Una válvula de alivio o válvula de alivio de presión ( PRV ) es un tipo de válvula de seguridad utilizada para controlar o limitar la presión en un sistema; De lo contrario, se podría acumular una presión excesiva y provocar alteraciones en el proceso, fallas en los instrumentos o equipos, explosiones o incendios.
El exceso de presión se alivia permitiendo que el fluido presurizado fluya desde un conducto auxiliar fuera del sistema. La válvula de alivio está diseñada o configurada para abrirse a una presión predeterminada para proteger los recipientes a presión y otros equipos de estar sujetos a presiones que excedan sus límites de diseño. Cuando se excede la presión establecida, la válvula de alivio se convierte en el " camino de menor resistencia " ya que la válvula se abre a la fuerza y una porción del fluido se desvía a través de la ruta auxiliar.
En los sistemas que contienen fluidos inflamables, el fluido desviado (líquido, gas o mezcla de líquido y gas) se recaptura [1] mediante un sistema de recuperación de vapor de alto flujo y baja presión o se conduce a través de un sistema de tuberías conocido como cabezal de antorcha o cabezal de alivio. cabezal a una antorcha central elevada de gas donde se quema, liberando gases de combustión desnudos a la atmósfera. [2] En sistemas no peligrosos, el fluido a menudo se descarga a la atmósfera mediante una tubería de descarga adecuada diseñada para evitar el ingreso de agua de lluvia que puede afectar la presión de elevación establecida, y colocada de manera que no cause peligro al personal.
A medida que se desvía el fluido, la presión dentro del recipiente dejará de aumentar. Una vez que alcance la presión de restablecimiento de la válvula, la válvula se cerrará. La purga generalmente se expresa como un porcentaje de la presión establecida y se refiere a cuánto debe caer la presión antes de que la válvula vuelva a asentarse. La purga puede variar aproximadamente entre un 2% y un 20% y algunas válvulas tienen purgas ajustables.
En sistemas de gas de alta presión, se recomienda que la salida de la válvula de alivio esté al aire libre. En sistemas donde la salida está conectada a una tubería, la apertura de una válvula de alivio generará un aumento de presión en el sistema de tuberías aguas abajo de la válvula de alivio. Esto a menudo significa que la válvula de alivio no volverá a asentarse una vez que se alcance la presión establecida. Para estos sistemas se utilizan a menudo las llamadas válvulas de alivio "diferenciales". Esto significa que la presión solo actúa en un área que es mucho más pequeña que el área de apertura de la válvula. Si se abre la válvula, la presión tiene que disminuir enormemente antes de que se cierre y además la presión de salida de la válvula puede mantenerla abierta fácilmente. Otra consideración es que si se conectan otras válvulas de alivio al sistema de tuberías de salida, pueden abrirse a medida que aumenta la presión en el sistema de tuberías de escape. Esto puede provocar un funcionamiento no deseado.
En algunos casos, la denominada válvula de derivación actúa como válvula de alivio al usarse para devolver todo o parte del fluido descargado por una bomba o compresor de gas a un depósito de almacenamiento o a la entrada de la bomba o compresor de gas. Esto se hace para proteger la bomba o el compresor de gas y cualquier equipo asociado de una presión excesiva. La válvula de derivación y la ruta de derivación pueden ser internas (una parte integral de la bomba o compresor) o externas (instaladas como un componente en la ruta del fluido). Muchos camiones de bomberos tienen válvulas de alivio para evitar la sobrepresurización de las mangueras contra incendios .
En otros casos, el equipo debe protegerse contra la exposición a un vacío interno (es decir, baja presión) inferior al que el equipo puede soportar. En tales casos, las válvulas de alivio de vacío se utilizan para abrir en un límite de baja presión predeterminado y para admitir aire o un gas inerte en el equipo para controlar la cantidad de vacío.
En las industrias de refinación de petróleo , petroquímica y química , procesamiento de gas natural y generación de energía , el término válvula de alivio está asociado con los términos válvula de alivio de presión ( PRV ), válvula de seguridad de presión ( PSV ) y válvula de seguridad :
En la mayoría de los países, las industrias están obligadas por ley a proteger los recipientes a presión y otros equipos mediante el uso de válvulas de alivio. Además, en la mayoría de los países, se deben cumplir códigos de diseño de equipos como los proporcionados por la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos (ASME), el Instituto Americano del Petróleo (API) y otras organizaciones como ISO (ISO 4126), y esos códigos incluyen estándares de diseño para alivio. válvulas. [3] [4]
Las principales normas, leyes o directivas son:
Formado en 1977, el Instituto de Diseño de Sistemas de Socorro de Emergencia [5] era un consorcio de 29 empresas bajo los auspicios del Instituto Americano de Ingenieros Químicos (AIChE) que desarrolló métodos para el diseño de sistemas de socorro de emergencia para manejar reacciones descontroladas. Su objetivo fue desarrollar la tecnología y los métodos necesarios para dimensionar los sistemas de alivio de presión de los reactores químicos, en particular aquellos en los que se llevan a cabo reacciones exotérmicas. Tales reacciones incluyen muchas clases de procesos industrialmente importantes que incluyen polimerizaciones, nitraciones, diazotizaciones, sulfonaciones, epoxidaciones, aminaciones, esterificaciones, neutralizaciones y muchas otras. Los sistemas de alivio de presión pueden ser difíciles de diseñar, sobre todo porque lo que se expulsa puede ser gas/vapor, líquido o una mezcla de los dos, tal como ocurre con una lata de bebida carbonatada cuando se abre repentinamente. Para las reacciones químicas, se requiere un amplio conocimiento tanto de los peligros de las reacciones químicas como del flujo de fluidos.
DIERS ha investigado la dinámica de inicio/desconexión de dos fases vapor-líquido y la hidrodinámica de los sistemas de socorro de emergencia con un extenso trabajo experimental y de análisis. [6] De particular interés para DIERS fue la predicción de la ventilación de flujo de dos fases y la aplicabilidad de varios métodos de dimensionamiento para el flujo instantáneo de vapor-líquido de dos fases. DIERS se convirtió en un grupo de usuarios en 1985.
El Grupo Europeo de Usuarios de DIERS (EDUG) [7] es un grupo de industriales, consultores y académicos principalmente europeos que utilizan la tecnología DIERS. La EDUG comenzó a finales de los años 1980 y tiene una reunión anual. El HSE del Reino Unido ha publicado un resumen de muchos de los aspectos clave de la tecnología DIERS. [8]
Medios relacionados con válvulas de alivio en Wikimedia Commons