Porque é que as válvulas de segurança disparam prematuramente, causando potenciais perigos no seu sistema? Este artigo analisa os problemas e soluções mais comuns para o mau funcionamento das válvulas de segurança, oferecendo informações sobre definições, características mecânicas e métodos de resolução de problemas. Saiba como aumentar a fiabilidade do seu sistema, abordando factores como a pressão de fundo, a seleção da válvula e a capacidade de descarga. Continue a ler para garantir que os seus recipientes sob pressão e sistemas de tubagem funcionam de forma segura e eficiente.
O investigador realizou um projeto sobre o sistema de água quente de um hotel, que fornece água quente a tempo inteiro com vapor (0,3Mpa) como fonte de calor, temperatura de fornecimento de água de 60-55 graus, utilizando um permutador de calor de serpentina flutuante, zona alta THF1600-LA-Q-5.0, uma em utilização e outra como reserva, zona baixa THF1000-LA-Q-1.5, uma em utilização e outra como reserva, estando o sistema equipado com válvulas de segurança.
Quando o equipamento foi instalado e testado, ocorreu a seguinte situação: após o abastecimento de água doméstica na zona baixa ter sido dado à bobina flutuante na zona baixa, a válvula de segurança disparava, e a mesma situação ocorria meio minuto após o abastecimento de água da zona alta ter sido dado à bobina flutuante da zona alta.
As definições das válvulas de segurança são as seguintes: Zona baixa: pressão de funcionamento a 0,5Mpa, pressão de regulação a 0,6MPa, pressão de restabelecimento a 0,55Mpa; Zona alta: pressão de funcionamento a 0,7Mpa, pressão de regulação a 0,8MPa, pressão de restabelecimento a 0,75Mpa.
Para este problema, procurei algumas informações sobre as válvulas de segurança. Uma válvula de segurança é uma importante válvula de proteção amplamente utilizada em vários recipientes sob pressão e sistemas de tubagem. Quando a pressão no sistema pressurizado excede o valor especificado, pode abrir-se automaticamente para descarregar o meio em excesso para a atmosfera, garantindo o funcionamento seguro do recipiente sob pressão e do sistema de tubagens e evitando acidentes. Quando a pressão no sistema desce novamente para a pressão de trabalho ou ligeiramente abaixo desta, pode fechar-se automaticamente.
Existem vários valores de referência para as válvulas de segurança: pressão de regulação, pressão de restabelecimento e pressão de descarga.
Por exemplo: Um determinado recipiente sob pressão funciona normalmente a 1,0 MPa, a pressão de regulação da válvula de segurança é de 1,04 MPa e a pressão de restabelecimento é de 0,98 MPa. (A pressão de regulação da válvula de segurança é inferior à pressão de projeto, mas superior à pressão máxima do sistema em 1,05 a 1,1 vezes, e a pressão de restabelecimento deve ser superior a 80% da pressão de regulação. A pressão de regulação não pode exceder a pressão de projeto do recipiente ou do sistema).
Por conseguinte, neste projeto: quando a pressão interna deste recipiente sob pressão (tomando como exemplo a zona baixa) é ≤0,6MPa, a válvula de segurança não actua; quando a pressão é superior a 0,6MPa, a válvula de segurança dispara e a pressão diminui. No entanto, quando a pressão desce para a pressão normal de 0,5MPa, a válvula de segurança pode não voltar a atuar e continuar a descarregar até que a pressão desça para 0,48MPa (80% da pressão de regulação), altura em que a válvula de segurança volta a atuar e deixa de descarregar vapor.
Desta vez, ocorreu o disparo prematuro da válvula de segurança, analisando as seguintes razões:
1. As características mecânicas da válvula de segurança exigem que a mesma atinja a altura de abertura especificada durante todo o processo de ação, não sendo permitidos fenómenos de encravamento, tremor e disparo frequente. A ocorrência de disparos prematuros é extremamente prejudicial para a vedação da válvula de segurança e pode facilmente causar fugas na superfície de vedação.
A análise das razões está principalmente relacionada com a elevada pressão no banco traseiro da válvula de segurança. Quando a pressão no banco de trás é elevada, a quantidade de descarga do meio em excesso no contentor é menor e a válvula de segurança já voltou a atuar. Quando o operador faz um ajuste incorreto, a pressão no interior do reservatório volta a subir rapidamente, fazendo com que a válvula de segurança actue. Nestes casos, pode ser eliminada aumentando a abertura da válvula de estrangulamento.
Depois de abrir mais a válvula de estrangulamento, a fonte de vapor que conduz à câmara do pistão da válvula de segurança principal é reduzida, a força que empurra o pistão para baixo é menor e a probabilidade de a válvula de segurança atuar é menor, evitando assim o arranque contínuo da válvula de segurança.
2. De acordo com os inquéritos efectuados pelo pessoal de construção e instalação no local, a pressão de funcionamento da válvula de segurança situa-se entre 0,3 MPa e 0,7 MPa, mas a pressão de regulação da válvula de segurança só pode ser regulada para 0,33 MPa, o que obviamente não cumpre os requisitos da pressão de regulação e da pressão de encosto, pelo que se considera que existe um problema com a qualidade da própria válvula de segurança.
3. O fenómeno de trepidação que ocorre durante o processo de descarga da válvula de segurança é designado por vibração da válvula de segurança. A ocorrência de vibração é muito suscetível de causar fadiga metálica, reduzir o desempenho mecânico da válvula de segurança e causar sérios perigos ocultos ao equipamento. As razões para a ocorrência de vibração incluem principalmente os seguintes aspectos:
(1) Utilização incorrecta da válvula, escolha de uma válvula com uma capacidade de descarga demasiado grande (em relação à quantidade de descarga necessária), o método de eliminação consiste em tornar a capacidade de descarga nominal da válvula escolhida tão próxima quanto possível da quantidade de descarga necessária para o equipamento.
(2) Devido ao facto de o diâmetro do tubo de entrada ser demasiado pequeno, inferior ao diâmetro de entrada da válvula, ou de a resistência do tubo de entrada ser demasiado grande, o método de eliminação consiste em assegurar que o diâmetro interior do tubo de entrada não é inferior ao diâmetro de entrada da válvula ou em reduzir a resistência do tubo de entrada. A resistência excessiva no tubo de descarga, que provoca demasiada contrapressão durante a descarga, é também um fator que provoca a vibração da válvula, que pode ser resolvido reduzindo a resistência do tubo de descarga.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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