FAQ
Válvulas e conexões de segurança
Aqui você encontrará respostas a perguntas sobre válvulas e conexões de segurança que nos são feitas com particular freqüência.
Se você tiver uma pergunta específica, por favor nos envie um e-mail e teremos prazer em ajudá-lo.
O que é uma válvula de segurança?
Uma válvula de segurança tem uma única finalidade: Proteção contra sobrepressão inadmissível em sistemas ou partes de sistemas, o que causaria a ruptura do sistema. Uma válvula de segurança é uma proteção mecânica que entra em ação se todos os outros dispositivos de regulagem, controle e transbordamento falharem e ocorrer uma pressão inadmissivelmente alta em um contêiner, tanque de armazenamento, tubulação ou similar. Isso pode ocorrer, por exemplo, devido a uma falha no sistema de resfriamento, dosagem incorreta ou bloqueio do tubo de drenagem. Se a pressão em um tanque protegido por uma válvula de segurança subir acima de um valor permitido, a válvula se abrirá e, assim, permitirá que parte do meio pressurizado escape do tanque. Isso faz com que a pressão caia novamente. Quando a pressão tiver caído o suficiente, a válvula de segurança se fecha. Por esse motivo, uma válvula de segurança não permite que todo o conteúdo do contêiner escape, mas apenas o necessário para reduzir a pressão de volta a um valor permitido.
Projeto / Função
Uma válvula de segurança com mola é um componente mecânico que consiste nas seguintes peças principais: Sede, plugue, anel de curso, mola, eixo e um parafuso de pressão para ajustar a pré-carga da mola. Esses componentes são instalados em um compartimento com conexões para as linhas de entrada e saída e uma tampa de mola.
O fluido entra na válvula de segurança verticalmente a partir de baixo, por meio da linha de suprimento. Em operação normal, o disco da válvula se assenta na sede da válvula e fecha a abertura. A força necessária é aplicada pela mola, que é presa entre um disco de válvula superior fixo e um disco de válvula inferior móvel. O parafuso de pressão, que determina a posição do disco superior da válvula, pode ser usado para ajustar a contração da mola, o que resulta no pré-tensionamento da mola e, portanto, na pressão de resposta. O eixo serve como guia para o plugue e transmite a força da mola por meio da sede da mola. A sede tem um diâmetro interno definido, que é usado para determinar o fluxo máximo de massa que a válvula pode descarregar, levando em conta o coeficiente de fluxo.
No estado fechado, a força da mola F1 supera a força média F2. Se a pressão no sistema aumentar e, portanto, a força F2, a força da mola F1 não poderá mais manter a válvula completamente fechada acima de uma determinada pressão. Um som suave de assobio pode ser ouvido na válvula. Esse é o ponto de resposta da válvula de segurança (ponto de resposta = pressão mais baixa na qual a válvula de segurança apresenta vazamento audível). Se a pressão continuar a aumentar, a válvula de segurança se abrirá completamente e o fluido poderá sair.
É feita uma distinção entre válvulas de segurança com diferentes características de abertura. O comportamento de abertura de uma válvula pode ser mostrado mais claramente em um diagrama de pressão e curso (Figura 4) como a chamada curva de histerese. O curso é plotado em relação à pressão. A pressão operacional máxima regular é de cerca de 85% da pressão de ajuste da válvula. Quando a pressão de ajuste (1) é atingida, a válvula de segurança se abre. Inicialmente, em proporção ao aumento da pressão, no "ponto de estouro" (2), abruptamente para seu curso máximo. Isso é obtido com o aumento da área de contato da pressão. Quando a válvula está fechada, a pressão atua somente sobre o cone. Quando a válvula de alívio de segurança está aberta, a pressão também é aplicada ao anel de curso. Isso aumenta abruptamente a força e a válvula de segurança se abre. A pressão na qual a válvula de segurança atinge sua abertura total é a pressão de abertura (3) da válvula de segurança. A diferença de pressão entre a pressão de ajuste e a pressão de abertura é chamada de diferença de pressão de abertura.
Se a pressão cair abaixo da pressão de ajuste (4), a válvula de segurança se fecha lentamente em um primeiro momento e, em seguida, abruptamente. A diferença de pressão entre a pressão de fechamento (5) e a pressão de resposta é chamada de diferença de pressão de fechamento. Ela é causada pelo fluxo de impulso do fluido que flui e pelo aumento da área de contato de pressão pelo anel de elevação da válvula de segurança. Dependendo do tipo (válvula normal ou válvula de elevação total) e do meio (compressível ou incompressível), a válvula de segurança deve manter determinados diferenciais de pressão de abertura ou fechamento (de acordo com a DIN EN ISO 4126-1 e AD2000-A2):
Diferença de pressão de abertura:
• 10% para válvulas de segurança normais e proporcionais (todos os meios)
• 5% para válvulas de segurança de elevação total (todos os meios)
Diferença de pressão de fechamento:
• 10% para meios compressíveis (ambos os tipos)
• 20% para meios não compressíveis (ambos os tipos)
Para válvulas de elevação total, há a exigência adicional de que a proporção do curso até a abertura súbita (válvulas de segurança proporcionais de acordo com a AD2000-A2) não deve exceder 20% do curso total.
Com o terceiro tipo de válvula de segurança, a válvula de segurança proporcional, o curso da válvula de segurança aumenta ou diminui quase continuamente com o aumento ou a diminuição da pressão. Não ocorre uma abertura repentina sem aumento de pressão em uma faixa de mais de 10% do curso. Depois de responder, essas válvulas de segurança atingem o curso necessário para que o fluxo de massa seja descarregado dentro de um aumento máximo de pressão de 10% (DIN EN ISO 4126-1 e AD2000-A2).
Variantes
Várias versões de componentes individuais da válvula estão disponíveis para adaptação individual da válvula de segurança às condições do sistema.
Levantamento
Para abertura e elevação manual da válvula de segurança, há a opção de uma versão com elevação rotativa ou elevação por alavanca.
Com o levantamento rotativo, o eixo é levantado girando-se uma porca serrilhada na tampa da mola da válvula de segurança. Isso puxa o cone do fuso para cima. Isso cria um espaço entre a sede e o plugue e o fluido pode passar pela válvula de segurança. A elevação rotativa é normalmente usada com válvulas rosqueadas de até 2'' e em uma aplicação para ar e água.
Com a elevação por alavanca, puxar uma alavanca faz com que a haste e o plugue se levantem da sede. A elevação por alavanca é usada principalmente com válvulas de segurança de flange e válvulas de vapor. Para essas últimas, a instalação de uma alavanca de elevação é obrigatória. Uma versão sem elevação também está disponível.
Parafuso de bloqueio (opção A01)
Se a válvula de segurança do sistema tiver de ser fechada e vedada além da pressão de ajuste, por exemplo, para um teste de pressão, é usado um parafuso de bloqueio. Ele é parafusado em um orifício rosqueado fornecido para essa finalidade na tampa da válvula, da parte superior até o eixo. Isso impede a abertura da válvula de segurança. Após o teste de pressão, é essencial remover o parafuso de pressão novamente, caso contrário, a válvula de segurança não poderá abrir nem mesmo em uma emergência. O orifício rosqueado na tampa deve ser fechado novamente com um parafuso curto com função de vedação.
Sensor de curso (opção S62)
Um sensor de curso é oferecido para monitorar a resposta de uma válvula de segurança. Assim como o parafuso de bloqueio, ele é parafusado na tampa por cima. Ele bate quando a válvula de segurança atinge seu curso total. Dessa forma, o centro de controle do sistema no qual a válvula de segurança está instalada é informado diretamente de que a válvula de segurança estourou. Em algumas séries, o sensor também pode ser instalado na lateral.
Estanque ao gás / Aberta
Com alguns meios, pode ser necessário proteger o ambiente das influências do meio, mesmo quando a válvula de segurança responde. Para esse fim, a Goetze oferece válvulas de segurança em um projeto à prova de gás. No entanto, se o fluido não representar um perigo para o meio ambiente, pode ser selecionada uma versão aberta ou não estanque ao gás.
Fole / Diafragma
Se a câmara da mola também precisar ser protegida do meio no caso de uma resposta, recomenda-se o uso de um fole. Isso proporciona uma conexão estanque ao gás entre o compartimento de saída e a câmara da mola, de modo que o meio não possa passar pela guia do eixo para a câmara da mola. Dessa forma, ele também evita que as peças deslizantes fiquem sujas ou grudem umas nas outras e garante que a válvula funcione perfeitamente mesmo com meios viscosos ou pegajosos. Independentemente de a contrapressão ser externa ou interna, a pressão de resposta da válvula permanece a mesma. A contrapressão inerente pode se acumular na saída da válvula de segurança no caso de um blow-off, dependendo do dimensionamento e do projeto da linha de blow-off instalada. Se a compensação da contrapressão não for necessária e o meio for neutro, um diafragma de elastômero ou um fole de elastômero pode impedir que o meio entre na câmara da mola em vez de um fole metálico, dependendo do tipo de válvula.
Comparação
Há diferentes tipos de válvulas que cumprem diferentes tarefas em sistemas e exigem aprovações e testes correspondentes.
As válvulas de segurança são equipamentos com uma função de segurança de acordo com a Diretiva 2014/68/EU, Diretiva de Equipamentos de Pressão. Como o último elo de uma série de medidas de segurança, as válvulas de segurança evitam que a parte do sistema se rompa devido a uma pressão inadmissivelmente alta. Elas são ajustadas para a pressão de ajuste desejada, marcadas de acordo e vedadas. Uma alteração posterior da pressão de ajuste só é possível em oficinas experientes. Antes da entrega, a pressão de ajuste de todas as válvulas de segurança é verificada, mediante solicitação, também na presença de uma empresa de inspeção. Antes que uma válvula de segurança possa ser vendida em série, ela deve passar por um teste de tipo da UE e, se necessário, por um teste de componente da TÜV.
Em princípio, as válvulas de alívio de pressão cumprem a mesma tarefa que as válvulas de segurança. Entretanto, elas não têm função relevante para a segurança e, portanto, não são classificadas como equipamento com função de segurança, mas apenas como equipamento de manutenção de pressão, de acordo com a Diretiva de Equipamentos de Pressão. Não é necessário nenhum teste especial. Elas geralmente têm uma característica de abertura proporcional. As válvulas de alívio de pressão não atingem o desempenho das válvulas de segurança e podem ser fornecidas ajustadas, marcadas e vedadas com chumbo, mas não precisam ser.
No caso de válvulas de controle/transbordamento, a pressão de ajuste dentro da faixa da mola pode ser ajustada pelo operador do sistema conforme necessário. Elas cumprem uma "tarefa de controle de pressão" no sistema. Como essa não é uma função relevante para a segurança, as válvulas de controle/transbordamento são classificadas apenas como equipamentos de manutenção de pressão de acordo com a Diretiva de Equipamentos de Pressão. Não é necessário nenhum teste especial. Para evitar picos de pressão no sistema, essas válvulas têm uma característica de abertura proporcional. As válvulas de transbordamento sempre devem ser projetadas à prova de gás.
As válvulas redutoras de pressão exigem aprovação de componentes para serviços de construção se forem usadas em instalações de água potável. Sua tarefa é reduzir a pressão em uma parte do sistema. Enquanto nas válvulas de alívio de pressão a presença de muita pressão no lado da entrada e, portanto, um fluxo através da válvula é a exceção, nas válvulas redutoras de pressão uma pressão mais alta no lado da entrada é a regra. Elas são permanentemente atravessadas e garantem um fluxo uniforme de fluido com pressão constante e reduzida no lado da saída, mesmo que a pressão no lado da entrada flutue (por exemplo, após uma bomba).
Aprovações
Para que uma válvula de segurança possa ser vendida, ela deve ser aprovada em um exame de tipo da UE e, se necessário, em um teste de componente da TÜV. Basicamente, um teste de aprovação consiste em quatro partes:
- O teste sobre o dimensionamento suficiente dos componentes, bem como a adequação dos materiais usados.
- Garantia de que os requisitos específicos de projeto necessários para a aplicação foram atendidos.
- A certificação do desempenho (coeficientes de descarga) com os meios ar e água.
- A conformidade das características funcionais (diferenças de pressão de abertura e fechamento) com os meios ar e água para comprovar a adequação para:
- Ar:
- Ar, gases e vapores técnicos
- Vapor de água
- Aquecimento de água (até 120 °C)
- Sistemas solares
- Água:
- Líquidos
- Água quente (até 95 °C)
- Ar:
Esses testes são descritos em detalhes no folheto da VdTÜV "Válvula de segurança 100" e nos documentos aplicáveis.
Exame de tipo da UE
Um exame de tipo da UE é uma aprovação de tipo por um "órgão notificado" independente, de acordo com a Diretiva de Equipamentos de Pressão 2014/68/UE. Ele verifica se os requisitos mínimos para uma válvula de segurança, conforme exigido no Anexo 1 da DGR e na norma harmonizada ISO 4126-1, foram atendidos.
Em um exame de tipo, as válvulas podem ser aprovadas para os seguintes meios:
- L para líquidos (líquidos)
- S/G para vapores/gases (vapor/gás)
O fabricante é obrigado a fornecer a válvula com instruções de instalação e operação, incluindo uma declaração de conformidade de acordo com a DGR 2014/68/EU. Esses certificados de teste são válidos por um período de 10 anos.
TÜV - teste de componentesPara ser aprovado em um teste de componente da TÜV, os requisitos das normas a seguir também devem ser atendidos:
- Folheto SV 100 da VdTÜV
- Folha de dados A2 do AD2000
Isso permite uma marcação adicional específica da aplicação das válvulas:
- D/G/H para água quente com temperaturas de fluxo permitidas de até 120 °C
(sistemas de aquecimento de acordo com a norma DIN EN 12828) - H para água quente de 2,5 bar e 3 bar com uma temperatura de fluxo permitida de até 120 °C e uma saída de calor
permitida de até 2700 kW (sistemas de aquecimento de água de acordo com a norma DIN EN 12828) - SOL para sistemas fechados de aquecimento solar intrinsecamente seguros com água ou misturas de água como meio de transferência de calor, de acordo com a norma DIN EN 12976-1
- W para sistemas de aquecimento de água de acordo com a norma DIN EN 12897 até 10 bar
- F/K/S para vasos de pressão estacionários e contêineres de veículos para produtos líquidos, granulados e empoeirados, de acordo com TRB 801 No. 22 e 23
Outras aprovações
As válvulas de segurança Goetze também atendem aos critérios de várias aprovações. Uma visão geral de quais aprovações ou certificados são válidos para cada série pode ser encontrada aqui.
Definição, padrões e regulamentos
Nacional:
- TRD 421: Dispositivos de segurança contra excesso de pressão
Para válvulas de segurança para caldeiras a vapor dos grupos I, III e IV - TRD 721: Dispositivos de segurança contra excesso de pressão
Para válvulas de segurança para caldeiras a vapor do grupo II - DIN 4751: Sistemas de aquecimento de água
Para sistemas de geração de calor fechados e protegidos por termostato com temperaturas de fluxo de até 120°C como equipamento de segurança - DIN 4753: Aquecedores de água potável, sistemas de aquecimento de água potável e
aquecedores de água de armazenamento - DIN 4747: Sistemas de aquecimento urbano
Como equipamento de segurança de subestações, subestações domésticas e sistemas domésticos para conexão a redes
de aquecimento urbano de água - AD 2000 A2: Dispositivos de segurança contra excesso de pressão
Geral para válvulas de segurança
Europeu/Internacional:
- Série DIN EN ISO 4126: Dispositivos de segurança contra sobrepressão não permitida
especialmente Parte 1: Válvulas de segurança e Parte 7: Dados gerais - RL 2014/68/EU: Diretriz Europeia para Equipamentos de Pressão
Diretiva para equipamentos de pressão com uma pressão máxima permitida (PS) superior a 0,5 bar - DIN EN 12828: Sistemas de aquecimento em edifícios
Para o planejamento de sistemas de aquecimento de água quente - DIN EN 12952: Caldeiras com tubos de água e componentes do sistema
Parte 10, em particular: Requisitos para dispositivos de segurança contra excesso de pressão - DIN EN 12953: Caldeiras de tubos de água
Parte 8, em particular: Requisitos para dispositivos de segurança contra excesso de pressão
Outras normas específicas de aplicação:
- DIN EN 764-7: Dispositivos de segurança para equipamentos de pressão não queimados
- DIN EN 13648: Válvulas de segurança para serviço criogênico
- DIN SPEC 4683: Criostatos de hélio líquido - Dispositivos de segurança contra pressão excessiva
A diferença entre válvula de segurança e válvula de alívio de pressão?
Válvulas de segurança
- Válvulas certificadas com TÜV / PED e/ou Aprovação de teste tipo CE
- Elevação normal - Característica de abertura / fechamento de elevação total
- Válvulas de alívio de pressão com capacidade de sopro mais alta que as válvulas de alívio de pressão
Válvulas de alívio de pressã
- Válvula sem certificação/aprovação (sem função de segurança de acordo com PED)
- Característica de abertura / fechamento proporcional
- Capacidades de sopro menores que as válvulas de segurança
Quando você usa uma válvula de alívio de pressão ou uma válvula de segurança?
Se um operador de planta pode usar uma válvula de alívio de pressão, ou se ele deve usar uma válvula de segurança certificada depende principalmente do tipo de aplicação ou da planta. Ambos os tipos de válvula são destinados a ser o último dispositivo de segurança em um sistema. No caso de sistemas ou instalações que requerem aprovação oficial ou que se enquadram na Diretiva Européia para Equipamentos de Pressão (PED), a válvula deve possuir as aprovações e certificações correspondentes.
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