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EQUIPOS PARA GAS, S.A. DE C.V.
BIENVENIDOS
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CALCULO VALVULAS DE SEGURIDAD
TLALNEPANTLA, EDO. DE MEX. 2009
ING. MARCO ANTONIO CHAGOYA M.
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Requerimientos para Válvulas de Alivio de Presión
Todo recipiente utilizado para almacenar o
transportar Gas-LP debe estar protegido por una
válvula de alivio de presión. Estas válvulas
deben proteger contra el desarrollo de
condiciones peligrosas que pudieran ser
ocasionadas por cualquiera de las siguientes
condiciones
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Presión hidrostática debido al sobrellenado o a
la retención de líquido entre dos puntos.
Alta presión como consecuencia de exponer el
recipiente a calor excesivo externo.
Alta presión debido al uso del combustible
incorrecto.
Alta presión debido al purga incorrectamente el
recipiente.
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Las válvulas de alivio de presión son calibradas
y selladas por el fabricante para operar a una
presión específica de comienzo-a-descarga de
acuerdo a los reglamentos y normas vigentes.
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Existen diferentes tipos de válvulas de relevo de
presión para las diferentes capacidades y tipos
de recipientes.
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OPERACIÓN   Esta regulación de presión, que
está marcada en la válvula de alivio, depende del
requerimiento del diseño del recipiente a ser
protegido por la válvula de alivio. Si la presión
del recipiente alcanza la presión de
comienzo-a-descarga, la válvula de alivio se
abrirá levemente a medida que el disco de sello
comienza a separarse un poco del asiento. Si la
presión continúa subiendo a pesar de la descarga
inicial a través de la válvula de alivio, el
disco de sello se moverá a una posición
completamente abierta con un pop repentino. De
este sonido agudo se deriva el término
acción-pop. Ya sea que la válvula de alivio se
abra levemente o completamente, ésta comenzará a
cerrarse si disminuye la presión del recipiente.
Después que la presión haya disminuido
suficientemente, el resorte de la válvula de
alivio forzará el disco de sello contra el
asiento para evitar que se escape más producto.
La presión a la cual la válvula se cierra
herméticamente se llama presión de resello o de
blow-down.
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Generalmente, la presión de resello será más baja
que la presión de comienzo-a-descarga. La presión
de resello puede ser, y en muchos casos es,
adversamente afectada por la presencia de tierra,
óxido, u otras partículas que se alojan entre el
asiento y el disco. Esto interfiere con el debido
asentamiento del disco en el asiento, y
generalmente la presión en el recipiente deberá
disminuir a una presión más baja antes que el
resorte incruste partículas en el material
resiliente del disco de sello y cierre tan
apretado que no permita fugas. El grado en el
cual la presencia de suciedad disminuye la
presión de resello, depende, naturalmente, del
tamaño de las partículas que interfieran.
Si la válvula de alivio continúa desfogando a una
presión más baja que su calibración de
comienzo-a-descarga deberá ser reemplazada.
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CALCULO PARA LA SELECCIÓN DE VALVULAS DE
SEGURIDAD EL VOLUMEN DE DESCARGA QUE SE REQUIERE
PARA UN RECIPIENTE SE DETERMINA CALCULANDO EL
ÁREA DE SUPERFICIE DEL RECIPIENTE
PARA TANQUE DE ALMACENAMIENTO CON CABEZAS
SEMIESFERICAS, SE UTILIZARA LA SIGUIENTE FORMULA
A L X D X
DONDE A AREA TOTAL EN PIES² L LONGITUD
TOTAL EN PIES D DIAMETRO EN PIES 3.1416
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L LONGITUD TOTAL EN PIES
D DIAMETRO EN PIES
L 29.80 Mts, D 3.38 Mts.
FACTOR DE CONVERSIÓN DE METROS A PIES 3.281
REALIZANDO LA CONVERSIÓN DE LA LONGITUD Y EL
DIAMETRO A PIES, TENEMOS
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L 29.80 x 3.281
97.77
PIES
D 3.38 x 3.281 11.09 PIES
CALCULANDO AHORA EL AREA TOTAL DEL RECIPIENTE,
TENEMOS
A 97.77 x 11.09 x 3.1416
3,416.41 PIES²
BUSCANDO ESTE VALOR EN LA SIGUIENTE TABLA,
ENCONTRAREMOS EL VOLUMEN DE DESCARGA QUE SE
REQUIERE PARA ESTE RECIPIENTE
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TABLA DE VAORES DE DESPLAZAMENTO DE AIRE EN PIES
CUBICOS POR MINUTO EN BASE A EL AREA DEL
RECIPIENTE
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COMO OBSERVAMOS, EL VALOR CALCULADO NO SE
ENCUENTRA EN ESTA TABLA, POR LO TANTO, AHORA
UTILIZAREMOS LAS SIGUIENTE FORMULA
PCM 53.632A0.82
SUSTITUYENDO VAORES TENEMOS
PCM 53.632 x (3,406.41)0.82
PCM 53.632 x 787.92
42,257.81 PCM/AIRE
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CON ESTE VALOR CALCULADO, SELECCIONAMOS LA(S)
VALVULA(S) DE SEGURIDAD EN EL CATALOGO DEL
PROVEEDOR (SE ANEXA COPIA)
EN EL CUAL ENCONTRAMOS QUE LA VALVULA DE
SEGURIDAD MODELO A3149G DE 21/2" (64 MM), TIENE
UN DESPLAZAMIENTO EN PCM/AIRE 9,250 DE ACUERDO
A "UL" (Underwriters Laboratories) Y DE
ACUERDO A "ASME" PCM/AIRE 9,133
POR LO TANTO, TOMANDO COMO BASE ESTE ULTIMO VALOR
SE REQUIEREN
42,257.81 / 9133 4.6 5 VALVULAS
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AHORA, CALCULEMOS EL NUMERO DE VALVULAS EN BASE
AL VALOR DE UL, QUE ES DE 9,250 PCM, POR LO
TANTO TENEMOS
42,257.81 / 9,250 4.56 5 VALVULAS
PERO, RECORDEMOS QUE LAS NOM-012/1 Y 012/2
-SEDG-2004 QUE SE REFIERE A LA FABRICACION DE
RECIPIENTES PARA ALMACENAMIENTO DE GAS L.P., NOS
DICE QUE DEBE DE EXISTIR UNA VALVULA DE SEGURIDAD
EN STAND BY, CON EL FIN DE QUE FACILITE EL
MANTENIMIENTO DE LAS DEMAS VALVULAS, O SEA EL
RECIPIENTE SIEMPRE DEBE ESTAR PROTEGIDO AL 100
DE ALGUNA SOBREPRESION
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POR LO CUAL EN ESTE TIPO DE RECIPIENTES SE
INSTALAN DOS MECANISMOS MULTIPORT CON CUATRO
VALVULAS DE SEGURIDAD COMO OBSERVAMOS EN LA
SIGUIENTE IMAGEN
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VALVULAS DE RELEVO DE PRESION ??
DEFLECTOR ?
SELECTOR VALVULA ?? (MANIVELA)
??DISCO ASIENTO SELECTOR VALVULA
PURGA ?
???MECANISMO MULTIPORT
TAPON PROTECTOR ?
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Inspeccione con Regularidad
Inspeccione las válvulas de alivio con
regularidad. Reemplace inmediatamente aquellas
válvulas que no sean seguras o si tiene alguna
duda acerca de ellas. Use su sentido común e
instale correctamente
Si se sabe que una válvula de alivio de presión
ha descargado presión, la válvula de alivio al
igual que el sistema entero, deben inmediatamente
ser inspeccionados a fondo para determinar la
causa de la descarga. En caso que la descarga
se deba a un incendio, la válvula se debe remover
de servicio y se debe reemplazar.
Las válvulas de alivio deben ser inspeccionadas
por lo menos una vez al año
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Si existe alguna duda acerca de la condición de
la válvula, ésta debe reemplazarse. Se debe usar
protección para los ojos al efectuar inspección
de una válvula de alivio bajo presión. Nunca mire
directamente dentro de una válvula de alivio bajo
presión, ni coloque ninguna parte de su cuerpo
donde la descarga de la válvula de alivio pudiera
embestirle. En algunos casos se sugiere el uso de
una linterna y de un espejo como ayuda cuando se
hacen inspecciones visuales.
Para inspeccionar correctamente una Válvula de
Alivio de Presión, verifique
1. Tapa protectora. Compruebe que la tapa
protectora ubicada en la válvula o al extremo de
la extensión de tubería esté bien ajustada. Las
tapas protectoras ayudan a proteger la válvula de
alivio contra posible mal funcionamiento causado
por lluvia, escarcha, nieve, hielo, arena,
tierra, grava, insectos u otro desperdicio o
contaminación. REEMPLACE INMEDIATAMENTE LAS TAPAS
DAÑADAS Y SIEMPRE MANTENGA UNA TAPA INSTALADA.
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2. Orificios de Drenaje. Tierra, hielo, pintura y
otras partículas ajenas pueden impedir el buen
drenaje del cuerpo de la válvula. SI LOS
ORIFICIOS DE DRENAJE NO PUEDEN SER LIMPIADOS,
REEMPLACE LA VALVULA.
3. Deterioro y corrosión en el resorte de la
válvula de alivio. La exposición a altas
concentraciones de agua, sal, contaminantes
industriales, químicos y contaminantes de
carreteras pueden causar que componentes de metal
fallen. REEMPLACE LA VALVULA SI LA CAPA DE
PINTURA EN EL RESORTE DE LA VALVULA DE ALIVIO
ESTA AGRIETADA O ASTILLADA.
4. Daño físico. La acumulación de hielo y una
instalación incorrecta pueden causar daños
mecánicos. REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA
INDICACION DE DAÑO.
Alteración o reajuste. Las válvulas de alivio de
presión están fabricadas y calibradas para
descargar a ciertas presiones específicas.
REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE
ALTERACION O DE REAJUSTE.
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6. Fuga en el asiento. Inspeccione si hay fugas
en el área del asiento utilizando una solución
para detectar fugas que no sea corrosiva.
REEMPLACE LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE
FUGA. Nunca fuerce una válvula para que cierre y
continúe dejándola en servicio. Esto pudiera
causar daño a la válvula y una posible ruptura
del recipiente o de la tubería en la cual está
instalada la válvula.
7. Corrosión y contaminación. REEMPLACE LA
VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE CORROSION O
DE CONTAMINACION EN LA VALVULA.
8. Humedad, partículas ajenas o contaminantes en
la válvula. Materia ajena tal como pintura,
alquitrán o hielo en las partes de la válvula de
alivio puede deteriorar el debido funcionamiento
de las válvulas. Si se le pone grasa a la
válvula, ésta puede endurecerse con el tiempo o
recoger contaminantes, y por lo tanto deteriorar
la operación correcta de la válvula de alivio. NO
PONGA GRASA EN EL CUERPO DE LA VALVULA. REEMPLACE
LA VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE HUMEDAD O
DE CONTAMINANTES EN LA VALVULA.
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9. Corrosión o fuga en la conexión del
recipiente. Inspeccione la conexión del
recipiente a la válvula con una solución para
detectar fugas que no sea corrosiva. REEMPLACE LA
VALVULA SI HAY ALGUNA INDICACION DE CORROSION O
DE FUGA EN LA CONEXION ENTRE LA VALVULA Y EL
RECIPIENTE.
10. Las válvulas de alivio que se han abierto
completamente deben ser inspeccionadas para
comprobar que no tienen partículas alojadas entre
el asiento y el disco, al igual que para el
debido asentamiento del disco en el asiento. Si
continua evacuando a una presión menor que la
calibración de comienzo-a-descarga, ésto indica
que se deberá reemplazar.
11. La presión a la cual la válvula de alivio de
presión comenzará a descargar nunca se debe
juzgar por la lectura del manómetro de presión
que generalmente se provee en el recipiente. Las
razones para esto son dos
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?Si se requiere que la válvula de alivio se abra,
la descarga que resulta produce un incremento en
la vaporización del producto en el recipiente con
el resultado de que el líquido se enfría a cierto
grado y baja la presión del vapor. Obviamente,
una lectura tomada en dicho momento no indicará
cuál era la presión cuando se abrió la válvula de
alivio.
?Los manómetros de presión que usualmente se
encuentran en la mayoría de los recipientes
proporcionan lecturas aproximadas y no están
proyectados para proporcionar una indicación de
presión suficientemente precisa como para juzgar
la calibración de la válvula de alivio.
ADVERTENCIA Bajo condiciones normales, la vida
útil y confiable de una válvula de alivio de
presión es de 10 años de la fecha original de
fabricación. Sin embargo, la vida útil y
confiable de la válvula puede ser acortada y
requerir reemplazo en menos de 10 años
dependiendo del ambiente en que vive. La
corrosión, el envejecimiento del disco resiliente
de asiento y la fricción todas avanzan a
diferente velocidad, dependiendo de la naturaleza
del ambiente específico y de la aplicación. Las
impurezas del gas, el mal uso del producto y la
instalación inapropiada pueden acortar la vida
confiable de una válvula de alivio.
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La inspección y el mantenimiento de las válvulas
de alivio de presión es muy importante. El no
inspeccionar debidamente y no darle mantenimiento
a las válvulas de alivio de presión puede
resultar en lesiones personales y daño a la
propiedad
A través de los años, válvulas de alivio pueden
llegar a no funcionar adecuadamente en diversas
maneras
Pueden abrir a una presión inferior a la
calibrada.
Pueden abrir y no resellar apropiadamente.
Pueden abrir a una presión arriba de la
calibrada.
Estas fallas en su funcionamiento apropiado son
causadas principalmente por cuatro condiciones
ambientales
1. Corrosión de partes metálicas (particularmente
resortes) lo que resulta en falla en el
funcionamiento apropiado de dichos componentes.
La corrosión es causada por agua, ambientes
salinos, contaminantes industriales, químicos y
contaminantes en carreteras. Concentraciones
altas pueden atacar las partes metálicas
vigorosamente. Ningún metal viable para la
construcción de válvulas de alivio es totalmente
resistente a dicha corrosión.
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2. Deterioro del caucho sintético del disco de
sello, también puede ser atacado por impurezas en
el gas y ambientes corrosivos, particularmente
aquellas con dióxido de sulfuro. No existen
cauchos sintéticos capaces de resistir todos los
contaminantes.
3. Obstrucción o cementación de componentes
móviles de la válvula lo cual restringe su
movimiento. Pintura, grasa y alquitrán aplicado a
las válvulas también puede causar que estas no
funcionen apropiadamente
4. Residuos atascados en el disco de sello de la
válvula, después de que esta abre, en efecto
previenen que la válvula reselle. Residuos en el
área del asiento que previenen su resello pueden
ser causados por material acumulado en la
abertura de la válvula y que no es venteado
cuando esta abre.
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Desafortunadamente muchos de los problemas
arriba señalados no pueden ser fácilmente
observados por la naturaleza compacta de algunos
diseños de válvulas de alivio. Una esporádica
inspección visual de una válvula de alivio no
necesariamente revelara un latente peligro. No
obstante, una inspección visual con frecuencia
revelara fugas, corrosión, daño, obstrucción y
contaminación.  Si se requiere iluminación
adicional, debe utilizarse una lámpara.
Si existe aún la más mínima duda acerca de la
condición de la válvula, o si existe alguna
sospecha de que la válvula no ha sido protegida
por una tapa por cierto tiempo, esta debe de ser
reemplazada.   1. Asegúrese de que las válvulas
tienen tapas protectoras en todo momento. Nunca
autorice servicio o llene un recipiente cuya
válvula(s) de alivio no tiene tapa.
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2. Reemplace válvulas de alivio periódicamente,
al menos cada 10 años. Toda válvula de alivio
tiene el mes y año de su fabricación estampado en
la misma.
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GRACIAS POR SU ATENCION
ING. MARCO ANTONIO CHAGOYA M.
E-mail mach_at_egsa.com.mx