DIRETRIZ TÉCNICA
VÁLVULAS E CONEXÕES PARA FLUIDOS AQUECIDOS - TEMP. ACIMA 45
oC, CORROSIVOS E PRESSURIZADOS
Revisão: 00 DT.0030
Data: 17/07/2017 Página: 1/8
HISTÓRICO DA ÚLTIMA REVISÃO:
Emissão Inicial
ASSINATURAS:
Elaboração: Aprovação:
David Botassi Pariser/ Ary Jorge Francisco
Butolo Ribeiro / Luis Henrique Nunes Walter Luiz Polonio – Gerente Projetos Corporativo
1. Objetivo
Garantir segurança dos operadores, equipamentos e instalações na área Industrial, com aplicação adequada de válvulas de bloqueio e controle com respectivas conexões para condução fluidos quentes fluidos de processo aquecidos (temperatura acima de 45 o Celsius) corrosivos e/ou pressurizados.
Alia-se aqui as especificações das mangueiras e suas conexões definido na DIRETRIZ TÉCNICA DT.00028.
2. Abrangência
Aplica-se em todas as unidades do grupo.
3. Referências:
PR.EAB. B01 – Manutenção Industrial;
EE.0309 – Especificações de Materiais de Tubulações;
EE.0302 – Fechamento de Flanges e Tampos em Tubulações e Equipamentos;
ASME B16.5 – Pipe Flanges and Flanged Fittings
ASME B16.9 – Factory Made Wrought Steel Buttwelding Fittings
ASME B16.10 – Face-to-Face and End-to-End Dimensions of Valves
ASME B16.11 – Forged Fittings, Socket Welding and Threaded
ASME B16.20 – Metallic Gaskets for Pipe Flanges-Ring Joint, Spiral-Wound and Jacketed
ASME B16.21 – Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges
ASME B16.21 – Nonmetallic Flat Gaskets for Pipe Flanges
ASME B16.25 – Buttwelding Ends
ASME B16.34 – Valves-Flanged, Threades and Weld Ends
ASME B16.47 – Large Diameter Steel Flanges (NPS 26 Through NPS 60)
4. Responsabilidades
Gerente Industrial / Supervisor Industrial.
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Assegurar que o procedimento esteja sendo realizado conforme informações presentes na diretriz técnica.
5. Operacionalização
5.1 - Especificação de conexões das válvulas.
As válvulas de controle e ou manuais utilizadas em tubulações gerais na área industrial devem ser somente de preferencia do tipo esfera de alta qualidade (aprovado fornecedor e modelo conforme criticidade de materiais no sistema de suprimentos), corpo fundido ou forjado com flanes nas extremidades e ou com corpo tri partido que permite soldagem das extremidades com flanges, devendo a fixação destas aos manifolds ou terminais serem sempre realizados com conexões flangeadas conforme ilustra Fig. 1.
Figura 1 – Tipo de conexões de fixação válvulas manuais e de controle para atendimento de sistemas que conduzam fluidos aquecidos (acima de 45 oC) em derivação de redes e ou tubos de distribuição (“manifolds”), com variação de materiais metálicos, sendo proibido a aplicação de conexão roscada.
5.1.1 – TIPOS DE FLANGES.
Os flanges permitidos para esta aplicação necessariamente devem ser dos tipos descritos abaixo:
As conexões flangeadas permitidas na Raízen, devem atender os dimensionais da Norma ANSI/ASME B 16.5 para as respectivas classes de pressão exigidas.
As Figuras 2 e 3 apresentam as imagens dos tipos de flanges aceitos e proibidos, com vista em corte e a designação (Nomes) comerciais.
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Flange “Welding Neck” Flange “Lap Joint” Flange “Socket Welding”
Flange de pescoço Flange para pestana Flange de encaixe para solda Figura 2 – Vista em corte dos flanges
Flange “Slip on” Flange roscado Flange Liso Flange Sobreposto PROIBIDO USO PROIBIDO USO (com ressalto, pescoço) Temperatura > 45 oC Não atende a norma Figura 3 – Vista em corte dos flanges
5.2 - FLANGES APROVADOS POR NORMA - uso em conexões de tubulação para fluidos com temperatura acima de 45 oC:
Flange Welding Neck ou flange de pescoço – Utilização de extrema responsabilidade, como vapor de alta pressão 67 a 100 bar. Deve ser evitado seu uso generalizado, devido custo elevado, e sem justificativa pra aplicações de menor responsabilidade.
Flanges Lap Joint ou flange para pestana – Utilização especifica para conexão de tubulações em aço inoxidável, com uso de pestana.
Flange Socket Welding ou Flange de encaixe – Utilização generalizada, mas utilizado obrigatoriamente para fixação e válvulas do tipo borboleta, pois realiza assentamento dos elastômeros do corpo desta válvula de forma calibrada.
Flange Slip On ou Flange sobreposto – Utilização generalizada, o mais comuns entre os flanges aprovados por norma, e deve ser preferido para conexão de válvulas exceto tipo Borboleta.
5.3 – FLANGES PROIBIDOS - utilização para conexões e condutos com fluidos temperatura acima de 45 oC e seus motivos são:
Flange Roscado – Somente permitido uso para fluidos com temperatura abaixo de 45 oC, como aplicável para redes de ar comprimido galvanizadas, água potável com galvanizado e ou tubulações de plástico. Seu emprego torna-se proibido na área Industrial Raizen pelo motivo de fragilidade quando fluidos conduzidos estiverem com temperatura superior a 45 oC.
Flange Liso – Este flange não é normalizado conforme AMSME ANSI B16.5, e apesar de ser muito similar ao flange sobreposto, são construídos de chapas lisas e não possuem pescoço de reforço para solda na face oposta da vedação. O seu emprego é PROIBIDO, pois vai contra as regras normalizadas.
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Figura 4 – Imagens ilustradas dos tipos de flanges
6 - Especificação de conexões das válvulas.
6.1 - Limitação de diâmetros das aplicações:
A aplicação de válvulas para registro e controle de fluidos quentes e vapor, esta compreendida a uma faixa restrita de diâmetros, entre ¼ a 2 polegadas com referencia a emprego exclusivo transporte de vapor.
6.2 - Especificação das válvulas:
O emprego e especificação detalhada de válvulas para fluidos com temperaturas acima de 45 oC ou em condições críticas, esta definido em sua totalidade no documento de especificação de tubulações conforme E0309.
Este flange não atende as normas vigentes
Este flange não deve ser utilizado para Temp. > 45 oC
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Preferivelmente deve-se utilizar Válvulas com extremidades do corpo flangeadas atendendo normas vigentes, sendo estes unidos na fundição dos corpos (corpo monolítico) e ou flanges soldados nas extremidades, sendo PROIBIDO o emprego de flanges do tipo roscados.
Flanges roscados não devem ser utilizados de nenhuma forma pra fluidos críticos, por apresentar menores resistências mecânicas e mais suscetíveis a ações de corrosão e esforços combinados (dilatação x pressão). Muito menos ainda a soldagem de flanges roscados deve ser realizada em nenhuma hipótese, pois representa elevação do risco por fragilização do conjunto devido acumulo de tensões.
6.3 – Tipo de Válvulas.
Válvula de Esfera
O tipo de válvula recomendado dependerá da classe de pressão e temperatura. Em função destas condições, quando permitido, as Válvulas do tipo esferas (passagem plena ou mesmo reduzida), são as mais indicadas e devem ser preferidas. Esta preferencia se deve a construção do corpo monobloco ou fundida, sendo viável economicamente construção em aço inox forjado ou fundido. Os limites de aplicação estão limitados pela temperatura devido as vedações em Teflon (PTFE) até 180oC ou especialmente Teflon reforçado até 230oC, sem limites de pressão. A grande vantagem destas válvulas é listada:
a- Acionamento de abertura e fechamento com giro de 90 graus.
b- Não possui castelo de vedação, aumento da resistência do conjunto.
c- Possuem garantia superior de estanqueidade e vazamentos.
d- Baixo custos para diâmetros abaixo de 6 polegadas.
Nota:
1 - Válvulas tipo esfera ou esféricas preferencialmente devem ser fornecidas com corpo e flanges solidários, obtidas pelo processo de fundição direta, forjadas ou com flanges soldados nas extremidades. Podem ser fornecidas com extremidades para encaixe de solda, e neste especifico caso devem ser do tipo tri partida, e os flanges e tubulações e respectivos conexões flangeadas soldados na unidade com critério de qualidade da soldagem (materiais e procedimentos).
2- Fica proibido a união por soldagem de materiais de famílias distintas, especialmente aço carbono com aço inoxidável, devido risco de fragilização por formação de terceira estrutura metalográfica de baixa resistência mecânica.
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Figura 5 – PROIBIDO USO de Válvula de esfera
com extremidade roscada Figura 6 – Válvula de esfera passagem plena manual corpo fundido.
‘
Figura 7 – Válvula Globo corpo e flange fundidos (monobloco)
Figura 8 – Válvula Globo corpo forjado e extremidades flangeadas soldadas.
Válvulas Proporcionais ou lineares.
Alternativamente as válvulas Globo, macho e agulha veem em segunda posição.
Suas desvantagens conflitam com itens descritos acima das Válvulas de esfera.
São válvula preferidas para aplicações que exijam alta temperatura (acima de 200 oC e pressões acima de 12 bar).
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Outras Válvulas e dispositivos.
Não recomenda-se para este atendimento o uso de Válvulas do tipo Gaveta, em função da sua dificuldade de estanqueidade para ações repetidas com alta frequência.
Especificamente para drenos de equipamentos em condições críticas, onde são realizados drenagem somente uma vez por ano, recomenda-se neste caso o emprego de conexão flangeada com terminal cego (Flange Cego), que somente deverá ser acionado (desmontado), primeiramente com equipamento resfriado no momento da descarga, e realizado ação por operador/mecânico autorizado em posição segura e protegido por EPIs requeridos. Motivo, o uso de válvulas que não são acionadas periodicamente representa elevado risco por motivo de corrosão e ou sedimentação de sólidos, elevando risco da operação.
Tipos Válvula e materiais não permitidos
Tipo - Válvulas tipo borboleta, não devem ser utilizados em condições criticas.
Materiais - Válvulas fundida em Bronze ou Latão, ferro fundido e materiais poliméricos (plásticos) não devem ser utilizadas em condições críticas, exceto aplicações de redes químicas que exijam o emprego somente de materiais plásticos.
7 – Critério de Criticidade.
A identificação da criticidade de válvulas será realizada com base nos parâmetros abaixo definidos aqui.
Tabela 1 -
CRITICIDADE EM FUNÇÃO DA CARACTERISTICAS DO FLUÍDO E TEMPERATURA:
Fluido e sua agressividade Temperatura Grau de Criticidade Fluido Quimicamente agressivo Acima de 60 oC 3
Fluido passivo quimicamente Inócuo Acima de 45 oC 2 Fluído passivo quimicamente Inócuo Abaixo de 45 oC 1 Tabela 2 -
CRITICIDADE MATERIAIS DE FABRICAÇÃO E OU HISTÓRICO DE ACIDENTES.
Materiais básicos Frequência de falhas Grau de Criticidade
Poliméricos (plásticos) Alta 3
Aço carbono Média 2
Aço Inoxidável/ Aços Baixa liga Baixa 1
Tabela 3 -
PLANILHA RESULTANTE DA CLASSIFICAÇÃO DE RISCO
(Resultado da multiplicação dos fatores da Tabela 1 com Tabela 2) RESULTADO NUMÉRICO DA MULTIPLICAÇÃO DOS
CRITÉRIOS
CLASSIFICAÇÃO DO RISCO
9 Muito Alto
6 Alto
3 e 4 Médio
2 Baixo
1 Desprezível
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A avaliação realizada conforme método acima está consolidada na TB.GE.0029, publicada no SE Suite, pasta TB - Tabelas;
