Isolando Sistemas de Fluidos Industriais com Válvulas de Bloqueio com Segurança: Guia Passo a Passo

Como Isolar Sistemas de Fluidos Industriais com Válvulas de Bloqueio

Joe Bush, Gerente de Produto Swagelok, Válvulas

Ao realizar manutenção em sistemas de fluidos industriais, a segurança é primordial. A pressão ou fluxo de uma única linha no interior representa um perigo para técnicos trocando um medidor ou dispositivo de medição. É por isso que gerentes de risco enfatizam a necessidade de isolar qualquer linha de sistema de fluidos antes da manutenção.

Tornou-se um padrão da indústria e de segurança projetar e instalar duas válvulas de bloqueio em sequência ao drenar uma perna energizada em um sistema de fluidos. A sequência de válvula de bloqueio duplo é uma das maneiras mais seguras de alcançar um estado essencial de pressão zero e fluxo zero.

Existem duas abordagens comuns que engenheiros tipicamente adotam ao projetar duas válvulas de bloqueio para isolar sistemas de fluidos. Primeiro, engenheiros podem adicionar uma terceira válvula entre as duas válvulas de bloqueio para ventilar ou drenar qualquer pressão que possa estar vazando da primeira válvula de bloqueio. Outra opção viável é ter a terceira válvula desviar o fluxo para um loop de bypass ao redor da seção da linha que está sob manutenção. Descritas abaixo estão ambas as configurações de sistemas de fluidos, fornecendo opções de design focadas em segurança para isolamento e manutenção do sistema.

Principais Localizações para Configurações de Isolamento em uma Planta

Para qualquer linha de sistema de fluidos em uma planta ou instalação industrial que possa requerer manutenção, técnicos devem ter algum meio de isolar essa linha com segurança. Algumas localizações específicas que requerem uma configuração para isolamento incluem:

1. Qualquer dispositivo ou componente que possa requerer manutenção regular, como um filtro, válvula ou transmissor.
2. Qualquer sistema, skid ou linha que possa precisar ser reconfigurado, reparado ou substituído.
3. Qualquer seção do tubo principal de processo que possa precisar ser servida ou mantida.
4. Qualquer linha de instrumentação que saia da linha de processo (por exemplo, estação de amostragem grab, sistema de amostragem ou leituras de pressão, temperatura ou vazão).
5. Fluidos de calibração em sistemas de amostragem, bem como quaisquer fluxos de amostragem que possam ser ligados ou desligados.

Opções para Configurar Isolamento

É padrão da indústria evitar uma situação em que há apenas uma válvula de bloqueio ou nenhum backup. Se uma única válvula de bloqueio tem mesmo um pequeno vazamento através do assento, a pressão pode lentamente se acumular na linha sob manutenção, criando um risco de segurança. Portanto, uma de duas configurações principais para alcançar isolamento em uma linha de fluido é encorajada:

1. Bloqueio Duplo e Purga (DBB)

Uma configuração de bloqueio duplo e purga, ou DBB, é a configuração mais simples para isolar um sistema de fluidos. É comumente usada na transição da linha de processo para uma linha de instrumentação ao usar uma válvula de interface de processo, ou em uma linha que leva a um instrumento ou dispositivo, como um transmissor. As três válvulas podem ser configuradas como uma única unidade de manifold ou como três componentes separados.

2. Loop de Bypass

Um loop de bypass é uma configuração ligeiramente mais complicada que não apenas isola a linha do sistema de fluidos sob manutenção, mas também redireciona o fluxo para que o processo possa continuar a funcionar durante a manutenção.

Por exemplo, a primeira válvula de bloqueio na configuração de bypass pode ser uma válvula de três vias — desviando o fluxo ao redor da seção que requer manutenção. O filtro do sistema agora pode ser trocado sem requerer tempo de inatividade. Outra razão para um bypass é evitar choque hidráulico ou "golpe de aríete" que resulta quando há um desligamento súbito do fluxo do sistema.

Isolar e Despressurizar

O primeiro passo ao preparar para manutenção em qualquer sistema de fluidos é despressurização. Ao fazer isso, uma melhor prática é ter duas válvulas de bloqueio em sequência para proteger contra acúmulo de pressão na seção da linha sob manutenção. Uma boa válvula não deve vazar através do assento, mas isso pode acontecer. Por exemplo, se a linha está do lado de fora, o sol pode aquecer a linha e elevar a pressão além da classificação especificada da válvula. Outros cenários potenciais incluem se a válvula não foi mantida adequadamente ou se é a escolha errada de válvula para um fechamento positivo. Para proteger contra estes e outros vazamentos possíveis, uma segunda válvula de bloqueio é necessária, junto com uma válvula de ventilação ou purga. Alternativamente, em casos onde tempo de inatividade não é uma opção, um loop de bypass que duplica os componentes na linha sob manutenção é uma excelente escolha.

Fazendo a Seleção Certa de Válvula de Bloqueio

As duas escolhas mais comuns para válvulas de bloqueio em linhas de instrumentação são válvulas de esfera ou válvulas de agulha. É imperativo que técnicos de manutenção verifiquem as especificações do sistema para a válvula requerida para cada sistema.

Válvulas de Esfera: Válvulas de esfera são boas para fechamento rápido e alto fluxo. Além disso, os manípulos são úteis para indicar fluxo direcional ou fechamento. Com fluxo líquido, no entanto, uma válvula de esfera pode criar um choque hidráulico ou "golpe de aríete" por causa do fechamento súbito que causa, resultando em danos a indicadores de pressão, medidores de vazão e outros componentes a montante do fechamento. Existem várias maneiras de evitar choque hidráulico. Uma é incorporar um loop de bypass. Antes de fechar a primeira válvula de esfera, o loop de bypass é aberto para que o fluxo tenha um lugar para ir, o que evita a parada súbita no fluxo e pico de pressão que resultariam de outra forma. A segunda opção é empregar válvulas de agulha no lugar de válvulas de esfera.

Válvulas de Agulha: Embora válvulas de agulha sejam primariamente projetadas para controle de fluxo ou medição, muitas válvulas de agulha são eficazes em fechamento positivo. Além disso, o fechamento do sistema de fluidos com uma válvula de agulha é gradual, e portanto protege contra choque hidráulico. Se usada como válvula de bloqueio, a válvula de agulha deve ser projetada para aquele propósito específico, com uma ponta rotativa ou ponta de haste macia. Considerações especiais de design podem ser necessárias para prevenir vazamento ao usar uma válvula de agulha. Por exemplo, a ponta V metálica pode moer no assento metálico durante o fechamento, causando marcas.

DBB Integral: A Swagelok oferece uma configuração integral de Bloqueio Duplo e Purga (DBB) para fornecer confiabilidade adicional. Menos pontos de vazamento potenciais, espaço e peso reduzidos, e instalação simplificada ajudam a simplificar ainda mais o sistema.

Cuidado com o uso inadvertido do componente errado de sistema de fluidos em uma configuração de isolamento. Válvulas de esfera e alguns tipos de válvulas de agulha são feitos para fechamento positivo, mas reguladores não — mesmo que seja possível configurar reguladores para parar a maior parte do fluxo. Se você precisa de um fechamento ao redor da localização de um regulador, seria mais seguro instalar uma válvula de esfera a montante.

Além da seleção de válvula de bloqueio, é uma boa prática instalar um indicador de pressão a jusante da segunda válvula de bloqueio na configuração de isolamento. Isso permitirá uma verificação visual da pressão no momento da manutenção.

Dedicar tempo para isolar adequadamente suas linhas de sistema de fluidos com válvulas de bloqueio pode resultar não apenas em atividades de manutenção mais seguras, mas também em maior tempo de atividade do sistema e rentabilidade da planta. Para aprender como configurar sistemas de fluidos com segurança em sua planta e treinar sua equipe nas melhores práticas, inscreva-se em um curso de treinamento Swagelok fluid system essentials ou entre em contato com seu Centro de Vendas e Serviços Swagelok local.