabalho (às vezes, muito caro ou perigoso) será perdido, o consumo de energia aumentará e o ambiente e a atmosfera circundante serão poluídos pelo fluido de trabalho. Vazamentos excessivos podem até afetar a operação normal do equipamento ou sistema, podendo até mesmo forçar a parada do dispositivo. Vazamentos contínuos também corroem a superfície de vedação da válvula de segurança, resultando em falha completa da válvula de segurança.
Restabelecer a vedação após a operação da válvula de segurança é mais difícil do que manter o estado original da vedação. Como a válvula de segurança está fechada, a pressão média atua na área maior do disco da válvula, mas antes da abertura, atua apenas na área menor restringida pela superfície de vedação. Portanto, o desempenho da vedação da válvula de segurança provavelmente será reduzido após a operação e, portanto, perdido. Em particular, é mais difícil resolver a vedação da sede traseira da válvula de segurança de ação direta. Em válvulas de segurança com mecanismos de operação auxiliares, esse problema é resolvido por meio de vedação forçada.
É mais difícil exigir que válvulas de segurança mantenham a estanqueidade do que válvulas geralmente usadas para válvulas de corte. Como não há grande força aplicada entre as vedações, o disco da válvula de segurança se adere à sede da válvula apenas para formar uma pressão de vedação com uma pequena pressão específica de vedação. A pressão de vedação é determinada pela diferença entre a pressão de ajuste da válvula de segurança e a pressão de operação do equipamento, geralmente um valor pequeno (geralmente 10% da pressão de ajuste), portanto, o tamanho e a rugosidade da superfície de vedação da válvula de segurança são requisitos muito rigorosos.
Os requisitos de estanqueidade da válvula de segurança variam dependendo do meio ou das condições de trabalho. De modo geral, é difícil obter uma válvula de segurança com uma superfície de vedação metal-metal sem vazamentos. A válvula de segurança com uma estrutura de vedação macia de metal-não-metal apresenta um desempenho de vedação muito melhor.
Horário da publicação: 02/09/2021