Relatório de plano de trabalho



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Superintendência de Divulgação e Comunicação Institucional – SCI

Coordenadoria de Tecnologia e Formação de Recursos Humanos - CTC

PRH-ANP/MCT nº

14





PLANO DE TRABALHO DE PESQUISA


1 – IDENTIFICAÇÃO

Nome do Bolsista

Rodrigo Albuquerque Barbosa de Sá

Matrícula

2007.1456-7

Título do Programa


Engenharia de Processos em Plantas de Petróleo e Gás Natural

Título do Curso / Especialização

Graduação em Engenharia Mecânica

Instituição

Universidade Federal do Rio Grande do Norte

Sigla
UFRN


Nome do Orientador (1)


Luiz Pedro de Araujo

Nome do Orientador (2)

Walter Link





2 – TÍTULO DO TRABALHO

Projeto de uma bancada para calibração de válvulas de segurança e alívio






3 – INTRODUÇÃO / OBJETIVO (no máximo 1 página)

Com o país em forte crescimento industrial, logo surge à necessidade de adequação às normas vigentes para maior segurança e controle por parte das instituições reguladoras. Em maio de 1984 a NR 13 foi aprovada. Nela constam todos os requisitos que um vaso de pressão e/ou uma caldeira deve cumprir. No item 13.1.4 da NR-13 diz que: “Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) válvula de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior a PMTA; (113.071-4)...”.

Portanto, como todo vaso de pressão e caldeira trabalha sob pressão, surge a necessidade por norma de que as válvulas de segurança e alívio estejam devidamente calibradas e certificadas, geralmente anualmente.

As válvulas de segurança e alívio existem desde 1682 quando foi inventado pelo físico francês Denis Papin. Na indústria de petróleo e gás sempre foram de vital importância, porque a função de toda válvula de segurança instalada em caldeira ou em processos industriais é de aliviar o excesso da pressão, devido ao aumento da pressão de operação ate um limite pré-estabelecido no projeto do mesmo, portanto elas são responsáveis pela segurança, monitoramento e controle da planta petrolífera, acima de tudo para a proteção de vidas.

Logo o nosso desafio é de projetar uma bancada de calibração de válvulas de segurança e alívio que atenda todas as faixas de pressão, baixo custo quando comparada com as bancadas já existentes no mercado atual de metrologia, alem suprir as necessidades das indústrias em menor tempo possível, podendo servir também como uma bancada para calibração de manômetros de determinadas faixas de pressão em campo.









4 – RELEVÂNCIA DO TEMA / JUSTIFICATIVA (no máximo 1 página)

Na indústria de petróleo e gás já ocorreram vários acidentes envolvendo vitimas fatais, porque a válvula de segurança e/ou alívio não “abriu suas vias”. Portanto com esse projeto pretendemos projetar e construir uma bancada que atenda todas as exigências, assim contribuindo para o desenvolvimento local e regional. Logo, é de suma importância que a válvula de segurança e alívio esteja devidamente calibrada e certificada, pois são elas que garantem a segurança em seu ultimo estagio para os operários, planta indústria e meio ambiente.







5 – ESTADO DA ARTE E METODOLOGIA (no máximo 3 páginas)




  • ESTADO DA ARTE

DEFINIÇÕES

Ambas funcionam através de mola, quando a pressão no bocal é igual ou maior a pressão de abertura. O disco e deslocado devido à compressão da mola, portanto havendo escape do fluido. Quando a pressão diminui e não causa uma compressão da mola, logo a válvula se fecha, voltando ao regime de trabalho.



Válvula de segurança (Pressure Safety Valve-PSV )

As válvulas de segurança são dispositivos que abrem suas vias a uma pressão pré-estabelecida. As PSV’s são utilizadas para fluidos compressíveis e sua característica é a abertura instantânea “POP”, uma vez atingida a pressão de abertura. Como o fluido e compressível ele e alojado numa câmara ate que a pressão da mesma seja suficiente para o deslocamento rápido do disco.



Válvulas de alívio ( Pressure Relief Valve- PRV)

As válvulas de alivio são utilizadas para fluidos incompressíveis, portanto a abertura e progressiva e proporcional com o aumento da pressão, acima da pressão de abertura.



NOMENCLATURA DE TERMOS TECNICOS PARA VALVULAS DE SEGURANÇA E ALÍVIO

A seguir iremos demonstrar alguns termos técnicos indispensáveis para a calibração e operação das válvulas de segurança e alívio.



Abertura ou elevação (lift)

Deslocamento axial do disco de repouso até aquela alcançada devido a pressão de descarga.



Acumulação (Accumulation)

Maximo aumento acima da pressão de máxima de trabalho permitida durante a descarga da válvula de segurança. A NR-13 diz que em algumas situações a válvula deve ser submetida ao teste de acumulação.



Batimento (Chatter)

Operação anormal da válvula caracterizada pela abertura e fechamento sucessivos, podendo causar sérios danos à válvula.



Chiado (simmer)

Vazão do fluido entre as superfícies do disco com o bocal que ocorre logo abaixo da pressão de abertura da válvula.



Contrapressão (back pressure)

Pressão existente na conexão de descarga da válvula, que é resultado do somatório das contrapressões do sistema.

Contrapressão desenvolvida ( built-up back pressure )

É a pressão na conexão de descarga da válvula no instante que a mesma é solicitada a operar.



Contrapressão superimposta (superimposed back pressure)

Pressão na conexão de descarga antes da válvulas abrir, podendo ser resultante de outra fontes de descarga. Pode haver a contra pressão variável ou constante.



Contrapressão variável (variable back pressure)

È a contrapressão superimposta variável no tempo.

Contrapressão constante (constant back pressure)

È a contrapressão superimposta que não varia perceptivamente durante o tempo.

Diferencial de alívio (blowdown)

É a relação entre a pressão de abertura e de fechamento, podendo ser expressa em porcentagem ou unidades de pressão. O código ASME na seção I exige 4% ou 4 psi, o que for maior para o diferencial de alivio em caldeiras.

Pressão de abertura (set pressure)

Pressão manométrica na qual a válvula abre suas vias sob condições operacionais. Para líquidos é a pressão que a válvula começa a abrir suas vias nas condições de serviço, já no caso de gases é a pressão que a válvula abre rapidamente “pop” nas condições de serviço.

A NR -13 diz que: “Constitui risco grave e iminente a falta de qualquer um dos seguintes itens: a) válvula ou outro dispositivo de segurança com pressão de abertura ajustada em valor igual ou inferior à PMTA, instalada diretamente no vaso ou no sistema ... ”

Pressão de Ajuste (cold differential test pressure)

Pressão manométrica que a válvula abre na bancada de testes, sem contrapressão e na temperatura ambiente.

Sobrepressão (overpressure)

É a pressão acima da pressão de abertura durante a descarga da válvula de segurança, é expressa em porcentagem da pressão de abertura, podendo variar dependendo do modelo da válvula e da norma vigente. Para válvulas de segurança instaladas em caldeiras a sobrepessão é de 3%.



Pressão de Alívio (relief pressure )

É o somatório da pressão de abertura com a sobrepressão, ela é medida na entrada da válvula quando a sua capacidade de alivio é acançada, ou seja, quando a pressão permanece constante.



Pressão de Fechamento (reseating pressure)

É a pressão manométrica acima da pressão de trabalho na entrada da válvula, assim fechando o contato entre o disco e o bocal, logo não havendo mais fluxo.



Pressão Máxima de trabalho permitida ou PMTP (maximum allowable working pressure )

É definida como sendo a máxima pressão manométrica para o regime de trabalho, de acordo com os requisitos do projeto. O equipamento não poderá operar acima desta pressão, conseqüentemente a válvula de segurança deverá abrir suas vias para redução da pressão.

Pressão de operação ( operating pressure )

É a pressão atuante sobre a válvula em condições normais de trabalho.



  • METODOLOGIA

Aguardando a definição final do projeto, juntamente com o estudo das normas vigentes para calibração de válvulas de segurança e alívio, e dimensionamento da bancada.








6 – ETAPAS (no máximo 2 páginas)

Foram realizadas pesquisas bibliográficas a fim de buscar fundamentação teórica para o trabalho. A bancada esta em fase de projeto e ajustes para adequar-se a variedade das válvulas utilizadas na indústria. Esperamos terminar a fase de projeto para logo em seguida iniciar a construção e teste na bancada.






7 – CRONOGRAMA DE TRABALHO (no máximo 1 página)




Atividade

Trimestre

















Revisão Bibliográfica

OK

 OK

X




X










Disciplinas





OK

 OK

 X

 X

 

 

Projeto da bancada




X

X

 X

 X

 

 

Experimentos no Laboratório com a bancada

 



 



 

 

 X

 X

Realização de planejamento e pojeto

 





X

X

X






Análise de Resultados

 











X

 X




Redação de monografia, artigos científicos e de divulgação e relatórios

X

 X

 

X

X

X






Estágio

 







 

 

X

X

 X







8 – DISCIPLINAS DA ESPECIALIZAÇÃO (listar as disciplinas complementares obrigatórias para o PRH-ANP que pretende cursar)



Metrologia

Calculo de Incerteza

Metrologia da Pressão

Transferência de calor computacional

Introdução à Engenharia de Petróleo

Seminários de Petróleo e Gás Natural









9 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS




  • Inspeção de válvulas de segurança e alívio; VER. B; Maio/97; N-2368;

  • Caldeiras e Vasos de pressão; NR-13;

  • Curso: Válvula de segurança e alívio de pressão; Instituto Brasileiro de petróleo e gás; Fernando Teixeira Gazini;

  • Vocabulário Internacional de Termos Fundamentais e Gerais da Metrologia – VIM, portaria INMETRO 029 de 1925;







10 – OBSERVAÇÕES PERTINENTES (por exemplo recursos financeiros envolvidos etc)



Local
Natal


Data
_19/11/2008_______






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