Norma API – 527

1

INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE VÁLVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO

Válvula de segurança: é um dispositivo automático de alívio de pressão, ativado pela

pressão estática de entrada e caracterizada por uma ação de disparo ou por uma abertura rápida com

gases compressíveis.

Válvula de alívio: é um dispositivo automático de alívio de pressão acionado pela pressão

estática de entrada e cuja abertura é proporcional ao aumento de pressão em relação à pressão de

abertura. É usada geralmente em aplicações com fluidos compressíveis.

Válvula de alívio e segurança: é um dispositivo automático de alívio de pressão,

caracterizado por uma abertura rápida ou uma ação de disparo, ou pela abertura proporcional ao

aumento de pressão em relação à abertura, dependendo da aplicação, bem como, retornar

automaticamente à sua posição fechada, e assim evitar um fluxo posterior de fluido, após haverem

sido restabelecidas as condições normais de operação.

Sobrepressão: é um incremento percentual sobre a pressão de ajuste, no qual a válvula terá

atingido sua plena capacidade de descarga.

Pressão de ajuste: é a pressão de entrada, na qual a válvula de alívio de pressão é ajustada

para abrir nas condições de serviços. Em válvulas de segurança e a pressão de ajuste é a pressão de

entrada na qual possui o ponto de explosão (pop), nas condições de serviço em válvula de alívio, a

pressão de ajuste é a pressão de entrada na qual a válvula inicia a descarga (fluxo contínuo), nas

condições de serviço.

Pressão diferencial de ajuste a quente: é a pressão diferencial entre a pressão de ajuste e a

contrapressão constante superimposta. Somente é aplicável quando uma válvula de alívio e

segurança do tipo convencional estiver sendo utilizada em serviço, e com uma contrapressão

constante superimposta.

Norma API – 527

2

Pressão diferencial de ajuste a frio: é a pressão estática de entrada na qual a válvula de alívio

e segurança é ajustada para abrir em dispositivos (bancadas) de teste, na temperatura ambiente e

descarregamento para a atmosfera. Inclui a compensação par compressão constante, caso requerida,

e a temperatura de operação de entrada ou ambas.

Diferencial de alívio (Blowdown): é o valor em porcentagem da pressão de ajuste que

determina a pressão na qual a válvula a ser fechada.

Contrapressão: é a pressão estática existente na saída de um dispositivo de alívio de pressão

devido à pressão no sistema de descarga.

Contrapressão constante: é a contrapressão que não se altera sensivelmente sobre qualquer

condição de operação estando a válvula de alívio de pressão fechada ou aberta.

Contrapressão variável: é a contrapressão que pode alterar-se sensivelmente quando a

válvula está aberta ou fechada.

Contrapressão desenvolvida: é a contrapressão existente na saída da válvula, ocasionada

pelo fluxo no sistema de descarga.

Contrapressão superimposta: é a pressão estática existente na saída da válvula no momento

da abertura, como resultado de outras fontes de pressão no mesmo sistema.

DESCRIÇÃO DOS ITENS FUNDAMENTAIS DO PROCESSO

Propósito

A norma API 527 determinação do assento de válvulas de alívio e segurança, de aço,

flangeadas, para uso em plantas químicas, petroquímicas e de petróleo os graus de aceitação de

vazamentos metal/metal, para pressões de ajuste até 1480 psig.

Norma API – 527

3

Aparelho de Teste

Uma montagem típica para teste de vedação de válvulas de alívio e segurança é mostrado na

figura 1. A medição do vazamento será feita como uso de um tubo 5/16 in (externo),com parede de

0.035 in. O terminal do tubo deve ser cortado em esquadro e não ter rebarbas. Deve estar paralelo e

a 1/2 in abaixo da superfície da água.

Com a válvula montada verticalmente, conforme mostrado na figura 1, o grau de vazamento

em bolhas por minuto deve ser determinado com pressão na entrada da válvula de alívio e de

segurança, a 90% da pressão de ajuste, imediatamente após a abertura total (pop), exceto para as

válvulas com pressão de ajuste de 50 psig ou abaixo, nas quais a pressão total deve ser mantida a 5

psig abaixo da pressão de ajuste,imediatamente após a abertura total. A pressão de teste deve ser

aplicada durante 1 minuto (mínimo) para as válvulas até o tamanho de 2 in (entrada), 2 minutos

para os diâmetros 2 ½ in, 3 in e 4 in, e 5 minutos para diâmetro de 6 in e 8 in. Como fluido de teste

deve ser usado ar e a temperatura ambiente. As válvulas de alívio e segurança têm a vedação

comprovada por um teste quantitativo de vazamento. O fluido de teste, passando através de uma

válvula montada,é coletado e medido sob as seguintes condições de teste:

A válvula a uma pressão de teste igual a 90% a pressão de ajuste (a frio). Válvulas com

pressão de ajuste menor que 50 psig são reajustadas a 5 psig abaixo, com uma pressão de

teste mínima de 2 psig.

Norma API – 527

4

A pressão de teste para detecção de vazamento é mantida durante um período nunca inferior

a 10 minutos,

O grau máximo de vazamento permissível não deve exceder 10 cm por hora, por polegada

do diâmetro nominal da entrada da válvula. Para diâmetros nominais de uma polegada ou

menos, o diâmetro não deve exceder 10 cm por hora.

Manutenção

REMOÇÃO DA VÁLVULA NO CAMPO

Solte e remova os parafusos do flange de descarga;

Solte e remova os parafusos de fixação da válvula no flange;

Com uma corda, amarre o corpo e entrelace o castelo da válvula, de forma a permitir que,

quando da remoção, ela permaneça na posição vertical;

A remoção e transporte das válvulas para a oficina é executada de maneira que as válvulas

permaneçam sempre em posição vertical. Dessa maneira, o teste de recepção da válvula será mais

confiável.

RECEPÇÃO

Instale a válvula na bancada de teste, tome o relatório da última calibração e execução o

teste de RECEPÇÂO, anotando os resultados obtidos na ficha de avaliação. Verifique se os

manômetros estão com etiquetas de aferição dentro do prazo de validade de seis meses. Baixe o

anel de regulagem ao máximo para evitar o “pop”. Coloque um flange com espessura fina na

descarga da válvula, e neste flange um tubo direcionado para um recipiente com água (figura 1).

Libere a pressão do pulmão da banca para o interior da válvula controlando-a pelos manômetros.

MANUTENÇÃO

Norma API – 527

5

Fixe a válvula na bancada de inspeção e inicie a desmontagem (conforme anexo 1). Tire os

pinos de fixação do garfo e da alavanca de abertura manual, solte os parafusos e remova o capuz,

após remova da haste e porca e a arruela;

Tome um ponto de referencia, meça e anote a distância do topo do parafuso regulador até a

superfície do castelo. Afrouxe a porca e o parafuso regulador até descomprimir a mola . Solte as

porcas, remova o castelo e a mola com os suportes. Puxe manualmente a haste para cima. Neste

momento desprenderá do corpo da válvula o disco de guia, o suporte do plug e o plug. Desconecte a

haste do suporte do plug, separe o disco de guia do suporte do plug com a mão esquerda e com a

direita solte o plug;

Prenda o corpo da válvula pelo flange de descarga na bancada de inspeção, remova o

parafuso trava do anel de regulagem e saque o anel de regulagem, com uma chave de grifo solte o

bocal;

Com as peças limpas, inspecione-as atento para desgastes, rolamentos, trincas e empenos

nas peças. Solicite à avaliação é feita manualmente em discos de ferro fundido com ranhuras

impregnados com pasta de diamante. Na lapidação do plug os movimentos sobre o disco devem ser

em forma de oito e no bocal movimento circular. A lapidação estará correta quando olharmos a

peça lapidada sob a lente óptica e observarmos no máximo duas bandas de interferência de luz;

Coloque o anel de regulagem no bocal, monte o bocal no corpo da válvula protegendo a

seguir a sede do mesmo com papel macio.

Lubrifique o assentamento do plug com Molykote spray e monte-o no suporte do plug,

coloque o disco de guia e monte a haste no suporte do plug. Coloque o conjunto sobre o corpo da

válvula, verifique se o disco de guia está corretamente alojado ao corpo da válvula. Mantenha a

haste na vertical e posicione o suporte inferior até o batente da haste. Coloque a mola e o suporte

superior, com o cuidado de não bater no topo da haste, fixando-o no corpo da válvula, observando

que o torque nas porcas sejam iguais. Isso garante o alinhamento correto do disco de guia o bocal da

válvula. Neste momento aplique carga à mola através do parafuso de regulagem, até o mesmo

chegar á posição anterior medida.

No caso de haver dano/reparo em qualquer componente interno ou no corpo da válvula de

segurança, o responsável pelo serviço deverá comunicar ao facilitador do Time de

Oficiais/Engenharia de Avaliação e/ou ao profissional habilitado.

Norma API – 527

6

TESTE DE CALIBRAÇÃO

Eleve lentamente a pressão até a abertura da sede, controlando pelo manômetro a pressão de

abertura. Caso não chegar na pressão desejada, pare, despressurize a válvula e gire o parafuso de

regulagem no sentido horário ½ volta, fazendo a mola receber uma carga maior. Assim proceder,

até que se chegue à abertura da pressão desejada. Coloque novamente o flange com a espessura fina

na descarga da válvula (figura 1) e suba a pressão lentamente até o borbulhamento da água,

verificando a estanqueidade por contagem de bolhas por minuto. Para válvulas com anel de

regulagem verificar tabela do fabricante, fazer a contagem dos dentes através do furo trava com

uma chave de fende ou algo similar. Monte o garfo e a alavanca de abertura manual. Regule a porca

da haste, observando uma folga de 1 mm entre ela e o garfo. Lacre na válvula o pino de fixação da

alavanca e o parafuso de trava do anel de regulagem.

MONTAGEM DE CAMPO

Ao transportar as válvulas para a área as mesmas devem permanecer na posição vertical.

Sempre que possível levar as válvulas em dispositivo apropriado para transporte. Preparar e limpar

os flanges, substituindo as juntas RTJ (oval). Posicionar a válvula sobre o flange, colocar os

prisioneiros e fixa-los uniformemente, em sentindo de cruz, para garantir uma perfeita vedação

entre os flanges.

Emitir relatório na conclusão do serviço:

Acompanhar a pressurização do equipamento atentando para possíveis vazamentos pelo

flange da válvula.

Limpe a área usada para a manutenção.

Complete e entregue o relatório de calibração, atentando para o preenchimento correto dos

valores obtidos na recepção e calibração da válvula.

Atualizar as informações relativas ás válvulas no banco de dados eletrônico de controle das

PSV’s e TSV’s.

TESTE DE CALIBRAÇÃO NO CAMPO DE CALDEIRAS E FORNOS

Norma API – 527

7

O procedimento normal para testar válvulas de segurança na caldeira é travar todas as

válvulas exceto aquela que será testada. Entrando, como uma medida de segurança, caso seja

desejado ter uma válvula adicional livre para operação, a válvula com a pressão de ajuste mais alta

pode ser ajustada e deixada destravada enquanto que as outras estão sendo testadas.

Para travar uma válvula é necessário primeiramente remover o capuz.

CUIDADO: o travamento deve ser feito com o máximo cuidado ou pode ocorrer uma danificação

considerável. Para assegurar que a válvula não abrirá, uma Força Mínima deve ser aplicada ao

dispositivo de trava.

OBS:para algumas válvulas grandes e/ou de alta pressão, pode ser necessário apertar o parafuso

trava com uma chave para substituir o aperto manual.

Quando a pressão de abertura é alterada, um pequeno ajuste do diferencial de alívio pode ser

necessário. Ao aumentar a pressão de abertura, o diferencial de alívio aumenta, e ao baixar a

pressão de abertura,o diminui.

Uma mudança de menos de 5 libras, geralmente, no requer nenhum ajuste.

CUIDADO: nunca faça nenhum, juste no anel quando a caldeira estiver sob pressão sem travar a

válvula corretamente.

Se o diferencial de alívio não estiver como o desejado quando a pressão de juste for obtida, será

necessário ajustar os anéis.

O anel superior ou da guia é o principal anel de controle do diferencial de alívio. Para mudar

sua posição, remova o parafuso trava deste anel na parte de trás do corpo da válvula. Coloque uma

chave de fenda ou ferramenta similar e encaixe um dos dentes (podem ser vistos através do furo do

parafuso trava). O anel pode então ser girado para a direita ou esquerda, como desejado. O anel da

guia não deve ser girado mais do que dez dentes de qualquer lado sem testar a válvula novamente.

Após cada ajuste, sempre troque e aperte o parafuso de ajuste, tomando cuidado para que sua ponta

encaixe num detalhe e não fique no alto de um dente.

Ao girar-se o anel da guia (superior) para a direita, ele sobe e diminui o diferencial de alívio.

Ao girar-se o anel da guia (superior) para a esquerda, ele baixa e aumenta o diferencial de

alívio.

Se o anel da guia é levantado muito alto, tentando diminuir o diferencial de alívio, ele não

mais controlará a válvula, e um novo levantamento não terá efeito. O curso pode ser pequeno e o

fechamento ser indefinido e prolongado. Isto pode ser corrigido baixando-se o anel.

Norma API – 527

8

Qualquer válvula de segurança é travada com um anel inferior ou do bocal que permite um

ajuste bem apertado quando as condições de operação assim o pedem. Este anel é cuidadosamente

ajustado antes de a válvula deixar a fábrica e raramente requer ajuste. Deve ser encarado como um

meio de ajuste. Deve ser encarado como um meio de ajuste preciso, já que seu objetivo principal é

evitar o “escape” ou “chiado” antes da “abertura” sem muito efeito no diferencial de alívio.

Nenhuma tentativa deve ser feita para eliminar um pequeno “chiado”. O anel do bocal é ajustado,

removendo-se o parafuso trava e girando o anel com uma chave de fenda. Ao gira-lo para a direita,

ele sobe a aumenta a força de abertura e assim elimina o “chiado”.o anel do bocal deve ser movido

somente um dente por vez, e a ação da válvula conferida após cada ajuste;

Em válvulas de alta pressão, o anel do bocal pode ser muito útil para reduzir o diferencial de

alívio. Para reduzir o diferencial de alívio, gire o anel do bocal para a esquerda (abaixe-o) um dente

por vez até que a válvula comece a “chiar” antes de abrir. Quando este dente for alcançado, levante

o anel um dente. Qualquer ajuste adicional deve ser feito com o anel superior ou da guia. Este

método dará o menor diferencial de alívio possível.

Válvulas do superaquecedor deve ser ajustadas no vapor que está superaquecido próximo à

temperatura de operação. Isto é essencial porque os ajustes do anel necessários para vapor saturado.

Sempre que os ajustes do anel forem trocados, um registro deve ser conservado com o

número de dentes e o sentido no qual o anel é movido. Isto tornará possível voltar ao ajuste original

em caso de erro.

No caso de haver dano/reparo em qualquer componente interno ou no corpo da válvula de

segurança, o responsável pelo serviço deverá comunicar ao facilitador do Time de

Oficinas/Engenharia de Avaliação e/ou ao profissional habilitado.

Norma API – 527

9

Figura 1

1. Capuz

2. Parafuso de Regulagem

3. Contra Porca

4. Castelo

5. Suporte da Mola

6. Mola

7. Haste

8. Guia

9. Fole

10. Suporte do Disco

11. Disco

12. Parafuso Trava

13. Anel de Regulagem

14. Corpo

15. Bocal

16. Trava GAG