Cálculo válvulas de seguridad

Requerimientos para Válvulas de Alivio de Presión

Todo recipiente utilizado para almacenar o transportar Gas-LP debe estar protegido por una válvula de alivio de presión. Estas válvulas deben proteger contra el desarrollo de condiciones peligrosas que pudieran ser ocasionadas por cualquiera de las siguientes condiciones:

• Presión hidrostática debido al sobrellenado o a la retención de líquido entre dos puntos.
• Alta presión como consecuencia de exponer el recipiente a calor excesivo externo.
• Alta presión debido al uso del combustible incorrecto.
• Alta presión debido al purga incorrectamente el recipiente.

Las válvulas de alivio de presión son calibradas y selladas por el fabricante para operar a una presión específica de “comienzo-a-descarga” de acuerdo a los reglamentos y normas vigentes.

Existen diferentes tipos de válvulas de relevo de presión para las diferentes capacidades y tipos de recipientes.

Esta regulación de presión, que está marcada en la válvula de alivio, depende del requerimiento del diseño del recipiente a ser protegido por la válvula de alivio. Si la presión del recipiente alcanza la presión de comienzo-a-descarga, la válvula de alivio se abrirá levemente a medida que el disco de sello comienza a separarse un poco del asiento. Si la presión continúa subiendo a pesar de la descarga inicial a través de la válvula de alivio, el disco de sello se moverá a una posición completamente abierta con un “pop” repentino. De este sonido agudo se deriva el término “acción-pop”. Ya sea que la válvula de alivio se abra levemente o completamente, ésta comenzará a cerrarse si disminuye la presión del recipiente. Después que la presión haya disminuido suficientemente, el resorte de la válvula de alivio forzará el disco de sello contra el asiento para evitar que se escape más producto. La presión a la cual la válvula se cierra herméticamente se llama presión de “resello” o de “blow-down”.

Generalmente, la presión de resello será más baja que la presión de comienzo-a-descarga. La presión de resello puede ser, y en muchos casos es, adversamente afectada por la presencia de tierra, óxido, u otras partículas que se alojan entre el asiento y el disco. Esto interfiere con el debido asentamiento del disco en el asiento, y generalmente la presión en el recipiente deberá disminuir a una presión más baja antes que el resorte incruste partículas en el material resiliente del disco de sello y cierre tan apretado que no permita fugas. El grado en el cual la presencia de suciedad disminuye la presión de resello, depende, naturalmente, del tamaño de las partículas que interfieran.

Si la válvula de alivio continúa desfogando a una presión más baja que su calibración de comienzo-a-descarga deberá ser reemplazada.

CALCULO PARA LA SELECCIÓN DE VALVULAS DE SEGURIDAD

EL VOLUMEN DE DESCARGA QUE SE REQUIERE PARA UN RECIPIENTE SE DETERMINA CALCULANDO EL ÁREA DE SUPERFICIE DEL RECIPIENTE.

PARA TANQUE DE ALMACENAMIENTO CON CABEZAS SEMIESFERICAS, SE UTILIZARA LA SIGUIENTE FORMULA:

A = L X D X ¶

DONDE:

A = AREA TOTAL EN PIES²
L = LONGITUD TOTAL EN PIES
D = DIAMETRO EN PIES
¶ = 3.1416

FACTOR DE CONVERSIÓN DE METROS A PIES = 3.281

REALIZANDO LA CONVERSIÓN DE LA LONGITUD Y EL DIAMETRO A PIES, TENEMOS:

L = 29.80 x 3.281 = 97.77 PIES
D = 3.38 x 3.281 = 11.09 PIES
CALCULANDO AHORA EL AREA TOTAL DEL RECIPIENTE, TENEMOS:
A = 97.77 x 11.09 x 3.1416 =

BUSCANDO ESTE VALOR EN LA SIGUIENTE TABLA, ENCONTRAREMOS EL VOLUMEN DE DESCARGA QUE SE REQUIERE PARA ESTE RECIPIENTE:

TABLA DE VAORES DE DESPLAZAMENTO DE AIRE EN PIES CUBICOS POR MINUTO
EN BASE A EL AREA DEL RECIPIENTE

COMO OBSERVAMOS, EL VALOR CALCULADO NO SE ENCUENTRA EN ESTA TABLA, POR LO TANTO, AHORA UTILIZAREMOS LAS SIGUIENTE FORMULA:

PCM = 53.632A^0.82

SUSTITUYENDO VAORES TENEMOS:
PCM = 53.632 x (3,406.41)^0.82
PCM = 53.632 x 787.92 =

CON ESTE VALOR CALCULADO, SELECCIONAMOS LA(S) VALVULA(S) DE SEGURIDAD EN EL CATALOGO DEL PROVEEDOR (SE ANEXA COPIA)

EN EL CUAL ENCONTRAMOS QUE LA VALVULA DE SEGURIDAD MODELO A3149G DE 21/2″ (64 MM), TIENE UN DESPLAZAMIENTO EN PCM/AIRE = 9,250 DE ACUERDO A “UL” (Underwriters Laboratories) Y DE ACUERDO A “ASME” PCM/AIRE = 9,133

POR LO TANTO, TOMANDO COMO BASE ESTE ULTIMO VALOR SE REQUIEREN:
42,257.81 / 9133 = 4.6 ≈ 5 VALVULAS

AHORA, CALCULEMOS EL NUMERO DE VALVULAS EN BASE AL VALOR DE “UL”, QUE ES DE 9,250 PCM, POR LO TANTO TENEMOS:

42,257.81 / 9,250 = 4.56 ≈ 5 VALVULAS

PERO, RECORDEMOS QUE LAS NOM-012/1 Y 012/2 -SEDG-2004 QUE SE REFIERE A LA FABRICACION DE RECIPIENTES PARA ALMACENAMIENTO DE GAS L.P., NOS DICE QUE DEBE DE EXISTIR UNA VALVULA DE SEGURIDAD EN STAND BY, CON EL FIN DE QUE FACILITE EL MANTENIMIENTO DE LAS DEMAS VALVULAS, O SEA EL RECIPIENTE SIEMPRE DEBE ESTAR PROTEGIDO AL 100% DE ALGUNA SOBREPRESION

POR LO CUAL EN ESTE TIPO DE RECIPIENTES SE INSTALAN DOS MECANISMOS MULTIPORT CON CUATRO VALVULAS DE SEGURIDAD COMO OBSERVAMOS EN LA SIGUIENTE IMAGEN

Inspeccione con Regularidad

Inspeccione las válvulas de alivio con regularidad. Reemplace inmediatamente aquellas válvulas que no sean seguras o si tiene alguna duda acerca de ellas. Use su sentido común e instale correctamente.

Si se sabe que una válvula de alivio de presión ha descargado presión, la válvula de alivio al igual que el sistema entero, deben inmediatamente ser inspeccionados a fondo para determinar la causa de la descarga.

En caso que la descarga se deba a un incendio, la válvula se debe remover de servicio y se debe reemplazar.
Las válvulas de alivio deben ser inspeccionadas por lo menos una vez al año.

Si existe alguna duda acerca de la condición de la válvula, ésta debe reemplazarse.
Se debe usar protección para los ojos al efectuar inspección de una válvula de alivio bajo presión. Nunca mire directamente dentro de una válvula de alivio bajo presión, ni coloque ninguna parte de su cuerpo donde la descarga de la válvula de alivio pudiera embestirle. En algunos casos se sugiere el uso de una linterna y de un espejo como ayuda cuando se hacen inspecciones visuales.

Para inspeccionar correctamente una Válvula de Alivio de Presión, verifique:

1. Tapa protectora. Compruebe que la tapa protectora ubicada en la válvula o al extremo de la extensión de tubería esté bien ajustada. Las tapas protectoras ayudan a proteger la válvula de alivio contra posible mal funcionamiento causado por lluvia, escarcha, nieve, hielo, arena, tierra, grava, insectos u otro desperdicio o contaminación. REEMPLACE INMEDIATAMENTE LAS TAPAS DAÑADAS Y SIEMPRE MANTENGA UNA TAPA INSTALADA.

2. Orificios de Drenaje. Tierra, hielo, pintura y otras partículas ajenas pueden impedir el buen drenaje del cuerpo de la válvula. SI LOS ORIFICIOS DE DRENAJE NO PUEDEN SER LIMPIADOS, REEMPLACE LA VALVULA.

3. Deterioro y corrosión en el resorte de la válvula de alivio. La exposición a altas concentraciones de agua, sal, contaminantes industriales, químicos y contaminantes de carreteras pueden causar que componentes de metal fallen. REEMPLACE LA VALVULA SI LA CAPA DE PINTURA EN EL RESORTE DE LA VALVULA DE ALIVIO ESTA AGRIETADA O ASTILLADA.

4. Daño físico. La acumulación de hielo y una instalación incorrecta pueden causar daños mecánicos. REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE DAÑO.
Alteración o reajuste. Las válvulas de alivio de presión están fabricadas y calibradas para descargar a ciertas presiones específicas. REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE ALTERACION O DE REAJUSTE.

6. Fuga en el asiento. Inspeccione si hay fugas en el área del asiento utilizando una solución para detectar fugas que no sea corrosiva. REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE FUGA. Nunca fuerce una válvula para que cier