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Projeto e validação de válvula industrial do tipo esfera para baixa emissão fugitiva

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Projeto e validação de válvula industrial do tipo esfera para baixa emissão fugitiva

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Título Projeto e validação de válvula industrial do tipo esfera para baixa emissão fugitiva
Autor Teles, Diógenes Barbosa
Orientador Strohaecker, Telmo Roberto
Data 2015
Nível Mestrado
Instituição Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Escola de Engenharia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais.
Assunto Emissões atmosféricas
Ensaios (Engenharia)
Válvulas (Engenharia)
[en] Ball valve
[en] Low fugitive emission
[en] Prototype test
Resumo Nos últimos anos é notável a preocupação mundial com o controle de taxas de emissões fugitivas em equipamentos instalados na indústria do petróleo e gás. Os prejuízos com a perda de produção e impacto ambiental direcionam as empresas do segmento a buscarem projetos mais eficientes, principalmente com relação às válvulas industriais, que são equipamentos utilizados para gerenciamento de fluidos com a função de bloquear, direcionar ou controlar o fluxo de determinado produto fluente em uma planta industrial. As emissões fugitivas são vazamentos de produtos químicos, que se apresentam para atmosfera de forma inesperada ou indesejada em equipamentos. O objetivo deste estudo foi desenvolver e validar um projeto de válvula industrial do tipo esfera para aplicações que requerem baixas emissões fugitivas. Inicialmente foram identificados e avaliados os requisitos apresentados na norma ISO 15848-1, quanto aos ensaios que devem ser executados em protótipo de válvula do tipo bloqueio para qualificação de projeto, onde foi possível elaborar um procedimento de ensaio. Foi realizado o dimensionamento dos sistemas de vedações para um protótipo de válvulas do tipo esfera, Top Entry, Trunnion, bitola NPS 4”, classe de pressão CL600, utilizando como padrões construtivos as normas API 6D, ASME B16.34 e ABNT NBR 15827. Fabricou-se um protótipo deste equipamento o qual foi utilizado na realização dos ensaios de qualificação do projeto. Foram realizados ciclos de abertura e fechamento do obturador da válvula, utilizando a pressão máxima de trabalho, conforme padrões construtivos e como fluido de teste foi utilizado o gás Hélio. Os ensaios foram realizados em uma câmara de ciclagem de válvulas instrumentada com um espectrômetro de massa de Hélio, onde foi possível monitorar e registrar os dados do ensaio, tais como: vazamentos, número de ciclos, pressão de teste, temperatura e torque durante os acionamentos da válvula. Os resultados obtidos com relação aos requisitos da norma ISO 15848-1 foram: número de ciclos 2500 atendendo a classificação CO3, classe de vazamento Classe B, temperatura de qualificação de -29 °C a 200 °C. Também foi realizado a qualificação Fire Test conforme norma ISO 10497 como complemento. Conclui-se que este trabalho atingiu os objetivos pré-estabelecidos quanto à homologação do protótipo e contribuiu com a preservação do meio ambiente, pois a concepção de projetos eficazes, que minimizam as taxas de poluição para a atmosfera, contribuí com a preservação dos ecossistemas.
Abstract In recent years is remarkable worldwide concern over control rates fugitive emissions in equipment installed in the oil and gas industry. The loss of production and environmental impact, leads segment companies to seek more efficient projects, mainly with respect to industrial valves, which are devices used for fluid management with the function to block, to direct or to control the flow of fluent product in an industrial plant. Fugitive emissions are leaks of chemicals which present themselves to atmosphere in a manner unexpected or undesired in equipment. The objective of this study was to develop and validate a model of industrial ball valve design for applications requiring low fugitive emissions. Initially were identified and assessed the requirements of ISO 15848-1 standard, how much to the appropriate tests to be executed on the prototype of block valve for qualification. It was possible to develop a test procedure. It was made the design of the seals systems for a ball valve prototype, type Top Entry, Trunnion, NPS 4", pressure class CL600. Was used API 6D, ASME B16.34 and NBR 15827 as construction standards. A prototype of this equipment has manufactured and used in the realization of design qualification tests. Were performed opening and closing cycles of the valve plug by using the maximum working pressure conform construction standards and was used Helium gas as test fluid. The tests were performed in a valve cycling chamber instrumented with a Helium mass spectrometer, where it was possible to monitor and record the test data as: leaks, number of cycles, pressure, temperature and torque for the valve actuators. The results obtained with respect to the ISO 15848-1 standard requirements were: number of cycles 2500 attending to CO3, classification leakage Class B, qualification temperature of -29 ° C to 200 ° C. It was also performed the qualification Fire Test ISO 10497 standard as a complement. In conclusion, this work has reached the pre-established objective about the approval of the prototype and contributed to the preservation of the environment, because the conception of effective projects that minimize pollution rates to the atmosphere, contributes to the preservation of ecosystems.
Tipo Dissertação
URI http://hdl.handle.net/10183/134891
Arquivos Descrição Formato
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