Combinação de Disco de Ruptura e Válvula de Segurança

Introdução

O código para vasos de pressão ASME permite o uso de disco de ruptura tanto na entrada quanto na saída da válvula de segurança. Esta combinação de disco de ruptura e válvula de segurança está se tornando cada vez mais comum em aplicações de óleo e gás, químicas e petroquímicas.
Esta combinação disco de ruptura e válvula de segurança pode ter sido previamente considerada como uma adição de custo. Entretanto, agora ela é bem aceita e economiza dinheiro pelos cinco motivos que seguem::

• Vazamento Zero do processo para a atmosfera
• Períodos mais longos entre manutenções
• Válvulas podem ser testadas no ponto em que estão instaladas
• Pode-se usar materiais dos internos mais econômicos
• Vida útil da válvula pode ser estendida isolando os internos da válvula do contato de fluidos corrosivos.

Este boletim foi publicado para mostrar fatos, vantagens aplicações e o Código ASME que estabelece as diretrizes para o uso de discos de ruptura em série com válvulas de segurança.

Vantagens do uso combinado de Discos de Ruptura e Válvulas de Segurança
Existem, pelo menos, cinco vantagens do uso de Discos de Ruptura isolando Válvulas de Segurança.

Vantagem 1: Vazamento Zero do Processo para a Atmosfera

O motivo mais importante para se isolar válvulas de segurança com discos de ruptura é a prevenção de vazamentos do processo para a atmosfera. Nas válvulas de segurança convencionais, a Norma API 526 estabelece que para um orifício de dimensão F e menor, o vazamento máximo permitido é 40 bolhas por minuto (aproximadamente 6 pés³ em 24 horas).
O disco de ruptura usado na entrada da válvula de segurança atua como uma barreira metálica sólida entre o processo e válvula.

Isto não somente evita a poluição do ar (atendendo as especificações da EPA - Environmental Protection Agency) mas também economiza seu dinheiro. A combinação do disco de ruptura com a válvula de segurança cessa os vazamentos que desperdiçam produtos caros a cada hora, a cada dia.

Vantagem 2: Permite que as Válvulas de Segurança sejam Testadas no Ponto em que estão Instaladas

Quando um disco de ruptura é usado para isolar uma válvula de segurança, a válvula pode ser testada em campo no ponto em que ela está instalada. Empregando-se um Disco de Ruptura Reverso na entrada da válvula, a válvula de segurança pode ser testada prontamente por um operador com o uso de uma fonte de pressão portátil.

Para se realizar este teste sem a necessidade de se remover a válvula do processo (que está provavelmente em condições de uso), ar comprimido ou um gás inerte tal como Nitrogênio de uma fonte externa é injetado dentro da câmara formada entre o disco de ruptura e a entrada da válvula de segurança quando esta manobra for segura (tipicamente quando o processo estiver parado). A pressão então é aumentada até que se ouça a atuação da válvula.
A pressão dos gás utilizado para o teste não deve superar 110% da pressão de ajuste do disco de ruptura (gravada em sua plaqueta de identificação). 

Vantagem 3: Aumento da Vida Útil da Válvula

O aumento da vida útil da válvula é a terceira maior vantagem do uso combinado de discos de ruptura com válvula de segurança. O disco de ruptura atua como uma barreira metálica sólida entre a válvula e o processo. O disco de ruptura evita que o fluido de processo agregue e se acumule nos componentes mecânicos da válvula evitando que o desempenho da atuação da válvula seja afetado preservando a segurança do processo. Uma vez que o fluido de processo não terá contato com os internos da válvula a válvula se preservará de maneira intacta até que ela seja solicitada para o alívio de pressão.

Vantagem 4: Intervalos mais Longos entre Paradas para Manutenção

Devido aos internos da válvula não estarem expostos às contaminações do processo eles preservarão uma condição intacta permitindo intervalos mais longos entre manutenções.

Vantagem 5: Materiais mais Econômicos podem ser Utilizados na Válvula

O alto custo inicial de uma válvula de segurança pode ser reduzido comprando-se válvulas fabricadas com materiais mais econômicos e isolando-as com discos de ruptura. Por exemplo, se uma válvula em Hastelloy é normalmente requerida é possível utilizar uma válvula em aço carbono com internos em Hastelloy, gerando uma economia (média) de 65%. A economia gerada será mais que o suficiente para comprar o disco de ruptura somado as vantagens de 1 a 4 acima numeradas.

Aplicações de Isolação de Válvulas de Segurança
Para isolar válvulas de segurança com discos de ruptura utilize discos de ruptura reversos. Este disco pode ser pressurizado em duas direções, permitindo assim que a válvula seja testada em campo no local em que ela está instalada evitando também a necessidade de suporte para vácuo em casos de vácuo no processo. Segue abaixo um guia de seleção de discos de ruptura para cada aplicação.

1. NOVA APLICAÇÃO – ISOLAÇÃO NA ENTRADA DA VÁLVULA
Para uma nova aplicação, o sistema STA-SAF® da BS&B é recomendado para isolar a entrada da válvula de segurança. O sistema STA-SAF® é um comprovado conceito em tecnologia de discos de ruptura e alojamentos. O sistema STA-SAF® monta entre flanges ASME-ANSI/ EN/ JIS, pode ser pré-torqueado na oficina e garante sua correta instalação pelo uso de um gancho tipo “J” e pinos de centralização e posicionamento. O alojamento STA-SAF®, modelo SRB-7RS™, pode ser usado com os discos modelos S-90™, JRS™, RLS™, SKr™, LPS™ ou Sigma™ dependendo da pressão de ruptura requerida e condições de processo.
O sistema STA-SAF® cobre uma vasta faixa de pressão de válvulas de segurança. Para operação com gases utilize qualquer modelo de Disco de Ruptura Reverso da família STA-SAF® com alojamento SRB-7RS. Para operação com líquidos utilize os discos de ruptura de modelo RLS™, SKR™, LPS™ ou Sigma™. Para pressões mais elevadas selecione o disco reverso modelo RLS™. As especificações para cada tipo de disco pode ser encontrado no website da BS&B.
O Sistema STA-SAF® é ideal para isolar válvulas de segurança com as seguintes vantagens:

• Disponível nos tamanhos de 1" até 30"
• Projetados para não fragmentar
• Falha segura: Baixo valor de ruptura quando danificado
• Sem facas para conservar
• Pressão de Operação de até 100% da mínima pressão de ruptura  (Sigma™); todos os discos podem ser operados com até 90% da pressão mínima de ruptura.

2. RETROFIT – ISOLAÇÃO DA ENTRADA DA VÁLVULA
Para a isolação de válvulas de segurança já em serviço com tubulações rígidas na saída da válvula é recomendado o uso do Disco de Ruptura SVI. O Disco de Ruptura SVI é um Disco de Ruptura Reverso S-90™, similar ao anteriormente descrito, soldado em uma peça que monta na tubulação de entrada. Características exclusivas do SVI:

• Não é necessário o uso de alojamento
• Monta na tubulação existente
• Todas as vantagens do disco de ruptura modelo S-90™
• Disponível no tamanho de 1.1/2" até 6" (incluindo 2-1/2")

3. NOVA APLICAÇÃO OU RETROFIT-ISOLAÇÃO DA SAÍDA DA VÁLVULA
Com normas ambientais cada vez mais restritas fazendo com que as saídas das válvulas de segurança sejam montadas em manifolds em vez  de serem voltadas para a atmosfera, torna-se importante isolar a saída da válvula de segurança (assim como a entrada) com um disco de ruptura para se evitar corrosão por contra-fluxo e para isolar as válvulas que são afetadas por contra pressão variável.
O Disco de Ruptura de baixa pressão modelo AV™ é a escolha perfeita para este tipo de aplicação.

O disco de ruptura modelo AV™ não requer o uso de alojamento, vem montado com juntas e monta entre flanges padrão ASME-ANSI/ EN/ JIS. Suas vantagens são perfeitas para a isolação da saída da válvula

• Baixas pressões de ruptura, 1 a 15 psig
• Rompe com a mesma pressão nas duas direções (relação de 1:1)
• Não é possível ser montado errado, ambos os lados são idênticos
• Disponível em dimensões de 2" a 36"

Para questões mais específicas de materiais e pressões ou outros dados referentes aos discos de ruptura da BS&B acima referidos consulte os seguintes boletins da BS&B:

Product	Bulletin Number
STA-SAF® and S-90™ or JRS™	77-4001
STA-SAF® and RLS™	77-4001
STA-SAF® and SKr™	77-4003
STA-SAF® and LPS™	77-4002
STA-SAF® and Sigma™	77-4011
SVI™	77-4005
AV™	77-8001

Fatos na seleção de Discos de Ruptura ou Válvulas de Segurança
Para melhor entender o uso de discos de ruptura para isolar válvulas de segurança, compare as vantagens e desvantagens de cada um.

VÁLVULA DE SEGURANÇA

1. Válvulas com sedes metálicas vazam para a atmosfera desperdiçando produto bem como poluindo o meio ambiente.
2. Alto custo.
3. Necessidade de manutenção freqüente – uma vez que o processo tem contato com o interno da válvula, a válvula deve ser verificada periodicamente para assegurar seu correto funcionamento. O processo deve ser paralisado.
4. Pressão de abertura ajustável.
5. Se refecha após ter aliviado a pressão excedente.
6. Reutilizável – refecha-se após atuação.

DISCO DE RUPTURA

1. Estanque.
2. Baixo custo.
3. Mínima manutenção.
4. Pressão de rompimento fixa.
5. Não refechável.
6. Descartável – deve ser substituído após cada atuação.

COMBINAÇÃO DISCO DE RUPTURA E VÁLVULA DE SEGURANÇA

1. Estanque.
2. Custo intermediário.
3. Requer manutenção pouco freqüente.
4. Pressão de abertura ajustável.
5. Se refecha após ter aliviado a pressão excedente.
6. Válvula é reutilizável, o disco não.

Conjunto Delator
O Código ASME estabelece que o espaço entre o disco de ruptura e a válvula de segurança exista uma tomada para um manômetro e válvula de retenção com tomada atmosférica ou outro dispositivo de indicação para a indicação de atuação do disco de ruptura.